楊玲芝, 方恩權(quán)

(廣州地鐵集團(tuán)有限公司, 廣州 510330)

軌道交通隧道結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)技術(shù)綜述與發(fā)展趨勢(shì)

楊玲芝, 方恩權(quán)

(廣州地鐵集團(tuán)有限公司, 廣州 510330)

以近些年我國(guó)城市軌道交通隧道病害檢測(cè)技術(shù)為對(duì)象,總結(jié)目前針對(duì)不同隧道病害所采用的常用檢測(cè)技術(shù)以及新型檢測(cè)技術(shù),其中新型檢測(cè)技術(shù)包括傳感器檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字照相檢測(cè)技術(shù)、激光掃描檢測(cè)技術(shù)以及多功能集成的隧道檢測(cè)車技術(shù)。詳細(xì)介紹這幾種新技術(shù)的原理,對(duì)比這幾種檢測(cè)技術(shù)的適用范圍(檢測(cè)病害類型)以及在環(huán)境條件、檢測(cè)頻率、處理速度、費(fèi)用、人工依賴程度等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),表明自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化和集成化將是未來隧道檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的重要方向,傳統(tǒng)人工+設(shè)備的檢測(cè)模式將逐步轉(zhuǎn)化為設(shè)備自動(dòng)檢測(cè),技術(shù)人員的主觀判別將逐漸被自動(dòng)化檢測(cè)代替；而集成化的檢測(cè)設(shè)備也必將成為未來隧道檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

城市軌道交通； 隧道結(jié)構(gòu)； 檢測(cè)技術(shù)； 傳感器； 數(shù)字照相； 激光掃描

1 隧道結(jié)構(gòu)病害及其檢測(cè)的困難

城市軌道交通隧道結(jié)構(gòu)受施工期質(zhì)量缺陷、材料性能劣化、列車振動(dòng)、周邊工程活動(dòng)等多種內(nèi)外因素的影響,在運(yùn)營(yíng)期會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害,主要表現(xiàn)為：滲漏水、襯砌裂縫、襯砌掉塊、接縫張開、管片錯(cuò)臺(tái)、縱向沉降、橫向收斂變形等[1-3]。這些病害如果不予以控制,會(huì)影響隧道正常使用,甚至?xí)绊懡Y(jié)構(gòu)安全,因此及時(shí)檢測(cè)并發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害十分重要。

目前隧道結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)存在的困難主要有：隨著軌道交通數(shù)量的增加,日常檢測(cè)工作量隨之增加,但是可供結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)的窗口時(shí)間非常有限；以數(shù)字照相和激光掃描為代表的隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展迅速,但是針對(duì)檢測(cè)獲取的海量數(shù)據(jù)缺乏病害快速提取方法；缺少能夠同時(shí)檢測(cè)多種病害的高效手段,尚未形成高效的隧道結(jié)構(gòu)病害綜合檢測(cè)體系。

2 隧道結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)技術(shù)

2.1 不同隧道病害的檢測(cè)策略

從長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和人工巡檢結(jié)果可以看出,城軌隧道病害檢測(cè)大體可分為兩類,第一類為針對(duì)具體病害,如滲漏水、襯砌裂縫、襯砌掉塊、接縫張開、管片錯(cuò)臺(tái)等,這些病害的特點(diǎn)有具體的表現(xiàn)形式,可以從隧道表面觀察或者通過儀器測(cè)量(如管片錯(cuò)臺(tái)),可以觀察到錯(cuò)臺(tái)量,而錯(cuò)臺(tái)本身會(huì)對(duì)軌道造成影響；第二類為檢測(cè)引發(fā)病害的原因(如縱向沉降、橫向位移、收斂變形、限界侵入等),這些病害本身并沒有表現(xiàn)形式,但是這些病害如果發(fā)生,會(huì)引發(fā)第一類病害(如收斂變形會(huì)造成滲漏水、接縫張開、襯砌掉塊等),這類檢測(cè)工作一般需要制定檢測(cè)指標(biāo)才能進(jìn)行(如收斂變形的收斂直徑、限界尺寸等)。第一類檢測(cè)的病害是微觀的,可以定位到某一環(huán)的某一個(gè)管片或接縫,第二類檢測(cè)是宏觀的,往往是每5環(huán)得到一個(gè)測(cè)量值便可以估計(jì)隧道的健康狀況。因此針對(duì)不同的檢測(cè)內(nèi)容,檢測(cè)策略也并不相同,第一類檢測(cè)有具體表現(xiàn)形式,便于觀察,一般采用人工巡檢就可以得到結(jié)果,第二類檢測(cè)則需要人工配合測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 檢測(cè)技術(shù)

2.2.1 目前常用檢測(cè)手段

目前城軌隧道針對(duì)不同病害,常用的隧道病害檢測(cè)技術(shù)如表1所示,可以看出傳統(tǒng)的隧道病害檢測(cè)方法主要以人工為主,即依靠人眼檢測(cè)以及人工儀器檢測(cè)[4-10],這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟可靠,但同時(shí)存在對(duì)檢測(cè)人員要求較高,檢測(cè)人員的安全作業(yè)難以保證的缺點(diǎn),存在安全不確定性,同時(shí)人工檢測(cè)具有較大的主觀性,即使經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測(cè)人員也難以保證檢測(cè)結(jié)果的完整性與準(zhǔn)確性。隨著當(dāng)前檢測(cè)工作量的不斷增大,這種人工加儀器的方式越來越難以滿足檢測(cè)的需求,完成全部檢測(cè)所需時(shí)間也越來越長(zhǎng),檢測(cè)人員的安全性也無法得到保證。

表1 常用隧道病害檢測(cè)技術(shù)

2.2.2 隧道檢測(cè)新技術(shù)

針對(duì)目前常用的隧道檢測(cè)技術(shù)的弊端,國(guó)內(nèi)外引入或研制了一些檢測(cè)新技術(shù)用于隧道檢測(cè)中。隧道檢測(cè)新技術(shù)可以分為4類:傳感器檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字照相檢測(cè)技術(shù)、激光掃描檢測(cè)技術(shù)、手持式病害記錄技術(shù)。除以上4種之外,目前將上述技術(shù)綜合起來的隧道綜合檢測(cè)技術(shù)也發(fā)展迅速。

1) 在傳感器檢測(cè)技術(shù)方面,目前在隧道中的主要應(yīng)用有4種：① 利用分布式光纖傳感器檢測(cè)隧道縱向變形[11](見圖1(a)),光纖傳感器屬于目前國(guó)際上最前沿的尖端技術(shù),它與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)相比具有分布式、長(zhǎng)距離、精度高和耐久性長(zhǎng)等特點(diǎn)[12],可對(duì)沿光纖的軸向應(yīng)變進(jìn)行分布式監(jiān)測(cè)；② 利用無線傾角傳感器檢測(cè)地下隧道的結(jié)構(gòu)變形(見圖1(b)),利用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器自動(dòng)檢測(cè)[12]；③ 程姝菲、黃宏偉[13]提出了基于溫度傳感器的滲漏水檢測(cè)法(見圖1(c)),以及基于電導(dǎo)率法的滲漏水檢測(cè)；④ 無線通信技術(shù)應(yīng)用于隧道檢測(cè)中,配合傳感器技術(shù)可以發(fā)揮更大的作用(見圖1(d)),采用無線通信技術(shù)可靈活安裝在結(jié)構(gòu)任意位置,監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)可方便地增加或減少,并且可以減少供電設(shè)備和線路的使用,節(jié)約隧道空間,監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)愈多,其無線組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)愈加明顯[14]。

圖1 部分新型傳感器檢測(cè)技術(shù)Fig.1 Part of the new sensor detection

傳感器技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果,對(duì)于病害嚴(yán)重或需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的位置可以起到精密監(jiān)測(cè)的作用,但是傳感器檢測(cè)也具有一定的缺點(diǎn),例如供電問題,若使用隧道內(nèi)電路則需要布設(shè)大量供電線,如果使用自帶電源又需要時(shí)常更換電池。同時(shí),傳感器檢測(cè)的傳感器價(jià)格也比較昂貴,在隧道中如果布設(shè)位置不佳,還會(huì)對(duì)列車運(yùn)行造成影響。

2) 數(shù)字照相技術(shù)主要是利用數(shù)字相機(jī)或攝像機(jī)采集隧道表面圖像,利用圖像處理技術(shù)可以檢測(cè)隧道滲漏水和裂縫[15]。在數(shù)字照相檢測(cè)技術(shù)方面,2007年由Masato Ukai[16]研制出針對(duì)隧道表面的監(jiān)測(cè)設(shè)備。瑞士Terra研制出裂縫檢測(cè)設(shè)備tCrack,可以用于城軌隧道的裂縫檢測(cè),速度為2.5 km/h。我國(guó)在數(shù)字照相隧道檢測(cè)方面,同濟(jì)大學(xué)黃永杰、柳獻(xiàn)等[17]提出的盾構(gòu)隧道滲漏水自動(dòng)檢測(cè)技術(shù),可用于盾構(gòu)隧道的定期檢測(cè)。與傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法相比,方便、省時(shí)和省力,具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。盾構(gòu)隧道滲漏水自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確采集、識(shí)別和分析盾構(gòu)隧道的管片滲漏,且其精度較高。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),驗(yàn)證了該檢測(cè)系統(tǒng)的可操作性和適用性。數(shù)字照相技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是,相對(duì)于傳統(tǒng)方式,可以采集圖片信息,信息量更豐富,利用圖像識(shí)別技術(shù)更是可以獲取精確的病害信息,如滲漏水邊緣信息甚至是裂縫寬度,但是數(shù)字照相對(duì)光源的要求較高,閃光燈頻繁閃爍會(huì)對(duì)操作人員的視覺造成影響,另外數(shù)字照相獲取的隧道內(nèi)表面只能是局部信息,若想獲取完整的隧道內(nèi)表面展開圖,還需大量圖像拼接工作,需要專業(yè)人員及使用專用圖像處理軟件處理。

3) 激光掃描技術(shù)主要是利用激光掃描儀得到隧道內(nèi)表面點(diǎn)云數(shù)據(jù),利用點(diǎn)云數(shù)據(jù),判斷隧道結(jié)構(gòu)變形狀態(tài),如結(jié)構(gòu)收斂變形等,目前利用地面三維激光掃描技術(shù)對(duì)地鐵隧道進(jìn)行收斂變形監(jiān)測(cè),從地鐵隧道數(shù)據(jù)采集、三維模型建立、數(shù)據(jù)處理、成果輸出等幾個(gè)方面來看,三維激光掃描技術(shù)是一種高效的地鐵隧道收斂變形監(jiān)測(cè)手段；也可以利用掃描點(diǎn)反射率數(shù)據(jù)得到隧道內(nèi)表面圖像,從而獲取隧道滲漏水、襯砌掉塊與剝落、裂縫等病害信息。我國(guó)在三維激光掃描檢測(cè)方面,夏國(guó)芳、王晏民[18]提出利用三維激光掃描儀獲取隧道橫縱斷面圖,這種方法能夠在高程變化劇烈處反映隧道高程的真實(shí)變化；畢俊、馮琰等[19]研究了一種在地鐵隧道中應(yīng)用定站式三維激光掃描儀快速檢測(cè)隧道變形的方法；謝雄耀、盧曉智等[20]提出了基于三維激光掃描技術(shù)的隧道全斷面變形測(cè)量方法,一方面給出了測(cè)站間距和掃描分辨率的最佳取值,另一方面提出了基于點(diǎn)云的隧道三維建模算法,使隧道變形可視化。目前三維激光掃描儀檢測(cè)多數(shù)用于隧道收斂變形檢測(cè)、滲漏水監(jiān)測(cè),高精度的三維激光掃描儀也可用于檢測(cè)裂縫。三維激光掃描儀的優(yōu)點(diǎn)是采集信息量完整精確,采集隧道內(nèi)表面點(diǎn)云信息豐富,并且不需要光源就可以得到隧道內(nèi)表面圖像,但基于三維激光掃描儀的檢測(cè)方式也有缺點(diǎn),例如定站式的測(cè)量方式需要不停地移動(dòng)激光掃描儀,步驟相對(duì)復(fù)雜,采集信息的后期處理任務(wù)量大,相比于數(shù)字照相技術(shù),其精度較低,不適用于細(xì)小裂縫的采集。

4) 手持式病害記錄技術(shù)是人工巡檢的輔助技術(shù),例如由上海同巖土木公司研發(fā)的手持式地鐵隧道結(jié)構(gòu)病害調(diào)查數(shù)據(jù)記錄儀[21]。在人工巡檢時(shí),巡檢人員可以利用記錄儀記錄巡檢的病害信息,記錄儀保存有隧道內(nèi)表面展開圖,檢測(cè)人員可以將發(fā)現(xiàn)的病害記錄在內(nèi)表面展開圖上,并且可以利用記錄儀上的圖像采集工具獲得病害圖像,記錄儀采用專用符號(hào)記錄病害數(shù)據(jù),這樣便于后期的數(shù)據(jù)處理和參考。病害記錄儀的優(yōu)點(diǎn)是方便巡檢人員記錄檢查到的病害數(shù)據(jù),也可以采集病害的圖像數(shù)據(jù),不用再攜帶照相設(shè)備,但是病害記錄儀僅僅可以幫助巡檢人員記錄數(shù)據(jù),病害還是要靠巡檢人員目視檢查,對(duì)巡檢人員的要求很高,并且不同的巡檢人員,最終得到的巡檢記錄也并不相同。

5) 除單項(xiàng)病害檢測(cè)設(shè)備外,目前隧道綜合檢測(cè)設(shè)備也逐漸發(fā)展完善,綜合監(jiān)測(cè)設(shè)備可以集多種病害檢測(cè)功能于一身,可以達(dá)到高效率檢測(cè)的目的,從而節(jié)約人力成本。目前隧道檢測(cè)設(shè)備在公路隧道中已經(jīng)獲得了巨大進(jìn)步,如2013年西班牙Euroconsult開發(fā)出隧道檢測(cè)設(shè)備Tunnelings[22],其速度可達(dá)40 km/h。瑞士Terra研制出裂縫檢測(cè)設(shè)備tCrack,可以用于城軌隧道的裂縫檢測(cè),速度為2.5 km/h。我國(guó)在攝影測(cè)量隧道檢測(cè)方面,西南交通大學(xué)王睿等[23]研制的數(shù)字照相檢測(cè)設(shè)備可以識(shí)別0.2 mm裂縫,檢測(cè)速度為13 km/h。北京交通大學(xué)李鵬等[24]研制的數(shù)字照相檢測(cè)設(shè)備采用11臺(tái)CCD相機(jī),時(shí)速為70 km/h,該設(shè)備整體較大,適用于公路隧道。但是,在地鐵隧道中尚沒有像公路隧道檢測(cè)車那樣高效的檢測(cè)設(shè)備,一般是依靠人力推動(dòng)(如隧道檢測(cè)車系統(tǒng)),瑞士AMBERG公司生產(chǎn)的GRP5000測(cè)量系統(tǒng)[25]目前在國(guó)內(nèi)北京、上海均有應(yīng)用,如圖2(a)所示,該儀器為可移動(dòng)二維激光掃描儀,可形成基于反射率的隧道全斷面掃描圖像,其精度不滿足裂縫識(shí)別,但可以識(shí)別滲漏水、掉塊等病害,并且可以進(jìn)行限界檢測(cè),采集隧道內(nèi)表面點(diǎn)云,最新型的GRP5000設(shè)備可以配合全站儀得到隧道真實(shí)內(nèi)表面點(diǎn)云坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)隧道真實(shí)點(diǎn)云建模,其結(jié)果與定站式三維激光掃描儀得到的結(jié)果類似,利用這種設(shè)備數(shù)據(jù)激光掃描儀,可以不用考慮搬站的問題,直接在軌道上推進(jìn),但由于檢測(cè)車在地鐵隧道中缺少動(dòng)力,只能用人力推動(dòng),目前檢測(cè)速度很慢,難以達(dá)到代替人工的目的。此外,上海通芮斯克公司研發(fā)的MTI-100隧道檢測(cè)車也是一種集合多種傳感設(shè)備的綜合檢測(cè)車,該設(shè)備為利用數(shù)字照相技術(shù),如圖2(b)所示,由6臺(tái)CCD相機(jī)組成,時(shí)速為3～5 km/h,適用于城軌隧道,該設(shè)備為人工推進(jìn),可以采集隧道內(nèi)表面圖像信息,識(shí)別裂縫、滲漏水、掉塊與剝落等病害,并且記錄病害位置。但該設(shè)備不能掃描隧道內(nèi)表面點(diǎn)云數(shù)據(jù),因此對(duì)于隧道變形類的病害不能檢測(cè)。同濟(jì)大學(xué)袁勇[26]等研制了一種基于數(shù)字照相技術(shù)的隧道檢測(cè)車,其原理與MTI類似,利用多個(gè)攝像機(jī)采集不同方向的隧道內(nèi)表面圖像,即檢測(cè)車每推進(jìn)相同距離,攝機(jī)機(jī)組采集1次圖片信息,這種檢測(cè)車可以檢查滲漏水、裂縫、掉塊或剝落等病害,但是同樣不能采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

通過介紹的幾種綜合檢測(cè)設(shè)備可以看出,綜合檢測(cè)設(shè)備或是基于激光掃描,或是基于數(shù)字照相,基于激光掃描的檢測(cè)車由于激光掃描儀本身的限制,往往不能檢測(cè)裂縫,而基于數(shù)字照相的檢測(cè)車設(shè)備,由于不具備掃描儀,不能獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù),因此無法檢測(cè)隧道變形?；谏鲜鰩追N隧道檢測(cè)新技術(shù),筆者列出各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

圖2 隧道綜合檢測(cè)車技術(shù)Fig.2 Technology of comprehensive tunnel inspection vehicle

表2 各種隧道檢測(cè)新技術(shù)的對(duì)比

從設(shè)備購(gòu)買和維護(hù)成本來看,傳感器單價(jià)較其他儀器較低,但是其具有不可移動(dòng)性,只可用于固定位置監(jiān)測(cè),并且要考慮電力供應(yīng)、信號(hào)傳輸?shù)瘸杀?；?shù)字照相技術(shù)成本較低,只需要數(shù)字相機(jī)和穩(wěn)定光源即可,但是后期處理需要專業(yè)的圖像處理軟件才能獲得檢測(cè)結(jié)果；手持式病害記錄儀相對(duì)成本較低,是以人工檢查為主的輔助性工具；綜合檢測(cè)車國(guó)外價(jià)格昂貴,國(guó)內(nèi)處于研究試驗(yàn)居多,目前還沒有完全商業(yè)化生產(chǎn)。

從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理時(shí)間成本來看,新型檢測(cè)技術(shù)所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間非常大,例如傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)會(huì)帶來大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),數(shù)字照相獲取的照片均為高清圖像,而激光掃描儀獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)也是海量數(shù)據(jù)(每秒50萬以上的采集點(diǎn)),所以新型隧道檢測(cè)技術(shù)所需的存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)處理時(shí)間都是遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)人工檢測(cè)的。

當(dāng)然,大量的數(shù)據(jù)可以帶來高質(zhì)量的分析結(jié)果,例如傳感器數(shù)據(jù)可以超越人工測(cè)量的時(shí)間限制,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；數(shù)字照相技術(shù)獲得的圖像識(shí)別結(jié)果可以提供人工檢測(cè)不能提供的數(shù)據(jù)類型(如滲漏水面積等)；激光掃描儀可以提供整個(gè)隧道的點(diǎn)云數(shù)據(jù)用于分析變形。這不僅帶來了檢測(cè)結(jié)果的精確化,更帶來了檢測(cè)內(nèi)容的多樣化。同時(shí),新型檢測(cè)技術(shù)逐漸減弱人工主觀經(jīng)驗(yàn)在檢測(cè)記錄過程中的作用,增加了檢測(cè)的客觀性。

3 結(jié)語

近年來隧道結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)技術(shù)發(fā)展可以看出3個(gè)趨勢(shì)： 1) 檢測(cè)自動(dòng)化,雖然目前病害檢測(cè)仍以人工巡檢、全站儀和水準(zhǔn)儀人工測(cè)量為主,但是各類傳感器和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備越來越多地應(yīng)用于病害檢測(cè)中,病害檢測(cè)方式由傳統(tǒng)的人工檢測(cè)趨向于半自動(dòng)檢測(cè)和全自動(dòng)檢測(cè)； 2) 檢測(cè)實(shí)時(shí)化,由于傳感器設(shè)備的發(fā)展和普及,特別是全自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備(如預(yù)埋應(yīng)力應(yīng)變傳感器、傾角傳感器等),檢測(cè)頻率由定時(shí)檢測(cè)趨向于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； 3) 檢測(cè)集成化,檢測(cè)工具由單一病害檢測(cè)儀器趨向于綜合病害檢測(cè)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)一種設(shè)備一次檢測(cè)多種病害,(如搭配數(shù)字相機(jī)的隧道綜合檢測(cè)設(shè)備或基于三維激光掃描的隧道新型檢測(cè)設(shè)備)。

自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化和集成化將是未來隧道檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)人工+設(shè)備的檢測(cè)模式將逐步轉(zhuǎn)化為設(shè)備自動(dòng)檢測(cè),技術(shù)人員的主觀判別將逐漸被自動(dòng)化檢測(cè)代替；而集成化的檢測(cè)設(shè)備也必將成為未來隧道檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

同時(shí),應(yīng)認(rèn)識(shí)到目前這些新型隧道檢測(cè)技術(shù)的不足,一是目前的隧道檢測(cè)車、三維激光掃描儀或是數(shù)字照相技術(shù),都是需要大量人力配合完成,人力成本并沒有降低；二是采集的大量檢測(cè)數(shù)據(jù)需要專門人員分析處理,而目前檢測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析處理并沒有形成很好的體系。

筆者認(rèn)為,未來的隧道檢測(cè)技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注3個(gè)方向的發(fā)展:硬件設(shè)備的發(fā)展,如提升傳感器性能,以及檢測(cè)速度和檢測(cè)精度的提升；相應(yīng)的軟件技術(shù)應(yīng)用,如獲取圖像的模式識(shí)別技術(shù)、傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸技術(shù),海量傳感器數(shù)據(jù)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理技術(shù)；檢測(cè)人員身份的轉(zhuǎn)變,在未來的隧道檢測(cè)中,檢測(cè)人員的身份會(huì)逐步從數(shù)據(jù)獲取者向數(shù)據(jù)分析者轉(zhuǎn)換,為此檢測(cè)單位應(yīng)逐漸加大人才培養(yǎng),以適應(yīng)未來隧道病害檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。

雖然目前各類新型隧道檢測(cè)技術(shù)還處在研究階段或試驗(yàn)性使用階段,筆者相信,在不久的將來,應(yīng)用上述新技術(shù)的隧道檢測(cè)體系會(huì)出現(xiàn)在我國(guó)城軌隧道日常的維護(hù)當(dāng)中。

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(編輯：郝京紅)

Review and Developing Trend on Technology for Detecting Metro Tunnel Structure Diseases

YANG Lingzhi, FANG Enquan

(Guangzhou Metro Group Co., Ltd., Guangzhou 510330)

This paper looks at the technology for detecting tunnel diseases currently adopted by urban rail transit companies in China. The most frequently used detection technologies and the new detection technologies are highlighted. The latter involves application of sensor detection, digital photographic detection, laser scanning and multifunctional tunnel inspection cars. The principles of these new technologies are explored, and their applicability in terms of disease types detected is compared. Their advantages and disadvantages are viewed from the perspectives of environment conditions, detecting frequency, processing speed, cost, and dependence on manual inspection. It is shown that automation, real-time and integration will be an important direction for the future development of tunnel detection technology; the traditional detecting mode which combines manual inspection with machine inspection will be gradually replaced by sole machine detection; the subjective judgment of the technical personnel will gradually be substituted by automatic detection, and the integrated detecting devices will become the future development trend of equipment for detecting tunnel diseases.

urban rail transit; tunnel structure; detection technology; sensor; digital camera; laser scanning

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.01.005

2016-09-19

2016-12-02

楊玲芝,女,高級(jí)工程師,工程技術(shù)研究開發(fā)中心研究員,主要從事城市軌道交通土建工程技術(shù)研究及管理工作,yanglingzhi@gzmtr.com

廣州地鐵科技項(xiàng)目資金資助(HT140561)

U231

A

1672-6073(2017)01-0020-06