隧道病害专项检测方案

高速公路隧道定期

检测方案

目录

1.隧道定期检测的必要性................................1

2.检查内容...........................................2

2.1.地质雷达探测....................................2

2.2.建筑侵限检测....................................7

2.3.隧道构造外观质量检查..........................10

2.4.衬砌混凝土表面强度检查........................11

2.5.衬砌钢筋锈蚀检测...............................12

2.6.钻孔取芯检测......................................12

3.其他注意事项.........................................13

4.投入人员状况.........................................14

5.投入设备状况.........................................14

6.价格概算清单15

贵州高速公路隧道定期检测方案

1.隧道定期检测的必要性

近十余年，伴随我国公路交通建设的大发展，我国新建了大量的隧道投入运行使

用。隧道是一种特殊的工程构造物，其自身构造和周围地质环境互相作用的特点决定

了其受力的复杂性，因此，隧道养护比一般路桥工程养护规定高，技术较为复杂，具有

一定的特殊性，需要进行专门的科学养护和管理，才能保证隧道的安全运行。

根据我国对运行近十年公路隧道的调查显示，已建隧道普遍存

在不一样程度的衬砌裂缝、变形以及渗漏水等病害，对隧道的健

康状况进行全面定期检测与养护势在必行。通过定期检测，应系

统掌握隧道构造的基本技术状况，合理评估隧道的功能状态，为

下一步的J养护提供根据。

为系统掌握隧道的健康状况，调查清晰隧道存在的病害状况与

隐患，为后期的养护治理提供有力根据，根据我单位检测的工

程经验和《公路隧道养护技术规范》(JTGH12-2023)的规定，制

定该检查方案。

2.检查内容

2.1.地质雷达探测

2.1.1探测范围

检测时在各检测隧道段日勺拱顶、拱腰以及边墙3个部位分别布置检测剖面，共5

条测线，拱顶为各隧道的正顶部附近、拱腰为隧道的起拱线以上1m左右，边墙为隧道

口勺排水沟盖板以上2m左右，如图1所不。

DC

图1地质雷达测线布置图

2.L2探测内容

(1)、二衬厚度、混凝土密实度状况；

(2)、钢支撑的位置、间距、深度等布置状况；

(3)、衬砌背后空洞大小及分布状况；

(4)、衬砌背后赋含水分布状况。

2.1.3探测规定

(1)、探测深度：衬砌外表面向围岩深处1.0m内。

(2)、钢支撑：检查与否按设计规定布置。

(3)、拱背空洞：检测空洞提供起止桩号、深度和充填状况。

(4)、衬砌混凝土：检查衬砌混凝土厚度和密实状况。

(5)、拱背含水：检查围岩渗流水或地下水对衬砌口勺侵害。

2.1.4.检测仪器与检测原理

检测采用了美国地球物理探测设备企业(GSSD生产日勺SIR-3000型地质雷达。由于

衬砌围岩之间存在着物性差异；缺陷部位混凝土被水或空气充填时，与密实日勺混凝土

日勺物性也有明显差异。因此，可以采用地质雷达法对隧道H勺支护和衬砌混凝土质量进

行检测。

图2SIR3000型地质雷达

检测原理：探地雷达是通过天线将脉冲雷达波发射入被测物体，由接受天线接受

不一样物理性质物体的界面反射口勺雷达波，据此进行探查。

实测时将探地雷达日勺发射和接受天线密贴于衬砌表面，雷达波通过天线进入混凝

土衬砌中，碰到钢筋、钢质拱架、材质有差异

日勺混凝土、混凝土中间的不持续面、混凝土与

空气分界面、混凝土与岩石分界面、岩石中日勺

裂面等产生反射，接受天线接受到反射波，测

出反射波的入射、反射双向走时，就可计算出

反射波走过的旅程长度，从而求出天线距反射

面的距离Do

D=V-At/2

式中：D为天线到反射而日勺距离；V为雷达波的行走速度；At为雷达波从发射至

接受到反射波时走时，用ns（纳秒，1ns=10-9秒：）计；可以用几何光学日勺概念来看待

直线传播的雷达波的透射和反射。

V=C0/£1/2

其中：CO为雷达波在空气中的J传播速度一30cm/ns；£为介电常数，由波所通过欧J物质决定。

即物体中的雷达波速由其介电常数决定。如空气的8空气=1,水的$水二81,混凝土

的£在4〜6之间。实际上，雷达波之因此会在物体界面产生反射，是由于界面两侧

物质介电常数不一样。

榆出显茅

图3雷达探测原理示意图

雷达天线可沿所测测线持续滑动，所测的每个测点日勺时间曲线可以汇成时间剖面图

像。从一种测点日勺反射波时间曲线上去鉴别哪一种波反应什么是困难日勺，但多种测点

资料汇成的时间剖面，各测点接受到日勺同一反射面的反射波汇成一定图像，就能直观

地反应出多种不一样的反射面。例如，一种与测量平面近于平行的反射面，如衬砌的

外缘面，在时间剖面上就是与时间0基线近于平行的线;衬砌与岩体交界面日勺起伏（反

应了衬砌厚薄变化）体现为有起伏的图像；钢质拱架的反射图像也许是一双曲线，在

彩色或黑白灰度日勺图上也也许展现一种个圆点；突入衬砌中H勺小块岩石、衬砌背后的

空洞、两层衬砌间的空隙则多呈双曲线图像。根据这些图像即可辩别不一样的物体。

时间剖面图像是探地雷达到果的基本图件，其横座标为测点位置，纵座标为雷达波反

射时。可以用黑白波型图像（波形图变面积黑白显示）、黑白灰度显示、彩色色块显示

等形式。

2.1.5.检测措施

①测线布置

测线布置如图1所示，在隧道走向上，持续检测5m打一次测量标识。

②仪器设备的参数选择

雷达是通过天线发射和接受雷达波的。频率高的天线发射雷达波主频高、辨别率高，但

穿透深度小；频率低的天线发射雷达波主频低、辨别率低，不过穿透深度大，若选用

600MHz天线作为工作天线，它的波长约为20cm左右，检测30〜50cm厚的衬砌背后的

空洞和深1〜2m的坍方有足够的辨别率;采样最大时窗若为40ns,可探测1.5〜2m深。

但为探查坍深达5nl以上的坍体状况，就要选择低频的天线，例如200MHz的天线。其

发射和接受的波长约4〜5叫辨别率较低，但采样时窗可设定在200ns以上：可探深

7〜8米。详细使用时可根据初期支护H勺状况和二次衬砌的厚度选用600MHz或900MHz

日勺天线。

③现场数据采集

雷达检测时，需将发射和接受天线与隧道衬砌表面密贴，沿测线滑动，由雷达仪

主机高速发射雷达脉冲：进行迅速持续采集。为此，需使用工作台架，便于将天线举

起密贴衬砌。天线沿测线以1〜3km/h左右H勺速度滑动。为此，运用装载机或反铲挖

掘机搭设工作平台。若雷达每秒发射20个脉冲，检测时天线的行走速度为0.56m/s

(2km/h),则每米有测点35个，点距约3cm；

雷达时间剖面上各测点日勺位置要和隧道里程相联络。为保证点位日勺精确，在隧道壁上

每5m作一标志，标上里程。当日线对齐某一标识时，由找点人员通报雷达仪器操作员,

操作员立即向仪器输入信号，在雷达记录中每5〜10m作一标识。内业整顿资料时，根

据标识和记录的首、末标及工作中间核杳的单程，在雷i大H勺时间剖面图上标明里程。

④宙达波速的测取

雷达波速是计算衬砌的最重要参数。因隧道衬砌日勺施工及用料状况以及钢拱架和

钢筋网的密度不一样，喷射混凝土中雷达的传播波速有一定的变化范围，因此，现场

实测雷达波在衬砌中日勺走行速度是重要的数据参数。

测波速的措施是：在己知隧道衬砌支护厚度处实际丈量衬砌厚度D,再作雷达短

测线测取衬砌底面雷达反射波走时△却反算出丫与£0

V=2D/Ate=(C0/V)2

式中：V为实测H勺雷达波速；D为衬砌实际厚度；At为实测反射时；CO为在空气

中的雷达波速一30cm/ns；。为实测介电常数值

⑤检测数据分析与结论提交

为获得雷达探测的成果，需要对雷达记录进行处理与判读，判读是理论与实践相结合

的综合分析，它是资料解释口勺基础。数据分析的基本环节为：首先通过FFT变换分析,

然后采用数字滤波、反滤波、偏移等处理手段压制随机的和规则的干扰波，突出有用

日勺信息。根据处理后的雷达图象，通过对检测波形的)时间剖面、波形及振幅口勺变化规

律的I对比分析，对壁后空洞及混凝土密实状况、壁后回填状况进行综合评判。

记录列表、计算衬砌厚圈定钢筋网后垫

图4数据处理流程图

在进行数据处理时应注意如下几点：

A:分析反射波的振幅与方向；

B:分析反射波的频漕特性；

C:分析反射波同相轴形态特性，确认那些属同相轴；

D:根据反射波的高、低频率特性，追踪同相轴和分界点，确认不一样介质日勺分解

面；

E:根据空洞H勺波形特性确认衬砌支护背后与否存在空洞：

F:根据波形口勺杂乱、同相轴错断状况，确认与否属于不密实；

最终，检测人员根据地质雷达H勺检测成果，结合隧道施工工艺及对应H勺验收评估原则,

实事求是地提交检测成果汇报。

2.2.建筑侵限检测

22L检测内容

隧道横断面内轮廓变形状况。

2.22使用检测设备及仪器

全站仪、激光断面检测仪等。

223.断面布置

衬砌断面轮廓检测按每隔50m一种断面进行布置。

2.2.4,仪器设备

（1）仪器用途概述

选用北京光电技术研究所生产的BJSD-2c型激光限界检测仪（隧道断面仪）：本仪器

重要用于对隧道断面的迅速精确检测，尤其在施工监测，竣工验收，质量控制等工作

中能迅速获得隧道断面数据。并可以用于对护坡挡土墙欧I验收检查，也可用于对山坡

地形的迅速扫描并通过与路基设计图的比对，计算出土石方量。以便于精确进行承包,

发包日勺土石路基工程操作。

本仪器采用了专门设计的高精度的角度编码器和测距仪。使得仪器的基本性能有

可靠保证。

本仪器在现场不必使用笔记本计算机，即可记录至少一百组断而数据。操作者可以在

回到办公室后，输入到计算机中去，并在专为本仪器所开发日勺软件上进行数据处理、

绘图及汇报等操作。同步也可以做到在检测时同步与计算机连接，做到边检测边显示

检测断面，从而可以立即显示数据和图形。

图5BJSD-2c型激光限界检测仪

（2）重要技术指标

检测半径:0.2-45米

检测时间：自动检测约为1〜2分钟一种断面

充电使用时间：一次充电不超过5小时即可持续使用6小时

检测精度：（1毫米

自动、定点检测时方位角范围：60—300度或30~330度

手动测头时方位角转动范围为；30度-330度

定位测量方式：具有自动测量仪高、垂直向下激光定心功能

每次纪录断面数：不少于100个断面(50个点一组测量断面)

(3)使用条件

温度范围：-10℃~+45℃

湿度条件：(85%

粉尘程度：基本清洁条件下使用、粉尘烟雾及水雾条件下亦可使用但须随时清洁。

(4)仪器的构成及特点

仪器由如下部分构成：

检测主机、测量控制器、三脚架、软件、外接电源盒等部分构成

仪器的特点如下：

(a)现场检测只需三脚架和主机即可，携带及操作以便。

(b)符合现场使用条件，具有防潮、抗烟尘、电池供电等特点。

(c)检测精度高，速度快，检测一种断面仅须1〜2分钟。

(d)测量数据自动记录，存储空间大。

(e)不必交流供电，使用充电电池供电，携带以便，

(f)软件功能强大，操作简便，全中文界面，全面支持Win9X、WinXP、Win2023

等操作系统。

225.测量方式

本仪器口勺测量方式分如下几种:

(1)手动检测措施：

在手动险测方式中，可由操作者控制移动检测指示光斑随意进行测量

和记录。

(2)定点检测法：

可设置起止角度及测量点数等参数，仪器将按照所定参数自动测量并记录。

(3)自动测量法：

仪器根据内部设定日勺间隔，自动检测并记录数据。

226.仪器测量及其数据处理

运用水准仪和经纬仪或者全站仪把隧道洞内基准点引到需要测量日勺断面，该断面相对基点

确定后来，对激光断面仪进行设置，分别选用上述三种方式对该断面进行测量，得到断面

数据，运用计算机，并在专为本仪器所开发日勺软件上进行数据处理、绘图及汇报等操作。

同步也可以做到在检测时同步与计算机连接，做到边检测边显示检测断面。

对实际断面与设计断面进行对比分析，以判断内轮廓断面与否侵限、变形。

图6隧道断面检测软件界面

2.3.隧道构造外观质量检查

2.3.1.检查内容

⑴、洞口

洞口山体有无滑坡、倒塌的迹象，护坡、挡土墙有无开裂变形的状况。

⑵、洞门

墙身有无开裂、起层、剥落，构造有无沉陷、变形、开裂，混凝土有无缺损，钢

筋有无外露。

(3)、衬砌

衬砌有无裂缝、剥落，施工缝有无开裂错位，衬砌表面混凝土有无缺损，有无渗

漏水。

(4)、路面

路面有无沉陷、拱起、错台、开裂、溜滑等。

(5)、检修道

道路与盖板有无缺损等。

(6)、排水系统

构造有无破损：边沟盖板与否完好，管道有无漏水，排水沟有无沉沙、积水等。

(7)、内装

内装层有无脏污、破损、变形等。

2.3.2.检查措施与工具

运用步行及高空检查车辅助方式和照明工具，采用目测和量测检查，并采用数码

相机、钢卷尺、裂缝测宽仪等工具进行记录和测量，并对渗水点记录其位置、大小及

测试PH值状况。

图7高空检测车和裂缝宽度检测工作图

2.4.衬砌混凝土表面强度检查

2.4.1.检查内容

检测衬砌混凝土碳化深度，检测混凝土表面强度，与衬砌混凝土密实性检测日勺数

据互相检查。

2.4.2.检查措施与工具

运用混凝土碳化深度测量仪检测碳化深度；运用超声波回弹仪测试表面强度，通

过换算形成强度曲线，根据曲线评估出测区强度值。

图8智能型混凝土回弹强度检测仪

2.4.3.断面布置

根据隧道衬砌混凝土表面质量进行选择检测断面，一般每隔20米设置一种检查断

面，每个断面根据规范设置2个测区，每个测区设16个点。

2.5.衬砌钢筋锈蚀检测

2.5.1.检查内容

衬砌混凝土内部钢筋的锈蚀状况。

2.5.2.检查工具

采用钢筋锈蚀检测仪进行无破损检测，图9所示为钢筋锈蚀仪与应用检测。

图9钢筋锈蚀检测仪与工程检测

2.5.3.检查措施

采用电化学测定措施中的半电池电位法检测，检查断面50m设

置一种，个别病害处增设测区。

一般在隧道的拱腰局部构件选择测区，在测区内画出测线网格和测点，测线的交叉点就是测点，根据测点件电

位差的状况对钢筋锈蚀状况做出定性评判。现场测试为电位梯度测试，不需凿开混凝土，点距为20u.no检测内容

为该测区相邻测点的电位梯度。

2.6.钻孔取芯检测

2.6.1.检测内容

衬砌混凝土强度、厚度、拱背空洞及允填等实际状况，验证与核算地质雷达检测

成果，为病害整改设计提供根据。

2.6.2.检测工具

重要使用混凝土取芯机、切割机、材料试验机等。

263.检测措施

首先在工程现场用取芯机钻取芯样，对芯样裂缝、分层、麻面或离析、各层厚度

等状况进行检查与描述，然后按有关试验规程日勺措施和规定对芯样进行试件制作、养

护与试验。

根据隧道病害的实际状况确定检测的断面，每一检测断面拟相置钻孔5个（也可

根据断面衬砌混凝土实际状况增长或减少钻孔数量），断面钻孔布置示意如图10。必

要时可根据需要和实际状况在理解衬砌混凝土强度日勺同步，钻孔深度可钻到围岩岩面

以探明效验衬砌厚度、拱背空洞及充填、喷锚初期支护等。

该项目每个隧道选三个断面做取芯检测0

图10钻孔取芯布置图

3.其他注意事项

在隧道质量检测与提交汇报日勺过程中，应注意如下几点：

(1)、雷达检测时，需将发射和接受天线与隧道衬砌表面密贴，沿测线滑动，尽量匀

速行走。

(2)、为了保证时间剖面上各测点口勺位置与实际检测里程的位置相对应，要认真地

做好里程标识工作，以及记录里程与实阮里程日勺查对工作，保证检测成果的

精确性和可靠性。

(3)、现场数据采集时，应尤其注意核定采样窗口长度、核定增益

点设置、显示效果的选择，同步，应观测现场纪录，它是资料解

释的基础。由于，检测中有些环境干扰信号被同步记录下来,，如

不参照现场记录很轻易错判，现场纪录的要点是把那些也许产

生反射干扰的事物都记录下来，注明其性质、与测线的距离、位

置关系等。

(4)、作为从事隧道的检测人员，仅掌握、熟悉雷达检测、数据处理是不够日勺，还

应充足理解隧道施工工艺，针对不一样隧道应充足理解、分析衬砌与壁后回填介

质及围岩的差异；同步应理解熟悉隧道设计施工及对应H勺验收评估原则。对检测

成果应实事求是，既不夸张存在H勺问题，也不隐瞒存在的缺陷，可以论述清晰的

问题一定要透彻，不能论述清晰的也应分析阐明原因，以免导致不必要的误解。

4.投入人员状况

拟投入检测技术人员

拟投入检测设备

设备名称规格产地造价（万元）数量用途

测试衬砌及围岩相

地质探测雷达态

高频雷达天线配合雷达

隧道激光断面仪隧道断面变形测试

裂缝测宽仪衬砌裂健宽度测量

数码相机构造外观检测

超声波回弹测强

混凝土强度测试

仪

碳化测深仪3混凝土碳化检查

钢筋锈蚀测试仪2衬砌钢筋检查

高空检查车1拱顶综合检测

地质钻机1超前探测

地质取芯机1钻取芯样

万能试验机1芯样力学试验

打磨机制备芯样

6.价格概算清单

按2023年《工程勘察设计收费原则》中工程物探收费措施的规定和有关实际状况,

报价计算如下：

表速公路隧道检测价格概算表

序

检查项目名称单价数量备注

号

宙达探测衬砌1向完整性及其与围岩

1

地质宙达探测费12元/米18871米15X18871=226452的结合状况，与否有构造隐患

隧道运行期需要对隧道实际内轮廓

断面与设计内轮廊断面进行对比分

元/所

2300

建筑限界检测费77断面300X77=23100析，以判断内轮廓断面与否侵限、变

面

形

元/测

360

混凝土强度测费378测区60X378=22680

区检测衬砌混凝土的质量和构造材料

劣化程度

4350元/测

钢筋锈蚀检测费154测区350X154=53900

区

5

钻孔取芯检测费220元/个90个220X90=19800

6

芯样制作费120元/个90个200X90=10800检查宙达测试成果

7

芯样试验费60元/个90个60X90=5400

8

构造外观检查贽30元/米3774.230X3774.2=113226隧道构增物所有构件1向质量检测

9

封路措施费25000

10

检测汇报编制费3000

11

单位管理费16%503358X：6%=80537

503358+80537=583895元，记作58万

总计

表4江西贵州高速公路隧道检测费用分析表

一、耗材费用分析

序号项目名称工程细目数量消耗单价（元）金额（元）

1高空检测车燃油25台班-80020230

2电化学液钢筋锈蚀检测154测区-8012320

3仪器设备耗材设备配件、导线等等2023

4办公设备耗材现场必备的办公耗材