許偉

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

無損檢測技術(shù)在隧道檢測過程中的應(yīng)用及探討

許偉

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

無損檢測技術(shù)在公路隧道檢測中的應(yīng)用已經(jīng)成為今后發(fā)展的必然趨勢。這項技術(shù)的應(yīng)用不但能夠有效提升檢測效率，對于保證公路隧道自身質(zhì)量有重要意義。本文將重點分析無損檢測技術(shù)在公路隧道檢測中的應(yīng)用情況以及相關(guān)問題。為了增強(qiáng)本文的針對性，本文還將以某高速公路案例為例來進(jìn)行分析。

無損檢測；高速公路；地質(zhì)雷達(dá)；錨桿

在我國公路建設(shè)快速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)公路檢測方法也難以滿足日益復(fù)雜的形勢。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對公路的科學(xué)檢測就需要應(yīng)用到無損檢測技術(shù)，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用將能夠增強(qiáng)公路檢測的安全性，能夠進(jìn)一步提升公路檢測的精確度。

1 無損檢測技術(shù)的發(fā)展

地質(zhì)雷達(dá)無損檢測和聲波無損檢測是當(dāng)前無損檢測技術(shù)的兩種主要形式，由于本文主要涉及這兩種技術(shù)，因此將主要對這兩種技術(shù)來進(jìn)行分析。地質(zhì)雷達(dá)無損檢測實際上就是要利用寬頻帶短脈沖高頻電磁波反射來對目標(biāo)體進(jìn)行檢測。在均勻介質(zhì)中，電磁波傳播速度非?？?，在不同物性介質(zhì)傳播過程中，電磁波也將會出現(xiàn)反射。這種反射的電磁波被接收器接收并上傳到主機(jī)之后就能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行專門處理，通過這樣一種措施將能夠?qū)崿F(xiàn)對介質(zhì)密實性、厚度以及數(shù)量等都將能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確探測。地質(zhì)雷達(dá)無損檢測速度非?？?，覆蓋面積也是非常廣泛的。從安全性來看這種檢測方法不具備放射性威脅，不會對檢測人員的人身安全造成影響。因此這項技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)應(yīng)用。

聲波無損檢測主要是應(yīng)用在公路錨桿質(zhì)量檢測當(dāng)中，通過采用這樣一種方法將能夠?qū)崿F(xiàn)有效檢測。在圍巖、水泥砂漿以及錨桿組成的體系中，錨桿端部發(fā)射的聲波將能夠通過錨桿向四周傳播。此時錨桿同砂漿、砂漿同圍巖之間也將會發(fā)生復(fù)雜反射、透射以及能量衰減。在實際檢測過程中如果出現(xiàn)砂漿澆灌不均勻、不密實的現(xiàn)象，此時砂漿空穴處就會出現(xiàn)不同程度的波阻抗變化面，其表面在原有的信號中迭加了強(qiáng)度不同的反射信號，有的時候會出現(xiàn)不應(yīng)出現(xiàn)反射波處存在反射信號的情況。此時工作人員根據(jù)反射波位置和反射信號的強(qiáng)弱就能夠?qū)崿F(xiàn)錨桿錨固質(zhì)量的有效檢測。

2 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

甘肅省某高速公路全段隧道有12座，最長隧道達(dá)到了11.14km，特長隧道有3座。在公路施工中隧道的施工質(zhì)量對整個高速公路的施工質(zhì)量都會產(chǎn)生較大影響。為了能夠真正滿足實際要求，本文將利用無損檢測方法來進(jìn)行分析。

（1）初期支護(hù)無損檢測。這是公路檢測的重要內(nèi)容，在檢測之前首先需要做好地質(zhì)雷達(dá)測線布置工作。為了滿足檢測需要，在本項目檢測中主要是要在拱頂、兩側(cè)拱腰以及兩側(cè)邊墻設(shè)置5條測線。在實際檢測過程中則是每米儀器自動打標(biāo)，對于雷達(dá)信號異常檢測段還要進(jìn)行復(fù)測。

通過對其檢測發(fā)現(xiàn)，右線K60+636-K60+638段拱頂，左線ZK60+694-ZK60+696段拱頂波形同相軸并不連續(xù)，有跳動現(xiàn)象。工作人員對于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、背景去除以及疊加等處理之后發(fā)現(xiàn)波形反射非常強(qiáng)且其相位也發(fā)生了變化，從波形變化來看也是非常大的。這就說明右線K60+636-K60+638段拱頂、左線ZK60+694-ZK60+696段拱頂初期支護(hù)混凝土和圍巖結(jié)合并不密實。對于此種情況需要進(jìn)行注漿處理。

（2）錨桿錨固檢測。錨桿檢測過程中主要是利用聲波檢測法來進(jìn)行。在工作中主要是采用LX巖土工程質(zhì)量檢測分析儀配備錨桿檢測的特殊檢波器和聲波鎮(zhèn)遠(yuǎn)來進(jìn)行檢測。在實際檢測過程中需要在外露鋼筋端部采用端發(fā)端收的方式來進(jìn)行。通過采用這樣一種方法將能夠有效達(dá)到檢測目的。

在工作中檢測人員可以利用波形特征來對錨固質(zhì)進(jìn)行分類，可以分為優(yōu)、良好、一般以及差這幾個等級。通常情況下波形規(guī)則且只有較微弱的底部反射波或者沒有底部反射波的時候此時錨固質(zhì)就是優(yōu)；波形較為規(guī)則，有底部反射波的錨固質(zhì)為良好；波形欠規(guī)則、有底部反射波則為一般；波形不規(guī)則且底部有較強(qiáng)反射波則說明錨固質(zhì)較差?？偟膩砜蠢寐暡z測將能夠?qū)崿F(xiàn)對該公路各類錨桿錨固質(zhì)量的有效檢測和科學(xué)分類。

初期支護(hù)用的是地質(zhì)雷達(dá)檢測法，錨桿錨固檢測則采用的是聲波檢測法，這兩種無損檢測方法在實際工作中的應(yīng)用能夠起到非常好的效果。為了實現(xiàn)科學(xué)檢測，地質(zhì)雷達(dá)在數(shù)據(jù)處理的時候，數(shù)據(jù)標(biāo)定必須要準(zhǔn)確。錨桿檢測過程中敲擊錨桿的時候力量不能夠過大。這是實際檢測需要引起注意的事項。

3 無損檢測存在的問題以及改進(jìn)措施

在本項目中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用能夠起到提升檢測效率的效果，可是從實際情況來看，在工作中也還存在著不少問題。地質(zhì)雷達(dá)檢測過程中存在的問題最為典型，因此對于地質(zhì)雷達(dá)檢測過程中存在的問題就需要進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確地分析才能夠滿足要求。

（1）地質(zhì)雷達(dá)檢測存在的問題。地質(zhì)雷達(dá)檢測過程中存在的問題主要是表現(xiàn)在原理方面和操作方面。從原理方面來看如上文所述，地質(zhì)雷達(dá)檢測采用的是電磁波原理，因此在實際檢測過程中介電常數(shù)的選取就成為非常關(guān)鍵的影響因素。這將成為后期數(shù)據(jù)處理的重要制約因素。電磁波本身受鐵質(zhì)媒介的影響是非常明顯的，在實際檢測過程中公路隧道內(nèi)的鐵質(zhì)媒介，諸如施工臺車、照明電纜、預(yù)埋管件以及預(yù)留鋼筋等都會對檢測質(zhì)量造成影響。這是人們在實際檢測過程中必須要考慮的一點。

從操作方面來看，地質(zhì)雷達(dá)在初期支護(hù)檢測過程中，由于初支表面不平整經(jīng)常產(chǎn)生里程記錄誤差，對檢測結(jié)果也容易造成誤判。現(xiàn)場天線操作人員素質(zhì)不過關(guān)，沒有經(jīng)過專門培訓(xùn)，這樣在實際操作過程中就會有違背規(guī)范的行為，最終會對檢測結(jié)果造成較大誤差。現(xiàn)場檢測過程中對于采集參數(shù)的設(shè)置將會很大程度上影響到采集信號的質(zhì)量。這一點也是人們在實際工作中需要引起注意的。

（2）改進(jìn)措施。為了能夠滿足需要，在對于地質(zhì)雷達(dá)檢測過程中存在的問題就需要及時進(jìn)行改進(jìn)。在工作中可以采取多種措施來進(jìn)行改進(jìn)：

不同段落、不同施工日期的介電常數(shù)差異是非常大的。即便是在同一座隧道中也不能夠用同一介電常數(shù)進(jìn)行檢測。對于那些施工日期差別較大的段落還需要在現(xiàn)場進(jìn)行專門標(biāo)定，這樣做是為了能夠最大限度減小誤差。為了滿足要求在現(xiàn)場檢測過程中還需要做好現(xiàn)場環(huán)境記錄工作，對于現(xiàn)場環(huán)境的記錄必須要做到清晰準(zhǔn)確。對于那些表面不平整的段落是不能夠采用系統(tǒng)自動測距方式的，此時應(yīng)該是采用時間觸發(fā)方式來收集數(shù)據(jù)，在工作過程中需要每5m就需要手動標(biāo)記一次。在利用時間觸發(fā)方法檢測的時候，對于天線必須要使其勻速前進(jìn)。

加強(qiáng)對現(xiàn)場操作人員的培訓(xùn)。為了提升操作人員自身素質(zhì)，在工作中必須要對現(xiàn)場操作人員尤其是天線操作人員進(jìn)行專門培訓(xùn)。要通過培訓(xùn)使得他們的行為能夠達(dá)到規(guī)范要求。在現(xiàn)場操作過程中如果發(fā)現(xiàn)有人還不能夠滿足檢測要求，此時就需要馬上換人。讓一些具有專業(yè)技能的人來進(jìn)行操作。

通過模型試驗，反復(fù)驗證，對檢測參數(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化。同時，現(xiàn)場檢測時，還應(yīng)根據(jù)不同目標(biāo)、不同天線承載方式，合理的設(shè)置檢測參數(shù)。通過對預(yù)設(shè)缺陷的模型進(jìn)行試驗，使得各種缺陷在雷達(dá)檢測圖譜上更直觀的呈現(xiàn)，形成各類缺陷的標(biāo)準(zhǔn)化圖譜，以達(dá)到由己知指導(dǎo)未知的目的。

無損檢測已經(jīng)成為今后公路檢測的重要內(nèi)容，對于公路質(zhì)量有較大影響。為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)檢測就需要掌握其原理，了解其步驟，實現(xiàn)科學(xué)操作。本文從無損檢測技術(shù)出發(fā)對公路檢測進(jìn)行了深入分析，今后對于檢測步驟和存在的問題要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

[1]景運峰.公路橋梁無損檢測技術(shù)及應(yīng)用[J].山西建筑，2012（5）.

[2]李逢最.無損檢測技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用探討[J].黑龍江交通科技，2013（10）.

[3]曾國強(qiáng).無損檢測技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用[J].江西建材，2012（2）.

U457

A

1004-7344（2016）25-0169-02

2016-8-19

許偉（1986-），男，漢族，甘肅瓜州人，工程師，本科，主要研究方向為公路檢測及項目管理。