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南石壁隧道衬砌裂缝安全分析评价与治理
表 2 高速公路南石壁隧道右墙脚裂缝宽度表
断面里程 ZK172+482.5 ZK172+478 ZK172+477 ZK172+475 ZK172+470 测缝宽度1 (mm) 1.16 2.70 2.86 2.61 0.94 测缝宽度2 (mm) 1.25 2.64 2.84 2.78 1.08 测缝宽度3 (mm) 1.02 2.40 4.73 3.18 1.05 备注 注：表中测缝宽度为对应的里程桩号附近选取了3个测点的结果。
图 3 ZK172+470~+494段左墙脚裂缝
图 4 ZK172+470~+494段右墙脚裂缝
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图 5 ZK172+470~+494段右墙脚裂缝
3 南石壁隧道左线ZK172+465~495段的质量检测
3.1 检测目的及内容
该次检测的目的主要是通过对南石壁隧道ZK172+465~490段的无损质量检测，在不损害所检测衬砌正常使用功能及结构质量的前提下，客观地了解所检测衬砌的施工质量，合理地评价该隧道衬砌施工是否满足设计要求以及衬砌现有健康状况。
检测内容包括：
（1）混凝土裂缝深度检测，采用超声法；
（2）二次衬砌混凝土强度检测，采用超声—回弹法； （3）二次衬砌厚度检测，采用地质雷达检测；
（4）衬砌蜂窝、振捣不密实、空洞及杂物等缺陷检测，采用地质雷达； （5）断面轮廓线检测，采用激光断面仪，了解结构变形情况。
3.2 本次检测完成的工作情况
本次对南石壁隧道ZK172+465~495段的质量无损检测，具体情况如表 3、表 4、表 5、表 6所示：
表 3 南石壁隧道裂缝深度超声波检测
序号 1 里程 K172+495～+465 长度（米） 30 4
位置 右侧墙脚 测区数（个） 4 备注 南石壁隧道衬砌裂缝安全分析评价与治理
合计 ―― ―― ―― 4 ―― 表 4 超声波—回弹法隧道衬砌混凝土强度检测
序号 1 合计 里程 K172+495～+465 ―― 长度（米） 30 ―― 位置 右侧墙脚 ―― 测区数（个） 4 4 备注 ―― 表 5 地质雷达法隧道衬砌质量及围岩情况检测
序号 1 里程范围 K172+495～+465 位置 右墙脚 测线 名称 测线一 测线二 测线一 测线二 右纵测线一 右纵测线二 3 K172+495～+465 仰拱 左纵测线 横测线一 横测线二 合计 ―― ―― ―― 测线长 度(米) 30 30 25 25 30 30 30 10 10 备注 距电缆槽上表面1.5米 距电缆槽上表面1.0米 距电缆槽上表面1.5米 距电缆槽上表面1.0米 ―― 2 K172+495～+465 左墙脚 表 6 隧道断面轮廓线检测
序号 1 2 3 合计 里程 K172+495~485 K172+485~475 K172+475~465 ―― 长度 （米） 10 10 10 位置 K172+485 K172+480 K172+472 ―― 断面数 （个） 1 1 1 3 备注 ―― 3.3裂缝深度
根据超声波在衬砌混凝土中的传播速度，得出行程时间曲线；然后，超声波发射器位置固定，使接收器沿衬砌某一方向移动，根据裂缝位置处超声波传播时间的变化如延迟时间等，即可计算出裂缝深度。检测采用同济大学声学研究所研制的U-Sonic超声波检测仪，它集微机主控、高压发射、程控放大、A/D采集于一体，具有超声波发射与接收、数字波形采集、声参量自动检测、动态超声信号的实时频谱分析（FFT）、数据场的
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三维可视化表示（3D图形）等功能，数据分析与处理也实现了高度的自动化，并且操作简单，界面友好。
根据超声波采集的波谱图分析结合现场实际情况综合分析，衬砌裂缝较深，已贯通二次衬砌。
图 6 ZK172+465~+495段右墙脚裂缝超声波采集数据
3.4二衬混凝土强度
回弹法检测混凝土强度采用回弹仪测量推定，利用超声波法测出的衬砌混凝土裂缝处声波传播的声时，两探头之间的距离，利用最小二乘法原理，回归分析求出超声波在衬砌缺陷处的声波传播速度，按照超声回弹法综合检测混凝土强度技术规程（CECS 02：88）第五章混凝土强度的推定，对于粗骨料为碎石时
fccu,i?0.008(vai)1.72(Rai)1.57
fccu,i——第i个测区混凝土强度换算值，MPa，精确到0.1 MPa； vai——第i个测区修正后的超声声速值km/s，精确到0.01km/s； Rai——第i个测区修正后的回弹值，精确到0.1。 3.4.1衬砌混凝土强度
表 7 南石壁隧道回弹强度推定表
承包单位 监理单位 中铁十四局集团 北京华通公路桥梁监理咨询公司 合同号 编号 6