公路隧道支護質量無損檢測技術研究

孔計偉

摘 要：我國地域自然條件差異較大，隧道穿越山體的工程地質及水文地質條件復雜多變。受設計和施工條件的限制，已建成的公路隧道中出現(xiàn)滲漏水、襯砌開裂、拱背空洞、襯砌厚度不夠、混凝土強度劣化、路面開裂、冒水等現(xiàn)象非常普遍。目前，我國有些公路隧道處于病害發(fā)育的亞健康狀態(tài)，很多隧道已經(jīng)進入到養(yǎng)護維修期?；诖?，以下對公路隧道支護質量無損檢測技術進行了探討，以供參考。

關鍵詞：公路隧道;支護質量;無損檢測技術;研究

引言

隨著我國公路路網(wǎng)覆蓋范圍的不斷擴大，公路隧道已經(jīng)成為很多工程項目的重要組成部分。由于公路隧道工程面臨的地質條件比較復雜，因此在施工及交付使用后常會出現(xiàn)病害問題，因此在公路隧道的竣工驗收階段及使用過程中都要加強對病害的檢測。公路部門要根據(jù)公路隧道的實際情況，合理應用無損檢測技術，盡量減少檢測作業(yè)對公路隧道正常運行的影響，提高檢測的質量和效率。

1無損檢測在公路橋梁檢測中的應用價值

無損檢測技術是一種全方位、多功能、集約化的學科技術，它廣泛的實踐性決定了它可以運用到很多領域，是一種對檢測主體影響性非常小的一種技術。尤其在應用綜合影像檢測、聲音傳導的技術手段的同時，對多元化的狀態(tài)進行形象化的診斷、治療。將無損檢測技術應用在公路橋梁工程建設中，可以檢測出公路橋梁主體結構的質量缺陷。在實際的測試中，利用超聲波、磁場等檢測方式，對公路橋梁的內部缺損進行探測，保障公路橋梁建設過程中的質量控制、進度計劃的順利實施。通過儀器的檢測可以很快捷的檢測出公路橋梁的特征性行為，為工程的進一步實施，提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，這樣的一種技術可以保障公路、橋梁的安全，準確檢測出各種各樣的內在問題。通過先期的整合和相關化的檢測檢驗，實施這樣的一種技術是實現(xiàn)科學性的保障以及安全、穩(wěn)定做出綜合分類處理方案的前提。這樣的一種技術，具備著非常大的市場運作空間。實踐性、操作化的無損性技術，它可以應用多種多樣的技術去詳細的甄別、分析、判斷。

2無損檢測的方法

2.1應用紅外熱成像技術檢測公路隧道病害

應用紅外熱成像技術對公路隧道病害進行無損檢測時，主要是利用紅外線技術及熱敏元件來對物質組成中不同分子所散發(fā)的熱量進行記錄分析，從而根據(jù)其溫度分布以及異常變化等來判斷公路隧道結構內部是否存在缺陷。在紅外熱成像技術的實際應用中，施工人員可在移動車廂上設置紅外掃描器以及紅外相機，以便對公路隧道襯砌結構的空洞等缺陷、圍巖與襯砌間隙水的流動情況及襯砌后的地質變化等情況進行檢測。需注意，由于紅外熱成像技術所測量的主要是物體表面的溫度梯度差，所以應盡量選擇溫差較大的時段進行檢測分析，以保證檢測結果的準確性。

2.2地質雷達法

在當前無損檢測的各項技術中，地質雷達法是一種新興的探測方式，該方法主要應用于一些深度較淺的隧道工程。地質雷達法的運行主要依賴于地下電磁波，工人在操作過程中可以將一些較高頻段的電磁波借助特殊的形式發(fā)送，發(fā)送的主要方向是由目標表面向深層遞進，主要形式為寬頻短脈沖。電磁波在傳遞的過程中會由于一些阻礙對信號進行反射，根據(jù)信號的反射記錄波形，專業(yè)人員根據(jù)波形可以探究隧道工程深層的情況，信號的接收裝置為接收器或者天線，可以記錄反射信號的特點和時間間隔，如實地反映隧道內部情況。

2.3應用超聲波技術檢測公路隧道病害

由于超聲波具有較高的頻率，因此也可以應用該技術對公路隧道進行無損檢測。在應用超時檢測技術時，檢測人員應合理選擇傳感器的安裝位置，并通過接收裝置來接收不同傳輸時間超聲波所反饋的信息數(shù)據(jù)，然后根據(jù)超聲波的實際傳輸速度、位移和時間等參數(shù)來對波速進行計算，同時應結合傳播介質及波速來對公路隧道結構的材料彈性、抗折以及抗壓性等進行計算分析。應用超聲回彈技術能對混凝土的強度、結構缺陷、動彈性模量和厚度等參數(shù)進行有效的檢測分析。同時為了進一步提高檢測結果的準確性，還可以結合鉆孔取芯等技術方法來驗證公路隧道襯砌結構的實際強度及厚度等參數(shù)。

3無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中應用分析

3.1標記與測線布置

在檢測工作開始前，要先做好標記和測線的工作，對于二度體來說，要確保各側線之間保持平行狀態(tài)并且與目標軸垂直。對于三度體來說，測線的排布方式主要為網(wǎng)格狀。此外，在進行二次襯砌和保護監(jiān)測工作中，每個洞口都要安裝5條縱向觀測線。當有別的目標需求時，必須按照要求進行測線位置的更改。在安置縱向測線位置時，可以從隧道上、隧道左、隧道右3個位置及墻壁各進行一條測線設定。在安裝橫向測線時，要注意觀察線與線之間的位置和間距，確保間距保持在（15±5）m。在實際的工作中，還要重點檢測不合格區(qū)域，對側線進行加密和修補，滿足工程的檢測要求。

3.2超聲波技術的應用

超聲波技術是當前運用較為廣泛的一種檢測技術，由于頻率較高的超聲波不在人耳聽力的范圍內，超聲波進行傳輸時，可以有效的遵循波形的傳輸定律。在超聲波技術檢測方式的作用下，利用超聲波進行發(fā)射，同時通過接收器接受，再經(jīng)過波形分析，得出最終的檢測結果，可以有效判斷公路橋梁檢測位置的內部缺陷，從而進一步探明公路橋梁的技術性能。例如公路橋梁檢測中常用超聲檢測方式探究橋梁樁基完整性、檢測橋梁混凝土內部缺陷、檢測橋梁構件裂縫深度等。超聲波技術在各種各樣傳感裝置的配置上，通過對超聲波傳輸長度和傳輸時間的測算，再通過計算機數(shù)據(jù)處理，可以很好的把速度、時間以及位移的聯(lián)系反映出來。

3.3混凝土公路橋梁外觀缺陷無損檢測

受鋼筋混凝土結構本身的特性影響以及載荷作用、施工缺陷、自然環(huán)境影響，混凝土公路橋梁在服役期間，不可避免會出現(xiàn)開裂、水蝕、保護層脫落等問題，尤其是結構裂縫，若不加以控制，將會對公路橋梁的安全性、使用壽命等造成極為嚴重的影響。我國現(xiàn)行的《公路橋梁技術狀況評定標準》中，對混凝土公路橋梁不同位置裂縫的寬度有著嚴格的規(guī)定、限制，這些條款可作為檢測公路橋梁的基礎參考。傳統(tǒng)的混凝土公路橋梁外觀缺陷檢測方法多采用檢測支架、鋼尺、測縫儀等工具，工作人員貼近混凝土結構表面，以人工觀測的方式分析、觀察混凝土公路橋梁的裂隙特征，該方法效率低下，檢測記錄需要人工匯總。近幾年，無損檢測技術在混凝土公路橋梁外觀缺陷檢測中逐步得到了應用。如，利用無人機+熱成像系統(tǒng)，可直觀的對混凝土公路橋梁外觀缺陷進行檢測，高分辨率的熱紅外成像，能夠方便、快速地得出檢測結果。又如，公路橋梁圖像分析技術，通過應用多幅公路橋梁的圖像，可實現(xiàn)遠距離的精確檢測。

結束語

我國的公路隧道工程建設中，一些企業(yè)將施工進度控制作為施工的重點，忽視了對項目施工質量的控制。公路隧道建設與其他施工項目不同，往往會面臨較為復雜的地質狀況，因此施工的過程中面臨的風險因素更多，時刻威脅施工人員的生命安全。借助無損檢測綜合方式可以在保證施工工期的同時，讓工程的質量達到較高的水準。

參考文獻

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