隧道湿喷混凝土实体强度检测方法的工程应用

杨颂;曾永军

【摘 要】隧道湿喷混凝土的强度检测方法不同,其检测结果存在一定偏差,因而,对实体强度检测方法也存在一定的争议.以石鼓隧道为工程背景,对不同的检测方法进行比较研究,并建议采用喷大板切割法、回弹法和新型贯入法3种检测方法相结合的方式来实施实时监控,当这3种检测方法的结果偏差较大时,可采用实体凿方切割法的检测强度作为判定的最终依据. 【期刊名称】《公路交通技术》 【年(卷),期】2011(000)004 【总页数】4页(P109-111,121)

【关键词】隧道;喷射混凝土;实体强度;检测方法 【作 者】杨颂;曾永军

【作者单位】广东省公路建设有限公司,广州510600;广东省长大公路工程有限公司,广州511431 【正文语种】中 文 【中图分类】U454

1 工程背景

石鼓特长隧道位于粤湘高速公路博罗至深圳段，为分离式双洞6车道隧道，最大埋深534 m。左线起止桩号ZK32+447～ZK36+458，长4 011 m;右线起止桩号

YK32+459～YK36+339，长3 880 m。石鼓隧道作为博深高速公路的控制性工程，对实现建成通车的工期目标有较大影响。为了更好地保证隧道初期支护的施工质量和整体进度，项目引进了Sika－PM500PC型混凝土喷射机组进行湿喷施工。本文对隧道湿喷混凝土强度的4种检测方法，即喷大板切割法，回弹法，新型贯入法和实体凿方切割法进行比较研究，目的是为了能更快、更好地实时监控石鼓隧道初期支护的质量，从而确保施工安全。 2 隧道喷射混凝土强度检测方法现状 2.1 破坏性检测方法

喷射混凝土破坏性检查方法有凿方切割法。该方法是在一定强度的初期支护上，用凿岩机打密排孔，取出长约35 cm、宽约15 cm的喷射混凝土块，加工成10 cm×10 cm×10 cm立方体试块，在标准条件下养护至28 d后进行试验。此种方法能真实、准确地反映喷射混凝土方体实体强度，但对实体工程破坏较大，且操作较困难。因此，在工程实际施工中，该方法一般只是在其它检测手段所得的结果存在较大争议时才采用。 2.2 无损检测方法

喷射混凝土实体强度检测可参考普通混凝土的无损检测技术。回弹法可作为一种检测手段，但检测数据与实际情况存在一定偏差。

目前，新开发的新型贯入法是根据测钉的贯入深度来推定喷射混凝土的强度，因此越来越受到试验检测者的青睐。 3 几种检测方法介绍 3.1 回弹法 1)检测原理。

根据混凝土表面的强度，通过作用于表面力的反弹大小来推定混凝土强度。 2)检测设备。

ZC3－AA型精品回弹仪。 3)检测方法。

根据相关规定选定一定数量的测区进行打磨，磨平后利用回弹仪垂直于混凝土表面进行测试，记录回弹值。 4)强度判定。

根据回弹值去掉每测区16个值中3个最大值与3个最小值，并根据相关公式计算每测区平均回弹值，对应附表查出混凝土强度换算值，最后根据相关规定推算混凝土强度，判定混凝土强度是否符合设计要求。 3.2 新型贯入法 1)检测原理。

依据美国ASTMCSO8－82标准的贯入阻力原理，采用压缩弹簧加荷载，把一钢钉贯入混凝土中。根据测钉的贯入深度来判定混凝土强度，测钉贯入的深度与混凝土强度成反比，即测钉贯入越深，混凝土强度越低;贯入越浅，混凝土强度越高。 2)检测设备。

HQG－1000混凝土强度检测仪，由主体、冲击杆、压缩弹簧、手把、加力杆等组成。 3)检测方法。

根据规定选定一定数量(一般不少于5个)的测区进行打磨，磨平后利用测强仪垂直于混凝土表面进行贯入试验，然后以磨平的测试面为基准面，用测量表测量小孔的深度，即为贯入深度，记录贯入深度。 4)强度判定。

去掉每测区7个值中的最大值与最小值，并计算每测区平均贯入值，对应混凝土强度与贯入深度关系曲线查出对应混凝土强度，算出平均强度即为该主体混凝土强度，最后判定混凝土强度是否符合设计要求。

3.3 喷大板切割法

向45 cm×35 cm×12 cm的模型内喷射混凝土，待达到一定强度后切割成10 cm×10 cm×10 cm的立方体试块，在标准条件下养护至28 d进行试验。这样取得的试块可以代表洞内喷射混凝土的实际情况，方法简单，也不破坏支护结构。 4 工程应用

笔者选取石鼓隧道ZK36+348～ZK36+242里程段作为测试区，分别采用回弹法、新型贯入法、喷大板切割法及实体凿方切割法4种方法对该测区C20湿喷混凝土强度进行了测试，并对数据进行计算，分析得出各强度值，见表1～4。各种检测方法所得结果对比如表5所示。

由表5可知，实体凿方切割法的检测强度平均值分别比喷大板切割法、回弹法、新型贯入法低10%、6%、1%，但新型贯入法有些测区检测强度比实体凿方法低，这主要是由喷射混凝土的离散性和不均匀性所致。 5 结束语

针对目前隧道喷射混凝土强度检测方法的现状，本文应用4种不同检测方法对石鼓隧道ZK36+348～ZK36+242同一测区喷射混凝土实体强度进行了检测，经对不同方法测试数据的对比分析，提出以下建议:

表1 石鼓隧道C20湿喷混凝土强度回弹法测定值注:数字1～16代表实测回弹值编号。测回弹值 有效均 强度换算 判定强区有效回弹值 去掉回弹值 值/N值/MPa度/MPa号1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 1 33 32 33 32 32 34 36 32 35 35 31 28 38 41 43 25 33.4 28.9 2 29 30 32 35 32 30 33 30 32 31 39 42 26 26 28 38 31.4 25.6 3 32 32 30 34 30 28 34 32 36 31 26 40 26 26 38 56 31.9 26.4 25.6 4 25 36 32 27 38 30 32 32 32 39 41 20 24 24 44 41 32.3 27.0 5 35 32 33 36 34 33 29 33 31 33 35 29 42 36 28 25 32.9 28.0

表2 石鼓隧道C20湿喷混凝土强度新型贯入法测定值注:数字1～7代表实测贯入

值编号。测钉贯入深度/mm测区号 有效贯入值 去掉贯入值 有效均值/mm 强度换算值/MPa 判定强度/MPa 1 2 3 4 56 7 1 2.32 3.33 3.36 3.16 2.91 4.00 2.23 3.02 25.0 2 3.15 3.06 3.14 3.13 2.85 3.37 1.92 3.07 24.6 3 3.52 2.67 2.84 4.79 3.02 5.59 2.09 3.37 23.9 24.3 4 3.61 2.76 3.64 4.05 2.71 4.51 2.04 3.35 24.0 5 3.76 2.42 3.06 3.16 4.27 2.17 5.01 3.33 24.1

表3 石鼓隧道C20湿喷混凝土强度喷大板切割法测定值编号 试件尺寸 龄期/d 承压面积/mm2 破坏力/kN 抗压强度/MPa单值 平均值 折算系数 折算强度第1组10 000 289.50 28.9 10 000 264.16 26.4 27.7 0.95 26.3 10 000 277.37 27.7 10 cm×10 cm×10 cm 28第2组10 000 277.83 27.7 10 000 279.36 27.9 28.2 0.95 26.8 10 000 289.75 29.0

表4 石鼓隧道C20湿喷混凝土强度实体凿方法测定值编号 试件尺寸 龄期/d 承压面积/mm2 破坏力/kN 抗压强度/MPa单值 平均值 折算系数 折算强度第1组10 000 256.32 25.6 10 000 246.79 24.7 25.1 0.95 23.8 10 000 250.13 25.0 10 cm×10 cm×10 cm 28第2组10 000 247.89 24.8 10 000 266.52 26.7 25.6 0.95 24.3 10 000 253.32 25.3

表5 石鼓隧道C20湿喷混凝土强度各类方法测定值对比检测方法 检测强度平均值/MPa 与实体凿方法的强度偏差/MPa 偏差率25.6 +1.5 +6新型贯入法 24.3 +0.2 +1喷大板切割法 26.6 +2.5 +10实体凿方法/%回弹法24.1 0 0

1)喷大板切割法、回弹法、新型贯入法与实体凿方切割法等几种方法所测得强度相互之间存在一定偏差。建议采用喷大板切割法、回弹法和新型贯入法相结合的方式来实施隧道湿喷混凝土质量的实时监控，当这3种检测方法的结果偏差较大时，可采用实体凿方切割法的强度作为最终的评定依据。

2)实体凿方切割法检测喷射混凝土实体强度，虽能够反映结构物的真实情况，但对实体的破坏性很大，不易于操作，特别是在有钢支撑和钢筋网的地段进行凿方相当

困难，且凿方后切割试件也不易成型，故该方法不适用于长时间大面积的检测。 3)喷大板切割法所测得的强度基本上能反应喷射混凝土实体强度，测定值误差较小，同时由于其操作简单，可作为隧道喷射混凝土质量控制的一种方法。

4)回弹法检测喷射混凝土实体的强度，检测速度快、对结构无损伤，但其检测结果偏差较大，建议作为一种参考检测方法。

5)新型贯入法由于操作性好、检测速度快、对结构无损伤等优点，便于施工单位、监理单位和建设单位对喷射混凝土实体质量进行实时监控，其应用前景较好。在其强度评定时需建立回归曲线，进行多组测试数据的对比分析。 参考文献

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