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摘要：喷射混凝土在水利工程中常大量应用，主要用于地下洞室、隧道、涵管等交通、建筑和各项水利水电工程中。，然而以往对喷射混凝土厚度的检测主要靠钻孔法和测钉法等人工方法 ，既费时费力又破坏喷射混凝土的原状结构。本文将对无损检测方法检测喷射混凝土厚度进行分析。
关键词：水工隧洞 喷射混凝土 混凝土厚度 无损检测
中图分类号：TV672+.1 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.喷射混凝土厚度检测的重要性
对于水利工程特别是水利工程隧洞，地层变化很大，岩石类别多在Ⅱ类到Ⅴ类之间变化。因此随着隧洞的开挖，必须及时对洞壁进行喷射混凝土施工，根据规范要求，对不同类别的岩石洞壁，提出了不同喷混厚度的设计要求，以保证洞壁的稳定性，保证施工安全。一道必不可少的工序。喷射混凝土的质量优劣直接决定着施工安全，对施工进度同样有着深刻的影响。因此，控制好喷射混凝土施工质量对工程有着十分重要的意义。其中，喷射混凝土厚度的控制又是一个非常重要的组成部分，在能够严格控制喷射厚度及喷射混凝土强度的情况下可以更好的保证施工的顺利进行，所以，对于喷射混凝土的检测既有其必要性还有其及时性。然而国内现如今的喷射混凝土厚度的检测主要以钻孔取芯为主，留下的钻孔对于隧洞工程容易形成渗流通道并演化成薄弱点，对于过水隧洞来说，由于水力的不断冲击，将在混凝土和岩石的接触面形成裂隙而可能引发安全事故。加之，此类传统检测方法在实施过程中存在很多弊端。例如，对较厚的喷射混凝土进行检测时，取芯耗费大量的时间和人力，工作和经济效率低下。现如今无损检测越来越多的应用在工程检测中，无损检测将大大提高效率，改良检测环境，不会对工程的安全产生任何影响。
2.国内外主要检测方法
关于采用无损检测方法检测混凝土厚度国内已有很多方法的研究和探索。
2.1“无损检测混凝土厚度的电测法
在于通过改变在混凝土表面向它供电电极的极距（AO）的大小而测量出不同深度的视电阻率ρs，由ρs——AO曲线的转折点来确定混凝土层的厚度。为准确测得ρs——AO曲线，采用将可伸缩电极固定在架子上的电极系，用支架支顶固定，使多组电极一次安设完毕并能与凹凸不平的，与水平面形成各种夹角的，弯曲的混凝土表面接触。
2.2喷射混凝土厚度无损检测法
基于AT89C51单片机的喷射混凝土厚度无损检测方法是通过中子法测量其厚度。中子法是将喷射混凝土看做是一种均值的含氢材料。依据快中子被氢原子氧化慢化形成热中子的原理，将热中子计数率与被测混凝土结构物里混凝土材料的质量和组成空间分布状态建立联系，在大量实验研究的基础上，提出了一项中子测量新技术，可以无损、快速的检测喷射混凝土厚度，探查浇注混凝土内部空间缺陷，特别是厚钢板覆盖条件下的混凝土内部空洞和脱空缺陷。根据该项技术研制成的智能中子喷射混凝土测厚仪是一种混凝土质量检测的多功能仪器。大量工程实践证明：核子方法即中子法测量与钻孔取样法相比，测量速度可提高15倍左右，人力节约50%，而且不会破坏混凝土原状结构。（喷射混凝土施工方法是混凝土施工新工艺。）
2.3地质雷达方法
是利用发射天线向地下介质发射广谱、高频电磁波。当电磁波遇到电性（介电常数、电导率、磁导率）差异界面时将发生折射和反射现象，同时介质对传播的电磁波也会产生吸收、滤波和散射作用。用接收天线接收来自地下的反射波或折射波并做记录，采用相应的雷达信号处理软件进行数据处理，然后根据处理后的数据图像结合工程地质及地球物理特征进行推断解释。当雷达波传播到存在介电常数差异的两种介质交界面时，雷达波将发生反射，反射信号的相对大小由反射系数R决定。最后依据反射波的到达时间及已知的波速，可以计算出界面位置；根据雷达波的大小，从已知的上层介质的介电常数出发，可以计算出下层介质的介电常数，进而推测其不密实或脱空等情况。地质雷达监测衬砌层是一种先进的检测技术，与传统的人工取芯相比采集的数据量大，更加快捷、经济。检测误差相较于取芯低，但是考虑到对混凝土结构无损坏，据统计其误差在2～4cm，可以作为混凝土厚度的无损检测方法。
3.结论
除上述介绍方法，另外还有全站仪或激光断面仪及光带摄影等无损检测方法。然而对于已经施工的喷射混凝土，工程测量的方法并不适用。而电测方法和中子法测量喷射混凝土厚度的准确性尚需大量实验认证。地质雷达检测混凝土厚度是一种无损连续检测手段，其对具体点位的误差主要取决于换算速度。对于喷射混凝土而言，表面不光滑，结合面复杂，精度上难以和取芯方法相较。然而考虑到对混凝土结构无损坏，据统计其误差在2～4cm，仍可作为一种先进方法进行使用。在这个以科学技术为导向的社会里，新的无损检测必将代替传统的、效率低下的检测方法。
参考文献
[1] SL377-2007 《水利水电工程锚喷支护技术规范》
[2] DL/T 5181-2003 《水利水电工程锚喷支护施工规范》
[3] GB50086 2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
[4] 钟世航 编著. 铁道部科学研究院铁道建筑研究所. 申请号/专利号：85100680
[5] 程和森、曹更新、魏明成、孙汝建、王守家 编著. 南京水利科学研究院.
[6] 刘康和.探地雷达及应用[J].水利水电工程设计.P38～39.1998.
关键词：水工隧洞 喷射混凝土 混凝土厚度 无损检测
中图分类号：TV672+.1 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.喷射混凝土厚度检测的重要性
对于水利工程特别是水利工程隧洞，地层变化很大，岩石类别多在Ⅱ类到Ⅴ类之间变化。因此随着隧洞的开挖，必须及时对洞壁进行喷射混凝土施工，根据规范要求，对不同类别的岩石洞壁，提出了不同喷混厚度的设计要求，以保证洞壁的稳定性，保证施工安全。一道必不可少的工序。喷射混凝土的质量优劣直接决定着施工安全，对施工进度同样有着深刻的影响。因此，控制好喷射混凝土施工质量对工程有着十分重要的意义。其中，喷射混凝土厚度的控制又是一个非常重要的组成部分，在能够严格控制喷射厚度及喷射混凝土强度的情况下可以更好的保证施工的顺利进行，所以，对于喷射混凝土的检测既有其必要性还有其及时性。然而国内现如今的喷射混凝土厚度的检测主要以钻孔取芯为主，留下的钻孔对于隧洞工程容易形成渗流通道并演化成薄弱点，对于过水隧洞来说，由于水力的不断冲击，将在混凝土和岩石的接触面形成裂隙而可能引发安全事故。加之，此类传统检测方法在实施过程中存在很多弊端。例如，对较厚的喷射混凝土进行检测时，取芯耗费大量的时间和人力，工作和经济效率低下。现如今无损检测越来越多的应用在工程检测中，无损检测将大大提高效率，改良检测环境，不会对工程的安全产生任何影响。
2.国内外主要检测方法
关于采用无损检测方法检测混凝土厚度国内已有很多方法的研究和探索。
2.1“无损检测混凝土厚度的电测法
在于通过改变在混凝土表面向它供电电极的极距（AO）的大小而测量出不同深度的视电阻率ρs，由ρs——AO曲线的转折点来确定混凝土层的厚度。为准确测得ρs——AO曲线，采用将可伸缩电极固定在架子上的电极系，用支架支顶固定，使多组电极一次安设完毕并能与凹凸不平的，与水平面形成各种夹角的，弯曲的混凝土表面接触。
2.2喷射混凝土厚度无损检测法
基于AT89C51单片机的喷射混凝土厚度无损检测方法是通过中子法测量其厚度。中子法是将喷射混凝土看做是一种均值的含氢材料。依据快中子被氢原子氧化慢化形成热中子的原理，将热中子计数率与被测混凝土结构物里混凝土材料的质量和组成空间分布状态建立联系，在大量实验研究的基础上，提出了一项中子测量新技术，可以无损、快速的检测喷射混凝土厚度，探查浇注混凝土内部空间缺陷，特别是厚钢板覆盖条件下的混凝土内部空洞和脱空缺陷。根据该项技术研制成的智能中子喷射混凝土测厚仪是一种混凝土质量检测的多功能仪器。大量工程实践证明：核子方法即中子法测量与钻孔取样法相比，测量速度可提高15倍左右，人力节约50%，而且不会破坏混凝土原状结构。（喷射混凝土施工方法是混凝土施工新工艺。）
2.3地质雷达方法
是利用发射天线向地下介质发射广谱、高频电磁波。当电磁波遇到电性（介电常数、电导率、磁导率）差异界面时将发生折射和反射现象，同时介质对传播的电磁波也会产生吸收、滤波和散射作用。用接收天线接收来自地下的反射波或折射波并做记录，采用相应的雷达信号处理软件进行数据处理，然后根据处理后的数据图像结合工程地质及地球物理特征进行推断解释。当雷达波传播到存在介电常数差异的两种介质交界面时，雷达波将发生反射，反射信号的相对大小由反射系数R决定。最后依据反射波的到达时间及已知的波速，可以计算出界面位置；根据雷达波的大小，从已知的上层介质的介电常数出发，可以计算出下层介质的介电常数，进而推测其不密实或脱空等情况。地质雷达监测衬砌层是一种先进的检测技术，与传统的人工取芯相比采集的数据量大，更加快捷、经济。检测误差相较于取芯低，但是考虑到对混凝土结构无损坏，据统计其误差在2～4cm，可以作为混凝土厚度的无损检测方法。
3.结论
除上述介绍方法，另外还有全站仪或激光断面仪及光带摄影等无损检测方法。然而对于已经施工的喷射混凝土，工程测量的方法并不适用。而电测方法和中子法测量喷射混凝土厚度的准确性尚需大量实验认证。地质雷达检测混凝土厚度是一种无损连续检测手段，其对具体点位的误差主要取决于换算速度。对于喷射混凝土而言，表面不光滑，结合面复杂，精度上难以和取芯方法相较。然而考虑到对混凝土结构无损坏，据统计其误差在2～4cm，仍可作为一种先进方法进行使用。在这个以科学技术为导向的社会里，新的无损检测必将代替传统的、效率低下的检测方法。
参考文献
[1] SL377-2007 《水利水电工程锚喷支护技术规范》
[2] DL/T 5181-2003 《水利水电工程锚喷支护施工规范》
[3] GB50086 2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
[4] 钟世航 编著. 铁道部科学研究院铁道建筑研究所. 申请号/专利号：85100680
[5] 程和森、曹更新、魏明成、孙汝建、王守家 编著. 南京水利科学研究院.
[6] 刘康和.探地雷达及应用[J].水利水电工程设计.P38～39.1998.