【摘要】：隧道錨桿的施工質(zhì)量檢測(cè)在規(guī)范中只有提到檢測(cè)抗拔力，不過(guò)一般一根錨桿只要頭子上有50-100cm的錨固劑就可以滿(mǎn)足抗拔力的要求，所以采用抗撥力檢測(cè)是不能完全反映出施工中錨桿錨固質(zhì)量的，應(yīng)用一維彈性波反射原理，通過(guò)彈性波在錨固體系中的傳播、散射、反射和衰減特性來(lái)檢測(cè)分析錨桿與漿液、漿液與圍巖的膠結(jié)質(zhì)量及錨桿的長(zhǎng)度、缺陷位置，有效的真實(shí)反映錨桿錨固質(zhì)量，通過(guò)以云景二標(biāo)項(xiàng)目部2個(gè)隧道的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，論述無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)中的可行性及可靠性，為推廣無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道錨桿施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用提供一些參考。
一、前言
錨桿施工是隧道施工過(guò)程中維護(hù)圍巖穩(wěn)定，保證施工安全的重要支護(hù)手段之一。施工完成后，在一定程度上還可作為永久支護(hù)的一部分發(fā)揮作用。因此，在施工中如何保證和檢查錨桿的施工質(zhì)量，是極為重要的，但從目前施工狀況看，錨桿施工中主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：
⑴、鉆孔困難：由于作業(yè)空間狹小，巖層強(qiáng)度高鉆到底困難。
?、?、注漿困難：因隧道圍巖破碎，水泥凈漿稠度小、強(qiáng)度低，注漿持續(xù)時(shí)間短，而且很容易倒流，或者過(guò)段時(shí)間沿縫隙流走，造成空洞。水泥凈漿稠度稠施工中注漿壓力不足，很難注漿到位。
⑶、錨桿安裝困難：因隧道圍巖破碎，錨桿鉆孔內(nèi)很容易掉渣、掉塊，使錨桿安裝不到位或無(wú)法安裝。
⑷、墊板安裝困難：因邊墻錨桿桿體多采用直徑為22mm的螺紋鋼筋，尾端不能直接安裝墊板，需要焊接專(zhuān)門(mén)加工的有絲扣的尾端，質(zhì)量難于保證。
由以上的施工困難造成錨桿長(zhǎng)度不足、不配置墊板、布置不合理、砂漿充填不密實(shí)等諸多質(zhì)量隱患，甚至“長(zhǎng)錨短打”現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。采用抗撥力檢測(cè)不能有效的檢測(cè)錨桿的錨固質(zhì)量的，采用JL-MG(C)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀檢測(cè)能有效的檢測(cè)錨桿的長(zhǎng)度及注漿的飽滿(mǎn)度。
二、工作原理及檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定
JL-MG(C)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀由采集儀、發(fā)射震源、檢波器和分析處理軟件組成。發(fā)射震源產(chǎn)生的彈性波，沿著錨桿傳播并向錨桿周?chē)椛淠芰?，檢波器檢測(cè)到反射回波，并由檢測(cè)儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析與存儲(chǔ)。反射信號(hào)的能量強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間取決于錨索周?chē)蚨瞬康墓酀{狀況。通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析，可以確定錨桿長(zhǎng)度以及灌漿的整體質(zhì)量。
1.1錨桿桿體長(zhǎng)度計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1）錨桿桿底反射信號(hào)識(shí)別可采用時(shí)域反射波法、幅頻域頻差法等。
2）桿底反射波與桿端入射首波波峰間的時(shí)間差即為桿底反射時(shí)差，若有多次桿底反射信號(hào)，則取各次時(shí)差的平均值。
3）時(shí)間域桿體長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：L——桿體長(zhǎng)度；Cm——同類(lèi)錨桿的波速平均值，若無(wú)錨桿模擬試驗(yàn)資料，其取值原則如下：當(dāng)錨固密實(shí)度＜30%時(shí)，取桿體波速(Cb)平均值；當(dāng)錨固密實(shí)度≥30%時(shí)，取桿系波速(Ct)平均值（m/s）；△te——時(shí)域桿底反射波旅行時(shí)。
4）頻率域桿體長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：△f——幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰間的頻差。
1.2桿體波速和桿系波速平均值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：
1)以現(xiàn)場(chǎng)錨桿檢測(cè)同樣的方法，在自由狀態(tài)下檢測(cè)工程所用各種材質(zhì)和規(guī)格的錨桿桿體波速值，桿體波速應(yīng)按下式計(jì)算平均值：
式中：Cb——相同材質(zhì)和規(guī)格的錨桿桿體波速平均值（m/s）；
Cbi——相同材質(zhì)和規(guī)格的第i根錨桿的桿體波速值（m/s），且：
L——桿體長(zhǎng)度（m）；△te——桿底反射波旅行時(shí)（s）；
△f——幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰間的頻差（Hz）；
n——參加波速平均值計(jì)算的相同材質(zhì)和規(guī)格的錨桿數(shù)量（n≥3）。
2)宜在現(xiàn)場(chǎng)錨桿試驗(yàn)中選取不少于5根相同材質(zhì)和規(guī)格的同類(lèi)型錨桿的桿系波速值按下式計(jì)算平均值：
式中：Ct——桿系波速的平均值（m/s）；
Cti——第i根試驗(yàn)桿的桿系波速值（m/s），且：
L——桿體長(zhǎng)度（m）；△te——桿底反射波旅行時(shí)（s）；
△f——幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰間的頻差（Hz）；
n——參加波速平均值計(jì)算的試驗(yàn)錨桿的數(shù)量（n≥5）。
2）錨固密實(shí)度可根據(jù)下式按長(zhǎng)度比例估算。
式中：D——錨固密實(shí)度；Lr——錨桿入巖深度；Lx——錨固不密實(shí)段長(zhǎng)度。
錨固質(zhì)量判定：首先，錨桿桿體長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%，且不足長(zhǎng)度不超過(guò)0.5m，可評(píng)定錨桿長(zhǎng)度合格；其次再根據(jù)密實(shí)度劃分為≥90%為優(yōu)、80%～90%為良、75%～80%為合格、＜75%為不合格。
三、錨桿的模擬檢測(cè)
為了真實(shí)可靠的檢測(cè)錨桿的長(zhǎng)度和注漿飽滿(mǎn)度，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，模擬試驗(yàn)在西周嶺隧道的邊墻上進(jìn)行，按試驗(yàn)檢測(cè)規(guī)范要求，分別按注漿灌注飽滿(mǎn)度為100%，75%，50%，無(wú)注漿為制作試驗(yàn)錨桿，鉆孔深度為3.4M，錨桿外露0.1M，制作試驗(yàn)錨桿，錨桿應(yīng)平直，不能有彎曲現(xiàn)象，待注漿達(dá)到齡期后（指試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天）采用JL-MG(C)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)試驗(yàn)錨桿進(jìn)行檢測(cè)，從檢測(cè)結(jié)果分析得出：錨桿長(zhǎng)度和注漿飽滿(mǎn)的誤差在5%。
對(duì)以上的1、3、4種情況的錨桿分別進(jìn)行了拉撥力試驗(yàn)檢測(cè)，結(jié)果抗撥力全部都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求（云景二標(biāo)的隧道錨桿設(shè)計(jì)拉撥力為≥90KN），因此本人感覺(jué)拉撥力試驗(yàn)不能完全反映隧道錨桿在施工中的真實(shí)情況，采用JL-MG(C)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀檢測(cè)錨桿能更有效的反映錨桿錨固質(zhì)量。
四、工地隧道錨桿實(shí)測(cè)分析及對(duì)應(yīng)抗撥力
本項(xiàng)目總共兩座隧道，Ⅲ、Ⅳ類(lèi)圍巖層多，因受地質(zhì)構(gòu)造影響，該兩座隧道共有14條斷層，其中有6條斷層對(duì)隧道影響范圍較大對(duì)圍巖完整影響較強(qiáng)烈。且部分路段存在著巖暴，為了安全施工隧道的開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初支，而錨桿的錨固質(zhì)量就更為的重要。而按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求采用抗撥力檢測(cè)不能及時(shí)快速的反映錨桿的錨固質(zhì)量，為了不影響工程進(jìn)度，為此我項(xiàng)目部采購(gòu)JL-MG(C)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)隧道的錨桿錨固質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)的有效的控制施工質(zhì)量，對(duì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)公路隧道錨桿施工質(zhì)量有了穩(wěn)步的提高。在檢測(cè)的過(guò)程中也對(duì)無(wú)損檢測(cè)結(jié)果和抗撥力檢測(cè)進(jìn)行了對(duì)比，以下是幾個(gè)典形的波形分析與對(duì)應(yīng)的錨桿拉撥力（未進(jìn)行破壞拉撥）。
① 、錨固質(zhì)量?jī)?yōu)的波形及抗撥力
錨桿波形采自溪口隧道的邊墻錨桿，從圖中看出波速在錨固質(zhì)量為優(yōu)的錨固系統(tǒng)中波形規(guī)則呈指數(shù)快速衰減，持續(xù)時(shí)間短，2L/Cm時(shí)刻前無(wú)缺陷反射波，桿底反射波信號(hào)微弱或沒(méi)有呈單峰形態(tài)，或可見(jiàn)微弱的桿底諧振峰，其相鄰頻差△f≈2L/Cm，密實(shí)度≥90%。設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為3.5m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為3.372m，飽滿(mǎn)度為95%；經(jīng)抗撥力檢測(cè)結(jié)果107.5KN。錨固質(zhì)量為優(yōu)的其抗撥力能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
?、?、錨固質(zhì)量為良的波形及抗撥力
波形采自己于西周嶺隧道，從圖中我們可以看出其波速在其錨固質(zhì)量為良的系統(tǒng)中波形較規(guī)則，呈較快速衰減，持續(xù)時(shí)間較短，2L/Cm時(shí)刻前有較弱的缺陷反射波，或可見(jiàn)較清晰的桿底反射波，呈單峰或不對(duì)稱(chēng)的雙峰形態(tài)，或可見(jiàn)較弱的諧振峰，其相鄰頻差△f≥2L/Cm，密實(shí)度80%～90%。圖10設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為3.5m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為3.549m，飽滿(mǎn)度為86%；經(jīng)抗撥力檢測(cè)結(jié)果97.7KN。錨固質(zhì)量為良的其抗撥力能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
③、錨固質(zhì)量為合格的波形及抗撥力
波形采自己于溪口隧道，從圖中我們可以看出其波速在其錨固質(zhì)量為合格的系統(tǒng)中波形欠規(guī)則，呈逐步衰減或間歇衰減趨勢(shì)形態(tài)，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，2L/Cm時(shí)刻前可見(jiàn)明顯的缺陷反射波或清晰的桿底反射波，但無(wú)桿底多次反射波，呈不對(duì)稱(chēng)多峰形態(tài)，可見(jiàn)諧振峰，其相鄰頻差△f≥2L/Cm，密實(shí)度75%～80%。設(shè)計(jì)長(zhǎng)3.0m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為2.971m，飽滿(mǎn)度為79%；經(jīng)抗撥力檢測(cè)結(jié)果97.7KN。質(zhì)量為合格的其抗撥力也能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
?、?、錨固質(zhì)量為長(zhǎng)度不合格的波形及抗撥力
波形采自己于溪口隧道，從圖中我們可以看出桿底反射信號(hào)一般為正相位，特別是出現(xiàn)多個(gè)同相位反射波信號(hào)時(shí)，頻譜呈等間隔多峰形態(tài)，由此計(jì)算的桿長(zhǎng)明顯小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。圖12設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為3.0m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為1.152m，飽滿(mǎn)度為75%；經(jīng)抗撥力檢測(cè)結(jié)果78.0KN（不合格）。
?、?、錨固質(zhì)量為密實(shí)度不合格的波形及抗撥力
波形采自己于西周嶺隧道，從圖中我們可以看出其波速在其錨固質(zhì)量為不合格的系統(tǒng)中波形不規(guī)則，呈慢速衰減或間歇增強(qiáng)后衰減形態(tài)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，2L/Cm時(shí)刻前可見(jiàn)明顯的缺陷反射波及多次反射波，或清晰的、多次桿底反射波信號(hào)，呈多峰形態(tài)，桿底諧振峰明顯、連續(xù)，或相鄰頻差△f＞2L/Cm，密實(shí)度＜75%。設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為3.5m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為3.571m，飽滿(mǎn)度為50%；經(jīng)抗撥力檢測(cè)結(jié)果78.0KN（不合格）。
⑥、錨固質(zhì)量為長(zhǎng)度和密實(shí)度都不合格的波形及抗撥力
波形采自己于西周嶺隧道，以上④、⑤兩點(diǎn)總合。設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為4.0m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度為3.497m，飽滿(mǎn)度為50%；經(jīng)抗撥力檢測(cè)結(jié)果92.8KN（合格）。
從上述我們可以看出當(dāng)用JL-MG(C)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀檢測(cè)錨桿錨固質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果在合格及以上，采用抗撥力檢測(cè)還是能反映出錨桿的錨固質(zhì)量，當(dāng)其結(jié)果不合格時(shí)，采用抗撥力檢測(cè)就不能完全反映出錨桿的錨固質(zhì)量。所以采用抗撥力檢測(cè)是不能完全反映錨桿錨固質(zhì)量的真實(shí)情況，采用應(yīng)力波檢測(cè)可以彌補(bǔ)其缺點(diǎn)，兩種方法相結(jié)合才能更有效的檢測(cè)錨桿的錨固質(zhì)量。
五、總結(jié)
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的多次檢測(cè)以及抗拉撥力的檢測(cè)的對(duì)比，無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果比較能夠符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，而抗拉撥力檢測(cè)就無(wú)法做到這一點(diǎn)，表明該檢測(cè)方法在檢測(cè)錨桿錨固質(zhì)量中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。但是在實(shí)際檢測(cè)中我們發(fā)現(xiàn)由于無(wú)損檢測(cè)使用的是電子元件，極易受到以下幾個(gè)方面的影響：
1) 檢測(cè)前錨桿的端頭有沒(méi)有清理干凈，安裝傳感器時(shí)應(yīng)該清理探頭，以免影響接收信號(hào)。
2) 采集信號(hào)時(shí)應(yīng)該選取較好的信號(hào)保存，所采集較好的信號(hào)應(yīng)該是：多次采集的重復(fù)性好，波形光滑不應(yīng)含毛刺或振蕩性波形，波形最后應(yīng)趨近于基線。
3) 在軟件中分析錨桿對(duì)其底部的反射波應(yīng)判斷準(zhǔn)確，不然對(duì)錨桿的長(zhǎng)度會(huì)影響很大的。
隧著高速公路的高速發(fā)展，隧道的錨桿檢測(cè)越其的重要，也就需要一種新的成熟的檢測(cè)技術(shù)對(duì)其檢測(cè)，應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)作為一種工程質(zhì)量管理輔助手段，具有現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單、人力少、時(shí)間短、不影響工程進(jìn)度，能為隧道施工建設(shè)提供更好質(zhì)量保證，在以后能得到廣泛的應(yīng)用。
成功提示
錯(cuò)誤提示
警告提示
評(píng)論 （0）