梁瑞福

【摘 要】伴隨著改革開放的腳步，我國的綜合實力逐步增強，對于偏遠山區(qū)的發(fā)展越來越重視。我國的山川地貌縱橫交錯，對道路開發(fā)工程造成很大的阻礙，過去常見的做法是建設盤山公路或者炸山修路，對生態(tài)環(huán)境的影響較大并且項目施工難度較大。隨著隧道工程技術的應用，解決了一部分道路施工中未能處理好的問題，但是由于道路隧道工程技術的不完善，后期經(jīng)常出現(xiàn)道路質量和安全問題，因此無損檢測技術的發(fā)展非常重要。

【關鍵詞】公路隧道;支護質量;無損檢測技術

【中圖分類號】U455.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）07-0110-03

0 引言

隨著現(xiàn)代化時代的到來，我國的高速公路尤其是在道路隧道工程的發(fā)展非常迅速，但是隨著道路隧道工程的規(guī)模擴大，隨之帶來的工程隱患也越來越多，近年來逐漸被人們所重視。作為一項隱蔽工程，隧道工程在完工后的質量檢測難度很大，因為現(xiàn)階段我國道路隧道工程質量檢測技術水平和經(jīng)驗嚴重不足，嚴重影響了公路后期的安全運行。重視對公路隧道無損檢測技術的研究，有助于解決目前在道路檢測和維修中存在的工作內(nèi)容復雜和經(jīng)濟開支過大等諸多問題。

1 無損檢測技術的意義

襯砌型建筑結構是現(xiàn)有隧道工程的主要結構，這種結構的特點在于工作人員在對其檢測過程中，只能從表面觀察而不能深入其中，導致隧道工程的質量檢查不全面。應用無損檢測技術可以探測建筑結構的內(nèi)部，同時不會對建筑帶來任何的損傷。目前，無損檢測技術已經(jīng)在我國的隧道工程中發(fā)揮了很大的作用，常用的無損檢測方法有地質雷達方法、紅外線方法及超聲波方法等。伴隨著我國科技水平的不斷提升，我國的各項無損檢測技術已經(jīng)實現(xiàn)了很大的進步，在無損檢測技術的輔助之下，各種隧道工程的安全性得到了較大保證，無損技術的研究對于我國公路隧道工程未來的發(fā)展具有重要的影響，因此必須加強對該技術的研究和投入，從而不斷提升無損檢測技術的質量和效率。

2 無損檢測的方法

2.1 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(nèi)部情況。

2.2 超聲法

超聲法檢測是應用于混凝土無損檢測的一種新技術，具有易操作、對檢測對象無損害的特點，通?？梢岳脝蚊嫫綔y法對裂縫的深度進行檢測，還可以根據(jù)跨縫和不跨縫的差異，設置測點位置在不同裂縫的被測處，但需要注意的是，采用超聲法檢測要注意避開鋼筋，避免對檢測的結果產(chǎn)生影響。

3 無損檢測的應用情況

3.1 地質雷達法檢測的應用狀況

伴隨著雷達技術的不斷完善，其各項技術核心得到了更新，開始廣泛地運用在隧道工程中，能夠幫助項目人員檢測公路中存在的質量問題。采用地質雷達法進行檢測（如圖1所示）時，常常會出現(xiàn)介電質子數(shù)過高或過低的狀況，在工作時需要特別注意記錄數(shù)據(jù)的變化情況。因為介電常數(shù)的選擇對整體檢測結果有著決定性的影響，所以對各個階段產(chǎn)生的介電常數(shù)都要精確地記錄。按物理常識可知，鐵質物品會對電磁波信號產(chǎn)生干擾而降低檢測質量，因此在安置地質雷達時要注意避開鋼筋物質，并且確保技術人員正確使用雷達檢測系統(tǒng)。此外，采用地質雷達法的檢測過程會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，因此必須預先做好模型測試，使檢測結果更加可靠。利用地質雷達系統(tǒng)可以更好地對主體結構密度進行檢測，幫助施工人員的施工達到工程質量標準。

3.2 錨桿質量聲波反射法的應用狀況

公路隧道的監(jiān)測任務中常常會利用錨桿作為輔助工具，主要是因為錨桿可以縮減工程的成本支出，增大巖石的重量，對隧道起到較好的支撐作用。在使用錨桿時，要預先對其進行位置的選定，選擇合適的位置鉆取錨桿眼，在錨桿安裝工作中，大部分操作會對巖石壁產(chǎn)生一定的磨損，工程量也比較大，因此可以利用無損檢測技術輔助錨桿的施工?，F(xiàn)階段，聲波無損檢測技術的發(fā)展還不夠成熟，各項技術不夠完善，操作人員的工作經(jīng)驗不足，因此該項技術無法在工程中得到更大范圍的推廣，并且在檢測過程中，針對波動情況常常需要依賴操作人員的工作經(jīng)驗進行分析，因此有可能存在較多的偏差。采用無損檢測技術結合拉力型錨桿技術，可以更好地對巖石位置進行固定，對聲波的傳導也有更好的穩(wěn)定作用，根據(jù)反射波的強度幫助檢測人員直觀地了解建筑物內(nèi)部的情況。

3.3 回彈法檢測的應用

要想更好地確保隧道施工質量和施工安全，可以利用混凝土對隧道內(nèi)部進行質量加固，但混凝土的強度和硬度要滿足施工要求，此時可以利用回彈技術檢測混凝土的強度?；貜棛z測技術具有靈敏度高、數(shù)據(jù)精確、使用簡便易操作的優(yōu)點，在隧道施工過程中常常將其作為檢測凝土結構穩(wěn)固性的首要檢測方法，但是目前也存在施工中部分施工人員操作不規(guī)范、操作水平不夠等問題，導致施工中容易出現(xiàn)各種技術問題，影響了公路隧道項目的整體檢測效果。

4 無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中應用的實例分析

4.1 現(xiàn)場準備工作

4.1.1 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。

4.1.2 選擇采集數(shù)據(jù)

（1）在地質雷達檢測中，時窗的設定是整個無損檢測技術的核心，當選定時窗過小時，會影響整體項目檢測效果。當時窗選擇過大時，會使地質雷達檢測系統(tǒng)不能正確地得到垂直位置的數(shù)據(jù)信息，將對后面的檢測判斷產(chǎn)生影響。因此，在檢測過程中，要對數(shù)據(jù)信息進行準確的調(diào)整，按照過去積累的工作經(jīng)驗進行時窗大小的設定，將1.5倍作為主要的時窗數(shù)據(jù)參數(shù)。

（2）在地質雷達探測中，要先確定雷達探測數(shù)值，再進行掃描點的選擇。要想提升地質雷達分辨數(shù)據(jù)的精度，就要做好垂直分辨數(shù)據(jù)的調(diào)整，可以參照以下的公式進行掃描點的確定。

S=2ΔTfK×103

上式中，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。

4.2 數(shù)據(jù)測量

（1）開始收集數(shù)據(jù)前，要觀察機器的運轉狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)機器運轉有問題或存在安全隱患時，要立即安排工程維護人員解決，并使機器設備回歸正常工作狀態(tài)。

（2）在檢測過程中，要注意確保襯砌表面和天線之間的緊密貼合度。

（3）在移動天線時，保證檢測位置平穩(wěn)無波動，速度需要保持在（4.0±1.0）km/h。

（4）在檢測過程中要注意觀察電磁影響物，隨時做好數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測。

4.3 數(shù)據(jù)處理

依照上述要求進行準備工作，完成數(shù)據(jù)的記錄與整理。根據(jù)地質雷達顯示的數(shù)據(jù)信息，觀測波動狀況，完成干擾波的時間記錄，當出現(xiàn)干擾因素時，按照預先制定的干擾機制進行調(diào)整，依照最大分辨率完成目標數(shù)據(jù)的記錄，并做好對應的后續(xù)工作。

4.4 檢測結果分析

按照無損檢測工作的開展需要，我們選定一段隧道工程項目作為無損檢測試驗的實驗對象，將該工程中的最初厚度作為參考對象，開展無損檢測并對結果進行整理和討論。選中工程中的12個位置進行數(shù)據(jù)的記錄，具體情況見表1。

我們根據(jù)表1中兩組實驗數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，實驗結果數(shù)據(jù)的差異性相對較小，實驗目標的平均厚度約24.5 cm。在檢測過程中，絕大部分的實驗點符合實驗要求，實驗過程之中實際的最小厚度值也能滿足設計厚度值的一半，并且兩者的差異大于5 cm。由此我們可以得出，在檢測過程中使用的樣本數(shù)據(jù)具有科學性，實驗結果也相對嚴謹。

5 結語

我國正處于現(xiàn)代化建設的關鍵時期，公路隧道工程作為我國現(xiàn)代化建設的重要組成部分，具有任務重、工期緊的特點。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。

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