关于公路工程隧道施工质量几种检测方法探讨摘要：本文主要介绍各种公路隧道工程施工过程和竣工验收中，一些较为常见的质量检测方法，重点评价其实用性。
关键词：公路工程；隧道；施工质量；检测我国正进入公路隧道建设的黄金时期，大量公路隧道工程正在建设或者即将开始建设。
公路隧道施工质量控制是目前工程建设关注的热点问题之一，而在具体工程施工质量检测中，检测方法的选用以及如何准确进行操作非常关键。
1目测法公路隧道工程中采用的目测法是指主要通过目测的手段，对工程施工工序是否合理，工艺的外观效果、平整度、缝隙是否符合要求等各类情况进行目测，以检查确定其质量是否合格。
特别是隧道竣工验收检测中，工程外观表象检查是工程合格评定的基本要求之一。
目前国内在公路隧道施工过程和竣工验收检测中外观表象方面的检测仍然主要采用目测法进行检测评定。
目测法在实际工程检测应用中，具有操作简单，方便实用的特点，目测结果直接对照标准规范或者设计要求即可得出结论，可快速发现工程质量问题，为工程质量判断提供有效决策支持。
如在洞口施工检测中，施工外观需通过目测法进行鉴定，具体要求混凝土表面平整密实、无蜂窝麻面；砌石材料无水锈；砂浆饱满、砌缝横平竖直、表面平整；洞门轮廓线直顺、清晰、美观；泄水孔泄水良好，伸缩风、沉降缝位置适当，墙背回填密实等。
目测法在工程检测中己经应用多年，总结各方经验，其基本操作要领可通过“看”、“摸”、“敲”、“照”四种手段来进行概况。
“看”，就是根据质量标准进行外观目测。
如观察防水管材外观是否符合要求，洞口施工是否平整密实、有无蜂窝麻面等，其它如施工顺序是否合理，工人操作是否正确等，也需要通过“看”在进行检查。
“摸”，就是手感检查。
如止水带现场接头是否牢固，砌体衬砌是否掉粉，地面有无起凸等，均可通过手摸加以鉴别。
“敲”，是通过敲击方式进行音感检查。
对石材、钢材、衬砌空洞可通过敲击细听声音，检测是否密实和是否存在空鼓等情况。
“照”，对于难以看到或光线较暗的部位，可采用镜子反射或灯光照射的方法辅助进行检测。
2量测法量测法在施工质量检测中采用非常普遍，主要是借助量测工具，对各项施工情况根据检测要求进行量测检查，通过实测数据与施工规范及质量标准所规定的允许偏差对照，来判别质量是否合格。
公路隧道施工质量检测中，洞口边坡、高程、隧道净空等施工具体情况，大部分的质量评价指标主要都是通过相应的量测的手段来进行检查。
量测法在检测公路隧道施工质量实际应用中，操作容易，实用性强，效果明显，部分工程仅需采用最基本、最传统的量测手段，便能较准确的对工程质量进行辅助控制。
量测法目前在公路隧道施工质量检测中，被广泛采用。
实际量测中，量测值和标准值之间必然存在差异，这就是误差理论，误差是多方面引起的，主要可以分为仪器误差和人为误差。
任何量测都不可避免地存在误差，如何最大限度地减小测量误差，避免误差对检测结果产生影响，是目前误差研究的主要方向之一。
我们在量测的过程中，也应严格按照量测规范操作仪器，避免人为误差，尽量降低仪器误差，以保证数据高精确度高质量，确保质量检测的有效性。
结合实践经验，隧道工程施工质量检测中采用的量测法基本操作要领主也可归纳为“靠”、“吊”、“量”、“套”四种基本手段。
“靠”，是用直尺、塞尺检查洞壁、基地、路面的平整度等。
“吊”，是用托线板以线锤吊线检查相关垂直度。
“量”，是用测量工具和计量仪表等检查断面尺寸、轴线、标高、湿度、温度等的偏差。
“套”，是以方尺套方，辅以塞尺检查。
如对预制构件的方正检查等。
3声波反射法声波反射法主要采用波形对比分析和频谱分析两种基本方法，再实际检测中通过波形及频谱特征来确定衬砌混凝土的健康状态，从而可判定混凝土内部缺陷范围、衬砌体和围岩结合情况及衬砌厚度。
声波传播特性是其检测施工质量缺陷的物理基础。
当声波垂直入射到两种介质的界面时，一部分能量透过界面进入第二种介质，成为透射波，波的传播方向不变；另一部分能量则被界面反射回来，沿与入射波相反的方向传播，成为反射波。
常见的声波法检测衬砌混凝土质量主要有透射波法和反射波法。
透射波法原理与ct扫描相似，它是根据超声脉冲穿过混凝土时，在缺陷区的声时、波形、波幅和频率等参数所发生的变化来判断缺陷的，要求被测物体有一对相互平行的测试面。
这种方法的不足之处是其无法确定缺陷的准确位置，即它只能确定缺陷在平面上的投影位置，对于深度信息则无法获得。
声波反射法则是根据超声脉冲在缺陷处产生的反射现象来判断缺陷，这种检测方法较适用于只能获得一个测试面的洞室或用于隧道衬砌健康状态的检测。
声波反射法主要用于检测锚杆锚固质量、衬砌混凝土内部缺陷、衬砌厚度和衬砌混凝土与围岩结合情况，常用的检测方法有垂直反射法和等偏移距反射法等。
4冲击回波法国际上从上世纪80年代中期开始，研究出一种新的无损检测方法一一冲击回波法来检测只存在单一测试面的结构混凝土的厚度及其内部缺陷。
冲击回波法应用于混凝土构筑物无损检测，具有简便、快速、设备轻便、干扰小、可重复测试等特点。
冲击回波法的基本原理是利用短时的机械冲击(用一个小钢球或小锤轻敲混凝土表面)产生低频的应力波，当应力波传播到结构内部，被缺陷和构件底面反射回来，这些反射波被安装在冲击点附近的传感器接收下来，并被送到一个内置高速数据采集及信号处理的便携式仪器，将所记录的信号进行时域和频域分析即可得出混凝土的厚度或缺陷的深度。
冲击回波法特别适合于单面结构，如路面、隧道底板、隧道衬砌等结构的检测。
用钢球产生的超声波和音速范围内的机械应力脉冲检测结构时，用传感器可记录观察到的多次反射波，通过对其进行频率分析，能够获得有关衬砌厚度的数据及特殊反射体的重叠。
目前冲击回波法己经能成功地应用于检测60cm厚的理想隧道内壳厚度。
冲击回波法在工程检测应用中也存在很大的片面性，其能达到的检测深度对要检测的材料结构、强度以及应力脉冲的频率依赖性很大，而材料结构、强度以及应力脉冲的频率会受到所选球尺寸的影响。
另外，冲击回波法还极大地依赖回波响应、频谱分析等应力波理论，解释较为困难，而且对混凝土表面的光洁度、藕合剂层厚要求较高。
5超声一回弹综合法混凝土强度的综合法检测，是采用两种或两种以上的单一方法或参数(力学的、物理的或声学的等)联合检测混凝土强度的方法。
由于综合法比单一法检测误差小和具有较宽的适用范围，因此在混凝土的质量控制与检测中的应用愈来愈多。
一般来说，在合理选择各种单一方法组合的前提下，所采用的非破损检测方法越多，混凝土强度的检测精度也越高。
超声一回弹综合法是超声法检测和回弹仪测量的综合，目前是国内外研究最多、应用最广的一种混凝土强度检测方法。
超声法检测的混凝土强度与超声波在混凝土中传播速度之间有相关性，混凝土强度越高，其传播速度越快。
混凝土强度与弹性模量有相关性，弹性模量高的混凝土强度高，而弹性模量与声速具有定量关系，因此，混凝土强度和声速亦有相关性。
这给超声检测法提供了理论基础。
回弹法测混凝土强度是基于强度与混凝土的表面硬度有相关性，而表面硬度可由回弹锤的反弹高度即回弹值反映。
因此，混凝土强度与回弹值之间也有相关性。
这样，回弹仪测量混凝土强度也具备理论基础。
超声一回弹综合法，是综合超声法检测和回弹仪测量，对隧道衬砌超声声速(v)和回弹值(r)进行检测，然后把强度值与声速和回弹值进行二元回归，参考护《超声一回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程》推荐的公式:式中:f是混凝土强度，a、b、c是待定的回归方程系数。
若再考虑碳化层的厚度l，则可建立三元回归方程:中:f是混凝土强度，l是混凝土碳化层的厚度(mm)，d是待定的回归方程的系数。
回弹仪所测回弹值反映衬砌混凝土的表面强度，超声波声速则可以反映衬砌的内部强度信息，超声一回弹综合法检测混凝土强度，既可内外结合，又能在较低或较高的强度区间相互弥补各自的不足，能够较全面地反映结果混凝土的实际质量。
超声一回弹综合法与单一的回弹法或超声波法检测强度相比，是一次重大的进步，因而在隧道衬砌的强度检测和隧底混凝土底板或仰拱强度检测中得到了广泛的使用。
6高密度电阻率法高密度电阻率法是陆域或水域以小偏移距激发和接收，对其下部地层或下部目标物进行连续扫描的一种等偏移距地震波法。
它实际上是一种阵列勘探方法，以研究地下介质体的电阻率差异作为其物理基础，根据电场作用下地层中传导电流的分布规律，推断地下不同电阻率地质体的存在情况。
电磁波在介质中传播时，其能量逐渐衰减，接收到的反射信息既与介质的电性有关，也取决于介质的厚度。
检测隧道混凝土衬砌时，当雷达的正下方介质吸收电磁波能量致使吸收损失较大，雷达接收到的目标体有效信息不足以区分背景噪声时，则难以确定衬砌背后的状况，此时可以采用高密度电阻率法。
高密度电阻法检测的参数是电阻率，被检测的介质不同，电阻率也不同，如混凝土、道柞、岩石、土层、溶洞等；介质的状态不同，其电阻率也不同，如含水状态、结构破损与完整等。
高密度电阻法还具备点距密，测量精度高，算术坐标图件对深层表现比原对数坐标清晰，成果资料直观等特点。
目前高密度电阻率法己被广泛应用于工程质量检测中，在隧道工程地质勘测、隧道底充层、底板、仰拱结构状态、隧底病害等方面应用尤为广泛。
7多频电磁法多频电磁法是近10年来才发展起来的一种专门探测浅层目标物的方法。
它通过发射线圈向地下发射多种频率的电磁波，电磁波进入介质中要产生传导、极化、磁化现象，而这些现象反过来又改变原电磁场的状态，这就是电磁波和介质的相互作用。
把这种作用的结果反映到地面观测点，用仪器在地面观察点上测出电性参数(电阻率或电导率)，这就是多频电磁法解决地质问题的物理前提。
电磁法的多频概念源于“趋肤深度”原理，即探测深度与频率成反比，低频信号在介质中传播很远，可研究结构深部构造，而高频信号只能传播短距离，则用来探测浅部构造。
扫描一个频率窗口相当于一个探测深度，发射多个频率做多个深度探测。
多频电磁法作不同频率即不同深度的探测称为“频率测深”，提供结构的垂向断面图；也可作相同频率即相同深度的探测，称为“频率平剖面”，提供结构的水平剖面图。
多频电磁法测得的参数是电阻率或电导率，被测的物质只要有电性差异，就可采用。
目前多频电磁法多应用于隧底检测，工效较高，安全性较好，在地质预报探测掌子面前方地质情况也有所应用。
8地质雷达法地质雷达法主要是通过雷达发射电磁波，利用电磁波在介质中的反射速度和反射情况，确定目的物的位置及形状，从而对工程质量进行有效判断。
我国从1992年起，开始利用地质雷达法检测隧道工程质量，主要用于隧道地质超前预报、隧道衬砌质量检测、隧道基底施工质量检测等方面。
地质雷达用于隧道衬砌质量和基底施工质量检测，是基于隧道衬砌混凝土与衬砌背后基岩，衬砌混凝土与钢拱架、钢格栅，衬砌背后超挖回填空隙、空洞与密实的衬砌混凝上及衬砌背后基岩之间的介电常数和电阻率都有一定的差异；同样，隧底道柞层与混凝土铺底，回填层与仰拱层，铺底、仰拱层与基岩之间的介电常数和电阻率也有一定差异。
