胡天翔

（西部中大建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

胡天翔

（西部中大建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的綜合國(guó)力不斷提升，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入也在不斷的增大。就目前的情況來(lái)看，道路交通作為我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，有著發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)和加強(qiáng)區(qū)域溝通的重要作用，所以我國(guó)非常重視其質(zhì)量化發(fā)展。在道路交通的建設(shè)當(dāng)中，隧道施工具有較高的難度，保證隧道施工的質(zhì)量性和安全性，可以全面提升我國(guó)的道路交通建設(shè)水平。在目前的隧道施工中，出于安全的考慮，在施工前需要對(duì)隧道地質(zhì)情況等進(jìn)行檢測(cè)，而用到的方法就是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。本文就無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在深化技術(shù)認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化技術(shù)利用。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；隧道施工；應(yīng)用

我國(guó)地域遼闊，山區(qū)面積廣大，尤其是在西南區(qū)域，大山林里，交通十分不利。現(xiàn)階段，我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得了較大的提升，為了進(jìn)一步的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展平衡，我國(guó)在政策方面積極的向西部?jī)A斜，交通建設(shè)也隨之跟進(jìn)。在現(xiàn)階段的西南交通建設(shè)中，主要面對(duì)的問(wèn)題是山林綿密，為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸效率的提升，利用隧道來(lái)進(jìn)行溝通成為了西南交通發(fā)展的關(guān)鍵。由于隧道需要在山體內(nèi)部進(jìn)行施工，所以山體的穩(wěn)定性決定了隧道的穩(wěn)定性。為了使得隧道施工進(jìn)行的更加安全，也為了提高隧道工程的質(zhì)量，在隧道施工的時(shí)候，利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)情況的檢測(cè)可以有效的分析施工環(huán)境的穩(wěn)定性，從而保證隧道施工的持續(xù)性。

1 我國(guó)隧道施工的主要病害狀況

從我國(guó)目前的交通狀況來(lái)看，公路和鐵路隧道數(shù)量非常的大，由于這些隧道的建設(shè)年限不同，所以其質(zhì)量水平也具有差異。經(jīng)過(guò)常年的使用，這些隧道的病害不斷的加重，而這些病害就成為了威脅隧道使用安全的重要因素。就目前統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)看，隧道病害主要有三類：這三類病害分別為設(shè)計(jì)類病害，地質(zhì)類病害以及使用類病害。所謂的設(shè)計(jì)類病害，主要指的是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于考慮缺乏全面性，所以出現(xiàn)了一些隧道病害。在目前的表現(xiàn)中，滲水漏水是最為典型的設(shè)計(jì)類病害。由于隧道具有密閉性的特征，所以隧道排水必須要實(shí)現(xiàn)最大化，但是在設(shè)計(jì)中如果忽略了氣候因素、地形因素等，便會(huì)很容易出現(xiàn)排水設(shè)計(jì)的失誤。地質(zhì)類病害主要指由于地質(zhì)災(zāi)害造成的病害。由于地質(zhì)活動(dòng)的原因，隧道往往會(huì)發(fā)生裂縫、形變等問(wèn)題，這些問(wèn)題使得隧道的使用安全也受到威脅。使用類病害主要指的是由于隧道的長(zhǎng)期使用，持續(xù)的壓力造成了隧道地基層的沉降或者是斷裂，由此帶了了隧道使用的安全威脅?？偠灾?，無(wú)論是何種隧道病害，要想進(jìn)行有效的防治，就必須對(duì)其成因和具體情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，這樣才能進(jìn)行針對(duì)性的解決，提高隧道施工的效率和質(zhì)量。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

2.1 地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在隧道施工中，地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)是最為常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一。這種檢測(cè)技術(shù)利用隧道內(nèi)附有的電磁波發(fā)射器進(jìn)行高頻寬頻帶短脈沖的發(fā)射，通過(guò)電磁波在襯砌界面或者在空洞中的反射，實(shí)現(xiàn)接收天線對(duì)反射情況的回收。因?yàn)樵跈z測(cè)中，襯砌介質(zhì)的傳播速度和介電常數(shù)一般都是已知的，而電磁波在隧道傳播的過(guò)程中，會(huì)受到深度受頻率、反射和導(dǎo)電率三方面的影響，而不同的材質(zhì)，在這三方面的表現(xiàn)也具有不同性。因?yàn)樗淼赖氖┕ぞ哂薪y(tǒng)一性，所以在材質(zhì)方面的一致性較強(qiáng)，而電磁波在傳播的過(guò)程中，如果遇到異常便會(huì)進(jìn)行反射回傳，根據(jù)回傳的資料，可以進(jìn)行隧道問(wèn)題的進(jìn)一步分

析。比如，如果材質(zhì)方面的特性發(fā)生了變化，那么隧道可能存在漏水、滲水等病害，如果電磁波的傳播周期受到影響，那么隧道的完整性可能產(chǎn)生了破壞。根據(jù)這些表象，再進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)和分析，隧道的具體病害便可以有效的掌握，在掌握具體情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，效果會(huì)更好。圖1為大地雷達(dá)工作的原理圖。

圖1 大地雷達(dá)工作原理

2.2 紅外線高溫度照相技術(shù)

在進(jìn)行隧道檢測(cè)的時(shí)候，經(jīng)常利用到的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)便是紅外線高溫度照相技術(shù)。這種技術(shù)的工作原理為：當(dāng)隧道的墻體發(fā)射出輻射熱的餓時(shí)候，紅外線能夠?qū)w溫度的分布情況進(jìn)行記錄。表面的溫度一方面反應(yīng)了熱在墻體表面的流動(dòng)，另一方面又反過(guò)來(lái)影響了結(jié)構(gòu)機(jī)理的中斷，而墻體表面溫度場(chǎng)的中斷又會(huì)反映出結(jié)構(gòu)中的異常。所以利用這種方法能夠清晰的檢測(cè)出隧道的結(jié)構(gòu)異常。在實(shí)際檢測(cè)工作中，主要利用紅外線照相機(jī)或者是掃描儀進(jìn)行測(cè)量，由于這種測(cè)量方法對(duì)于溫度的敏感性較強(qiáng)，所以在冬季施工中，利用此方法進(jìn)行隧道檢測(cè)的效果較為顯著。

利用紅外線高溫度照相技術(shù)，主要可以檢測(cè)出隧道的三種異常情況：第一是確定襯砌和圍巖間水的流動(dòng)情況，第二是進(jìn)行襯砌背面地質(zhì)條件的確定，第三是可以判斷出隧道襯砌缺陷和空洞。此技術(shù)雖然具有較強(qiáng)的實(shí)用性，但是它的使用，也受到三個(gè)方面的影響：第一是此種技術(shù)的利用需要通過(guò)隧道墻體的熱流來(lái)進(jìn)行，所以在熱流的溫差較小的情況下，此技術(shù)效果不明顯。第二是利用此技術(shù)的時(shí)候，隧道表面不能有覆蓋物或者設(shè)施，否則輔熱流的滲透會(huì)受到影響。第三是此技術(shù)沒(méi)有雷達(dá)的靈敏度，所以在流水量隨時(shí)間變化的時(shí)候，測(cè)量的結(jié)果會(huì)存在不準(zhǔn)確性。

2.3 超聲脈沖法

超聲脈沖法也是目前進(jìn)行隧道施工的時(shí)候利用的較為普遍的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。這種檢測(cè)技術(shù)能夠有效的檢測(cè)出隧道中的混凝土裂縫、孔洞、蜂窩以及層狀破壞。此技術(shù)的檢測(cè)依據(jù)主要有四項(xiàng)：第一是當(dāng)?shù)皖l的超聲波在遇到缺陷的時(shí)候會(huì)發(fā)生繞射的情況。第二是超聲波在具有缺陷的界面中會(huì)存在散射現(xiàn)象，所以接受到的回波會(huì)存在明顯的衰減。第三是超聲脈沖的各個(gè)頻率成分在遇到缺陷的時(shí)候衰減程度不同，而且接受回波也存在明顯的差異，第四是超聲波在有缺陷的地方會(huì)存在波形轉(zhuǎn)換或者疊加，從而造成接受波形的變化?；谝陨系乃姆矫嬉罁?jù)，利用超聲脈沖在隧道施工的時(shí)候進(jìn)行病害檢測(cè)效果十分的顯著。

2.4 多光譜分析測(cè)量

在進(jìn)行隧道施工的無(wú)損檢測(cè)時(shí)，多光譜分析測(cè)量也具有重要的價(jià)值。這種測(cè)量方法主要是利用特種的濾光鏡來(lái)進(jìn)行對(duì)隧道的襯砌表面拍照，在需要測(cè)量的區(qū)域，利用濾光鏡拍照后，可以使用多普投影機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所拍膠片的分析。根據(jù)膠片中顯示的灰色陰影和膠片重疊后的光色差異，可以進(jìn)行隧道墻體表面濕度以及其他病害的判斷。這種分析方法對(duì)于分析隧道的裂縫具有十分積極的效果，在實(shí)踐中，可以分析出0.3mm深度的裂縫。由此可見(jiàn)此種分析方法對(duì)于裂縫的檢測(cè)率極強(qiáng)。

4 結(jié)語(yǔ)

隧道是道路交通中的重要組成部分，其作用發(fā)揮和安全性能直接影響著道路交通的價(jià)值。在生活中，隧道病害造成的道路交通損失非常的巨大，因此，強(qiáng)調(diào)隧道施工的質(zhì)量和安全便有了積極的意義。在隧道施工的時(shí)候，利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)隧道的病害進(jìn)行具體的分析和了解，可以更加全面的掌握隧道情況，由此進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì)，施工效果必然會(huì)得到提高。

[1]王朝進(jìn),李建友,王剛,等.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道施工質(zhì)量檢測(cè)與控制中的應(yīng)用[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,S2:281-286.

[2]王長(zhǎng)江.機(jī)械能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2015,07:148-150.

[3]盧恒江.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[J].交通世界(運(yùn)輸.車輛),2015,08:86-87.

[4]李藝.地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道工程無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2014,12:215.

[5]黃光明.探地雷達(dá)在隧道襯砌及公路無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].能源與環(huán)境,2013,（4）:101-103.

[6]汪洋.地質(zhì)雷達(dá)在公路隧道無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2013（25）:174-175.

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