胡先進

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽　550001)

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無損檢測技術(shù)在公路隧道支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中的應(yīng)用研究

胡先進

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽550001)

摘要：針對無損檢測技術(shù)的內(nèi)容與特征，結(jié)合實際工程案例，對地質(zhì)雷達法在公路隧道支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中的應(yīng)用方法進行分析，得出確定現(xiàn)場工作流程、做好現(xiàn)場準備等結(jié)論。

關(guān)鍵詞：無損檢測技術(shù)；公路隧道支護結(jié)構(gòu)；質(zhì)量檢測

1無損檢測技術(shù)分析

無損檢測是指以不損及其將來使用和使用可靠性的方式，對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、化學成分、組織結(jié)構(gòu)和力學性能變化的評定，并進而就結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對特定應(yīng)用的適用性進行評價的方法。在現(xiàn)代工程項目施工中，無損檢測技術(shù)已經(jīng)作為一種成熟的質(zhì)量檢測技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，并在工程項目建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。多數(shù)工程案例經(jīng)驗表明，無損檢測技術(shù)滿足工程項目對檢測效率、檢測質(zhì)量的要求，具有良好的應(yīng)用價值。

目前公路隧道中常見的無損檢測方法有回彈法、超聲法、紅外線法、地質(zhì)雷達法，這些方法針對不同的測試對象有不同的測試內(nèi)容。本文結(jié)合相關(guān)知識，主要介紹地質(zhì)雷達法在公路隧道支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中應(yīng)用，該方法廣泛應(yīng)用于檢測支護(襯砌)厚度、背部的回填密實度、內(nèi)部鋼架、鋼筋等分布。

2無損檢測技術(shù)在公路隧道支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中應(yīng)用的實例分析

2.1檢測準備工作

2.1.1基本工程流程

在該工程項目隧道襯砌施工過程中，整個工程項目質(zhì)量控制均按照圖1的要求開展工程。

圖1　地質(zhì)雷達檢測流程圖

2.1.2現(xiàn)場準備工作

(1)做好測線布置，并根據(jù)工程項目做好施工場地環(huán)境全面記錄，最后根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)標準選擇雷達天線。

(2)評估待測目標的性質(zhì)與特點。

(3)設(shè)置地質(zhì)雷達采集設(shè)備的參數(shù)。

(4)標定現(xiàn)場的介電常數(shù)。

2.1.3標記與測線布置

該工程項目在標記與測線布置中，首先針對二度體目標，保證不同測線之間彼此平行并且垂直于目標軸；而針對三度體目標，主要按照網(wǎng)狀形式布設(shè)測線。同時在開展二次襯砌與初期支護檢測中，在每個單洞布設(shè)5條縱向主測線，若有其他要求，可以布設(shè)橫向測線。在布設(shè)縱向線時，分別于隧道拱頂、左右拱腰、左右邊墻位置各布設(shè)1條。而在橫向布線中，需要按照檢測要求控制線距，該工程中，線距長度為(15±5)m。 在操作過程中需要注意的是，若檢測發(fā)現(xiàn)不合格地段，需要對測線進行加密處理，確保其能滿足檢測需要。

2.1.4記錄施工現(xiàn)場環(huán)境

在應(yīng)用地質(zhì)雷達技術(shù)過程中，施工現(xiàn)場的環(huán)境對檢測的影響十分明顯，因此在施工前需要及時的記錄環(huán)境資料，為后期的數(shù)據(jù)處理提供參考數(shù)據(jù)。該工程項目在記錄施工現(xiàn)場環(huán)境過程中，將所有可能對檢測工作產(chǎn)生反射、干擾的物體都記錄下來，包括機動車、施工設(shè)備、照明裝置等。

2.1.5選擇采集數(shù)據(jù)

(1)時窗設(shè)置

在地質(zhì)雷達技術(shù)中，選取時窗長度是影響無損檢測技術(shù)應(yīng)用效果的重要因素，這是因為如果時窗過小，將會導(dǎo)致探測目標丟失而影響整個探測效果；若時窗過大，將會導(dǎo)致地質(zhì)雷達難以有效分辨垂直方向的資料，影響后期數(shù)據(jù)資料解釋情況。結(jié)合傳統(tǒng)工作經(jīng)驗，在設(shè)置時窗時主要以探測目標深度的1.5倍為主要的時窗長度參數(shù)。

(2)確定掃描點數(shù)

該項目在確定地質(zhì)雷達掃描點數(shù)時，主要有256、512、1024等掃描點數(shù)供選擇。但為保證地質(zhì)

雷達具有良好的垂向分辨能力，需要按照下列關(guān)系式確定掃描樣點數(shù)

S=2ΔTfk×103

式中：S為掃描樣點數(shù)；ΔT為時窗長度，ns；f為天線中心頻率，MHz，K為系數(shù)，一般取6～10。

2.2數(shù)據(jù)測量

(1)測量前注意檢查關(guān)鍵設(shè)備，判斷其運行狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)異常，則需要進行調(diào)整，使其處于正常運行狀態(tài)。(2)測量過程中要保證襯砌表面與天線之間緊密黏貼在一起。(3)保證檢測天線移動平穩(wěn)，速度為(4.0±1.0)km/h。(4)隨時關(guān)注可能產(chǎn)生電磁影響的物體，并做好記錄。

2.3數(shù)據(jù)處理

按照上文內(nèi)容做好準備工作后，進行數(shù)據(jù)采集。但由于地質(zhì)雷達在進行數(shù)據(jù)采集過程中不僅會記錄有效波，也會記錄隧道內(nèi)部的干擾波。該項目針對這一情況，為了更好的壓制隨機干擾情況，始終以最大的分辨率來顯示目標反射波所提取的信息，并進行相應(yīng)的處理。

2.4檢測結(jié)果分析

以該工程項目初支厚度數(shù)據(jù)為對象，對無損檢測結(jié)果進行分析。

選擇該工程項目的12個點，分別記錄設(shè)計初支厚度與實際厚度，具體資料如表1所示。

表1　初支厚度資料統(tǒng)計表

從設(shè)計值與實際值的對比來看，兩組數(shù)據(jù)的差異不明顯，平均厚度為24.5 cm,檢測點中92%的點厚度滿足設(shè)計厚度要求，最小厚度大于設(shè)計厚度的50%，且大于5 cm，因此可以判斷該項目的初支厚度參數(shù)是滿足設(shè)計要求的，而從該項目建成至今，整個支護結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)質(zhì)量問題，證明該檢測結(jié)果是科學的。

3結(jié)束語

主要分析了無損檢測技術(shù)在公路隧道支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測中應(yīng)用的相關(guān)問題?？傮w而言，無損檢測作為一種新型技術(shù)已經(jīng)在公路工程項目建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。上文闡述了無損檢測技術(shù)內(nèi)容及地質(zhì)地雷法檢測原理，之后以某地區(qū)的工程實例為基礎(chǔ)，論證了無損檢測技術(shù)的實際使用方式。

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收稿日期：2016-01-13

作者簡介：胡先進(1983-)，貴州思南人，工程師，研究方向：隧道檢測、監(jiān)控、地質(zhì)超前預(yù)報等。

中圖分類號：U445.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0157-01