徐建財(cái)

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，公路交通基礎(chǔ)建設(shè)已進(jìn)入大發(fā)展、大建設(shè)的快速時(shí)期，在高速公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于隧道工程施工難度大，尤其特長(zhǎng)隧道的施工由于技術(shù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在確保不破壞隧道原結(jié)構(gòu)的前提下對(duì)其進(jìn)行必要的無(wú)損檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)管理工作意義重大。

【關(guān)鍵詞】高速公路隧道；無(wú)損檢測(cè)；養(yǎng)護(hù)管理

中圖分類號(hào)： U457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）18-0217-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.098

【Abstract】With the continuous development of the economy and society， the highway transportation infrastructure has entered the rapid period of great development and large construction. In the process of construction and maintenance of the highway， the construction of the tunnel is difficult， especially the construction of the special long tunnel is complex because of the technical structure， so that it can ensure that the original structure of the tunnel is not damaged. It is of great significance to carry out the necessary NDT and maintenance management.

【Key words】Highway tunnel； Nondestructive testing； Maintenance management

雙語(yǔ)對(duì)照

近年來(lái)，隨著高速公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的突飛猛進(jìn)，隧道的數(shù)量及里程都在不斷的增加。在隧道的使用過(guò)程中，隧道襯砌開(kāi)裂、漏水、侵蝕和裂損等危害都會(huì)對(duì)隧道產(chǎn)生很大的影響，縮短隧道的使用壽命及經(jīng)濟(jì)損失，并對(duì)行車安全及人們生命帶來(lái)安全隱患。因此隧道的無(wú)損檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)和維修顯得尤為重要。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述

在公路隧道的檢測(cè)中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)由于不會(huì)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)造成破壞和損傷，被廣泛的應(yīng)用，其主要是運(yùn)用物理方法對(duì)隧道內(nèi)部的巖石情況進(jìn)行分析和測(cè)量，利用紅外線折射原理測(cè)得巖石厚度，再通過(guò)聲波的原理檢測(cè)隧道內(nèi)是否存在破碎或松動(dòng)的現(xiàn)象。

1.1 大地雷達(dá)檢測(cè)

大地雷達(dá)檢測(cè)方法是通過(guò)表層上的發(fā)射器發(fā)射電磁波，在穿過(guò)媒介時(shí)，由于材料的不均勻性和導(dǎo)電性存在差異，導(dǎo)致振幅變化，另外當(dāng)信號(hào)傳達(dá)到終端點(diǎn)時(shí)，介電性會(huì)形成反射并被天線接收，因而反射、頻率及導(dǎo)電率三種因素影響著電磁波穿透隧道的深度。通過(guò)發(fā)射天線在隧道表層的移動(dòng)，電磁波反射和傳播時(shí)間產(chǎn)生變化，從傳播時(shí)間和曲線能夠分析檢測(cè)出不同深度內(nèi)的缺陷和異常。它可以檢測(cè)出以下幾個(gè)項(xiàng)目；施工材料性質(zhì)的改變、襯砌厚度的變化、襯砌材料的組成以及圍巖情況。但是大地雷達(dá)的檢測(cè)有一定的局限性，如因材料性質(zhì)會(huì)影響檢測(cè)的深度，當(dāng)水和粘土量增大時(shí)其電磁波的變化會(huì)增大；如果有鋼筋加強(qiáng)的襯砌將會(huì)影響缺陷的檢測(cè)，加強(qiáng)高頻率的雷達(dá)發(fā)射器，增大頻率波長(zhǎng)將變短則影響穿透的深度。

1.2 紅外線現(xiàn)場(chǎng)照相技術(shù)檢測(cè)

紅外線現(xiàn)場(chǎng)照相技術(shù)是使用紅外線熱像儀對(duì)隧道內(nèi)部巖石的表面溫度輻射進(jìn)行拍攝，該儀器內(nèi)部有記錄裝置，可以實(shí)時(shí)將捕獲的信息進(jìn)行記錄。如果巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損影響工程質(zhì)量的情況，檢測(cè)將出現(xiàn)表面溫度變化等現(xiàn)象，技術(shù)人員根據(jù)檢測(cè)儀記錄的情況進(jìn)行計(jì)算分析和對(duì)比得知隧道內(nèi)部巖石的結(jié)構(gòu)情況。此方法的使用建議在內(nèi)部溫度低時(shí)使用，因巖石具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，當(dāng)溫度較高時(shí)，巖石的擠壓會(huì)導(dǎo)致裂縫變小，影響檢測(cè)結(jié)果。在測(cè)量中把儀器固定在自動(dòng)裝置上，從隧道的一端向另一端進(jìn)行全面掃描，記錄整個(gè)隧道檢測(cè)結(jié)果。

1.3 多普分析測(cè)量

多普分析測(cè)量法是使用六種覆蓋比較小的頻譜范圍特種濾光鏡對(duì)隧道表面進(jìn)行拍照，同一個(gè)位置內(nèi)六種濾光鏡拍照的次數(shù)最少一次，然后用多譜投影機(jī)對(duì)拍攝的膠片進(jìn)行分析，從彩色背景看黑白照片可以看到細(xì)小的灰色陰影，將不同的膠片重合，就可以看到細(xì)小不同的光色，將墻體表面的濕塊以及病害分析出來(lái)。

2 工程案例分析

2.1 工程概述

本工程以烏鞘嶺1號(hào)隧道為例，烏鞘嶺隧道位于天祝縣陳家溝溝口，出口位于蘭泉村縱坡1.715%～-1.15%，全長(zhǎng)4905m，隧道最大埋深189m，屬深埋石質(zhì)特長(zhǎng)隧道。裂縫寬度為2～3mm，裂縫為拉烈性，邊緣整齊。

2.2 裂縫分布

通過(guò)技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)勘查，裂縫大量出現(xiàn)在拱頂部位，裂縫分布走向主要有襯砌環(huán)向、縱向和斜向裂縫 。裂縫呈兩端較細(xì)中間較粗的情況，縫寬在1.5～3mm之間，屬于IV類裂縫。

2.3 襯砌混凝土質(zhì)量檢測(cè)

通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，可以確定不同層面厚度和缺陷的部位的具體位置，包括隧道內(nèi)的拱頂、左邊墻、右邊墻、左拱腰、右拱腰等五個(gè)位置，對(duì)這五個(gè)位置的側(cè)線布置及隧道內(nèi)部的缺陷部位、襯砌厚度及空洞情況進(jìn)行測(cè)定，并用低頻率雷達(dá)對(duì)隧道內(nèi)有破損和無(wú)溶洞的巖區(qū)進(jìn)行探測(cè)。

2.4 檢測(cè)結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果的分析，得出以下結(jié)論：

第一，雷達(dá)探測(cè)圖像發(fā)現(xiàn)局部反射嚴(yán)重，但并沒(méi)有存在繞射現(xiàn)象，因此推測(cè)是由于裂隙發(fā)育導(dǎo)致；

第二，通過(guò)對(duì)檢測(cè)圖像的分布情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)波形的連續(xù)性較好，因此推斷地質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)區(qū)內(nèi)不存在大的破碎帶和溶洞；

第三，隧道的左右邊墻、左右側(cè)壁以及拱頂位置的側(cè)線正常，不存在大的破碎帶，也沒(méi)有大面積的脫空情況。圍巖與錨噴混凝土緊密性較好，判斷出混凝土襯砌背面不存在溶洞。

第四，通過(guò)使用先進(jìn)的探地雷達(dá)設(shè)備對(duì)襯砌厚度以及襯砌背后的測(cè)試，各模段襯砌混凝土的厚度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，隧道背后的圍巖總體整體統(tǒng)一，符合工程施工的質(zhì)量要求。

3 隧道維修養(yǎng)護(hù)管理方法分析

3.1 隧道維修管理基本模式

由于自然條件等因素的影響，隧道在使用過(guò)程中的壽命會(huì)大大縮短，同時(shí)結(jié)構(gòu)物的安全性和持久性也存在一定差異，給后期的維護(hù)管理帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。在維修管理中需要盡可能掌握可能存在的病害，及時(shí)對(duì)原因和損傷情況分析，采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行維修。另一方面，在隧道長(zhǎng)度、流量以及設(shè)計(jì)速度等相關(guān)的設(shè)備檢修方面，也應(yīng)該引起足夠的重視，確保整個(gè)隧道工程的安全性。

3.2 隧道的養(yǎng)護(hù)作業(yè)模式

目前，國(guó)內(nèi)隧道養(yǎng)護(hù)過(guò)程中存在最大的問(wèn)題是對(duì)隧道的養(yǎng)護(hù)根據(jù)區(qū)域進(jìn)行劃分，導(dǎo)致同一隧道不同位置的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，影響隧道的正常使用以及使用壽命。為進(jìn)一步做好隧道的養(yǎng)護(hù)管理，應(yīng)做好以下養(yǎng)護(hù)工作：

3.2.1 多工種進(jìn)行綜合作業(yè)

多工種天窗綜合作業(yè)主要是在隧道養(yǎng)護(hù)時(shí)，通過(guò)綜合各部門的施工情況進(jìn)行時(shí)段的平行作業(yè)，這種養(yǎng)護(hù)方式對(duì)集中指揮有一定的要求。為確保各項(xiàng)工作的同步性，要建立一個(gè)指揮機(jī)構(gòu)對(duì)隧道進(jìn)行統(tǒng)一養(yǎng)護(hù)管理。全面負(fù)責(zé)管理養(yǎng)護(hù)工作，擬定維修方案，并做好各工種之間的銜接，并提前向養(yǎng)護(hù)管理中心提交計(jì)劃，管理中心對(duì)提交上來(lái)的計(jì)劃在有效避免相互影響的情況下，結(jié)合監(jiān)控以及巡檢部門的信息對(duì)維修方案進(jìn)行整體修改確定。并在天窗期前通知到相關(guān)人員，提前做好養(yǎng)護(hù)的準(zhǔn)備工作，確保其工作效率。對(duì)隧道的養(yǎng)護(hù)應(yīng)該遵循“勤檢測(cè)、常保養(yǎng)、少維修”的原則，通過(guò)縮短檢測(cè)周期，從而及時(shí)對(duì)隧道的病害情況進(jìn)行掌控，做到早發(fā)現(xiàn)，早維修。

3.2.2 建立運(yùn)營(yíng)維護(hù)組織及相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)

在對(duì)隧道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，可以根據(jù)隧道的自身特點(diǎn)，通過(guò)建立相應(yīng)的維修管理體制，按照養(yǎng)護(hù)管理的基本原則，調(diào)整作業(yè)模式以滿足基本需要，從而提高隧道的維護(hù)效率。具體可通過(guò)設(shè)置主導(dǎo)體結(jié)構(gòu)維修、電氣設(shè)備維修、機(jī)構(gòu)設(shè)備維修等綜合協(xié)調(diào)管理機(jī)構(gòu)。同時(shí)在進(jìn)口處和出口處設(shè)定養(yǎng)護(hù)區(qū)域，通過(guò)經(jīng)常性的隧道檢查，提升管理結(jié)構(gòu)的管理效率。另外還可以根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)的章程，從而確定管理標(biāo)準(zhǔn)，完善維修管理制度。

3.2.3 做好維修設(shè)備的配置工作

隧道維修工作對(duì)技術(shù)人員以及相應(yīng)的維修設(shè)備具有非常重要的依賴性，因此應(yīng)該通過(guò)利用新的技術(shù)以及科學(xué)維修設(shè)備，從而降低人們的參與度，提高機(jī)械化作業(yè)程序和安全性，實(shí)現(xiàn)公路隧道的標(biāo)準(zhǔn)化、制度化養(yǎng)護(hù)。對(duì)于車輛比如養(yǎng)護(hù)維修車以及隧道維護(hù)車等設(shè)備也可以進(jìn)行綜合作業(yè)，從而提高工作效率。

3.3 做好養(yǎng)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)安全管理

第一，制定出完善科學(xué)的規(guī)章制度。施工單位的負(fù)責(zé)人應(yīng)該對(duì)隧道養(yǎng)護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)管理的相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行研讀，并依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各類養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行嚴(yán)格管束，從而降低事故發(fā)生率；第二，有效落實(shí)責(zé)任機(jī)制。隧道養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理情況對(duì)責(zé)任制度進(jìn)行充分利用，通過(guò)合理分工，層層落實(shí)，保證事故發(fā)生的第一時(shí)間能夠鎖定責(zé)任人，從而提高問(wèn)題的處理效率。第三，制定出科學(xué)的獎(jiǎng)懲制度。為充分調(diào)動(dòng)養(yǎng)護(hù)人員的工作積極性，可制定一定的獎(jiǎng)懲措施，從而改善現(xiàn)場(chǎng)的安全管理水平；第四，在整個(gè)施工過(guò)程中應(yīng)該不定期對(duì)養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，及時(shí)將隧道養(yǎng)護(hù)安全方面的知識(shí)、規(guī)定進(jìn)行普及，不斷提高養(yǎng)護(hù)人員的安全意識(shí)，在培訓(xùn)中應(yīng)加強(qiáng)安全理念的學(xué)習(xí)，使每一位受教育的人員理解并認(rèn)識(shí)安全意識(shí)，深入內(nèi)心。

4 結(jié)語(yǔ)

公路隧道的建設(shè)對(duì)于我國(guó)交通工程發(fā)展意義重大，為全面做好隧道的安全施工以及養(yǎng)護(hù)工作，需要借助最新的無(wú)損探測(cè)技術(shù)以及先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)及維修設(shè)備對(duì)隧道進(jìn)行日常管理，從而延長(zhǎng)隧道的使用壽命，發(fā)揮公路隧道的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李桂偉.公路隧道的無(wú)損檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)研究[J].民營(yíng)科技，2015（07）：108.

[2]劉振東.公路隧道隱伏病害快速無(wú)損檢測(cè)與安全評(píng)價(jià)體系構(gòu)建[D].中國(guó)海洋大學(xué)，2013.

[3]王朝進(jìn)，李建友，王剛，林鳳仙.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），2012，34（S2）：281-286.