鄧會鵬 徐暉

摘 要：隧道檢測質量的高低直接影響到整體工程的質量與安全性，因此在隧道項目開展的過程中做好隧道的檢測工作非常必要。因此，本文結合實際以無損檢測技術為研究背景，在論述當前隧道項目施工主要病害的基礎上，對常見的無損檢測技術進行了深入的探討，同時依托某隧道項目案例，以地質雷達監(jiān)測技術為研究背景詳細的探究了該技術的應用過程。

關鍵詞：無損檢測技術;隧道檢測;應用

中圖分類號：U456.3 文獻標識碼：A

1 我國隧道施工的主要病害狀況

結合當前的交通運行實際情況分析發(fā)現，公路與鐵路隧道工程的項目數量是巨大的，因為這些隧道項目建設年限有所差異，質量水平也有著很大的差距。在經過了常年的運行之后，導致隧道病害問題日益嚴重，極大的影響隧道運行的安全性。從當前的隧道工程的運行實際情況分析發(fā)現，隧道病害問題主要是如下幾種：設計病害、地質病害以及使用病害等。設計病害問題就是在設計中，并未綜合分析各種影響因素，考慮問題缺乏全面性，造成了很多病害問題的發(fā)生。目前的應用環(huán)節(jié)內，滲水漏水問題是比較常見的設計病害問題。因為隧道的特點就是封閉性，所以其排水性能要盡量的提升，但是設計中卻并未考慮到氣候條件、地形狀態(tài)等額因素，導致排水設計存在著嚴重的問題。地質病害問題多數是地質災害所引發(fā)的，因為地質活動的影響，隧道在運行中極易出現裂縫、形變等嚴重的問題，使得隧道工程運行的安全性和穩(wěn)定性根本不能滿足工程的使用標準要求。使用病害問題就是隧道在長時間的運營中，因為壓力的持續(xù)增加導致了其隧道地層出現了沉降或者斷裂等方面的問題，進而導致隧道運行的安全性難以滿足要求?？傊?，不管是哪一種隧道病害形式，要想從根本上進行防治處理，就要了解其形成的原因，然后做出詳細的分析，最終可以總結出針對性的措施，可以確保隧道運行的質量和效率合格[1]。

2 無損檢測技術在隧道施工中的應用

2.1 地質雷達監(jiān)測技術

隧道工程項目的建設施工環(huán)節(jié)，地質雷達監(jiān)測是目前應用最為普遍的一種無損檢測技術。該技術是通過在隧道內部空間中安裝電磁波發(fā)射器來實現高頻寬頻帶短脈沖的發(fā)射，然后利用電磁波在襯砌截面或者空洞內進行反射，就能夠利用接收天線將相應的反射情況實現回收。由于在檢測操作中，襯砌介質的傳播速度與節(jié)點常數都是已經確定的，而電磁波在隧道內傳輸時，因為深度受到頻率、反射、導電率等方面的影響，不同材質有著很大的差異。由于隧道的施工是統(tǒng)一規(guī)劃進行的，所以材質是比較一致的，而電磁波在傳輸時，遭遇到異常的情況就會出現反射回傳的情況，所以結合回傳具體的資料，可以實現隧道問題的深入分析。比如，材質特性出現變化的情況，就說明隧道很有可能已經出現了漏水、滲水等嚴重的病害問題，如果電磁波傳播周期發(fā)生了很大的變化，此時隧道內的完整性也會比較差。結合上述這些問題，要做好進一步的檢測與分析，了解隧道發(fā)生病害問題，然后根據實際情況做出施工措施的改進，可以全面的提升項目施工效果。

2.2 紅外線高溫度照相技術

隧道項目檢測中，最為普遍的無損檢測技術就是紅外高溫度照相技術，該技術的具體工作原理如下所示：在隧道內墻體發(fā)射出一定的輻射熱之后，紅外線能夠實現墻體內部溫度的分布狀態(tài)的記錄。表面溫度的變化一方面能夠直接體現出墻體內部的表面流動情況，另一方面也能夠有效的影響結構機理的終端，而墻體表面溫度終端也會直接體現出結構的異常問題。因此，通過該方式能夠準確的掌握隧道內部所存在的結構異常信息。在具體的檢測作業(yè)階段，能夠利用紅外照相機或者掃描儀來實現質量的檢測，其有著比較高的敏感性，尤其是冬季環(huán)境中使用該檢測方法，效果將會更好。通過使用紅外線高溫照相技術，具體能夠有效的掌握隧道內的異常情況，主要是如下幾種：第一是襯砌與圍巖結構部分的水流動問題。第二，襯砌背面地質條件的檢查。第三，準確的判定出隧道襯砌缺陷與空洞方面的問題。該技術的實際應用效果是非常好的，但是其應用也會因為下面幾個方面因素的影響：第一，該技術的應用要利用隧道墻體所形成的熱流來實現，一旦其熱流溫差是很小的，就會導致其應用效果比較差。第二，該技術應用中，如果隧道表面有覆蓋物等情況，就會導致熱流滲透難以達到要求。第三，該技術與雷達技術對比，其精度相對較差，水流變動的情況之下，導致測量效果難以達到準確度的要求[2]。

2.3 超聲脈沖法

超聲脈沖法為目前在隧道項目施工中所應用效果最好的無損檢測技術，使用的范圍也比較大。該技術在應用之下，能夠準確的檢測確定隧道內混凝土裂縫、孔洞以及蜂窩等問題，主要的檢測依據如下所示：第一，在低頻超聲波的傳輸中遇到有缺陷問題的情況之下就會導致繞射現象的發(fā)生。第二，超聲波在有缺陷問題的界面?zhèn)鬏斨袝嬖谏⑸涞膯栴}，所以接受的回波會有衰減情況的發(fā)生。第三，超聲波脈沖的多個頻率在遇到缺陷的結構部分其衰減程度相差較大，接收回波也會有很大的不同。第四，超聲波在缺陷部位上會存在波形轉換或者疊加的問題，導致波形變化比較大。從這些方面分析，通過使用超聲脈沖方式來進行隧道部分的病害檢測效果非常好，所以應用范圍比較大。同時在隧道檢測的過程中，通過該方法的應用還能夠對結構內部存在損壞的原因進行詳細的分析與方便后續(xù)工作的開展。

2.4 多光譜分析測量

隧道工程項目開展無損檢測作業(yè)中，利用多光譜分析測量方式也是有非常積極作用的。該測量方法是應用特殊標準要求的濾光鏡來實現隧道襯砌表面的拍照作業(yè)，然后進行該部位的測量，通過拍照后就能夠利用多普投影機來實現膠片的分析。結合膠片內部所能夠反映出的灰色陰影和膠片重疊之下所存在的光色差異方面，就能夠準確的確定墻體表面濕度與隧道病害問題。該方式對于隧道裂縫的分析有著非常高的價值，一般能夠檢測出深度在0.3 mm的裂縫。從這一方面分析，多光譜分析檢測技術對于裂縫的檢測效果非常好[3]。

3 檢測技術應用-以雷達檢測技術為例分析

3.1 工程概況

某工程項目在2003年建成投入運營，是當地的二級公路項目中的單洞雙向行駛雙車道的隧道形式，總長度為389 m，在投入運營的兩年之后就出現了襯砌結構的裂縫問題，裂縫在半年后裂縫加劇。裂縫很多都達到了縫寬為2 mm～3 mm的縱向裂縫，從襯砌的拱頂到拱腰的位置上存在，很多都是以拉裂的形式存在，邊緣是整齊的，沒有混凝土鋼筋結構部分，只是出現在隧道縱向的結構位置上。

3.2 裂縫分布

施工的模段結構部分表面，存在有比較嚴重的拱頂裂縫的問題，并且其主要是出現在比較多的結構部分，裂縫距離隧道總長度的41.6%左右，同時以兩側較細、中間比較粗的形式所存在，以縱向分布的形式存在，寬度處于1 mm～3 mm之間，平均裂縫寬度在0.5 mm以上，深度超出了結構層厚度的1/2。

3.3 襯砌混凝土質量（厚度及缺陷）檢測

地質雷達數據處理主要的工作就是預處理、濾波分析等方面。預處理工作就是進行增加標題、標志到數據文件中，標記的核對、樁號信號核對，同時存在偏差的情況要做出糾正處理;濾波分析主要是進行背景去噪和信號濾波等方面。按照目前所應用的地質雷達的波形圖做出分析，具體就是明確不同層厚度與缺陷部位的實際情況分析，然后確定缺陷問題的影響因素，主要是對于拱頂、左邊墻、右邊墻、左拱腰、右拱腰等結構來進行，這些位置要根據標準來設置雷達縱測線，以了解具體的襯砌厚度、襯砌空洞等方面的問題。同時，在測量中可以通過使用比較低頻率的雷達來進行隧道內破碎帶與無溶洞巖區(qū)的探測施工。

3.4 檢測隧道襯砌混凝土的強度

本次隧道工程項目中選擇應用C25號為二次襯砌混凝土材料，其標準軸心抗壓強度為17.5 MPa，因此，在該項目的軸心抗壓強度性能設計中，確定該參數為15.8 MPa。經過計算與分析，為了能夠實現各個結構性能參數的簡化，選擇使用參數相對較大的強度參數作為具體的實施標準，然后將測量之后的強度轉化成為與C25號混凝土標準軸心抗壓強度值做出對比分析，能夠通過該標準來明確具體的強度性能參數。通過使用5個典型樣本空間來做好樣本點的檢測，要進行拱頂、右拱腰、左拱腰等結構部分的分析，然后能夠對比分析出不同位置的混凝土強度性能的差異，如表1。

表1 混凝土強度優(yōu)劣表

強度狀況 不合格 合格 良好 優(yōu)良

百分比/% 0 47.6 47.6 7.7

從上表數據分析可以發(fā)現，各個結構位置上的混凝土抗壓強度參數都能夠達到設計標準的要求，且強度符合技術標準。因此，在實施該試驗階段，能夠保證隧道二次襯砌結構的混凝土達到設計要求，綜合性能完全達標。

3.5 檢測結果分析

（1）對于隧道內圍巖區(qū)中的地質雷達進行檢測結果分析：①利用觀察地質雷達探測圖像的方法，并未有局部空間的繞射問題，但是反射的問題相對比較嚴重，從這個方面進行分析，其主要是因為裂隙發(fā)育之下所形成的。②地質雷達探測圖像主要是出現在0 ns～280 ns，結合該內容進行分析，波同相軸內的現象是非常明顯的，且有著非常高的連續(xù)性效果。從這一方面分析發(fā)現，地質雷達檢測區(qū)并未有嚴重的破碎帶與溶洞等方面的問題。

（2）在整個隧道內的五條不同檢測線數據進行全面的掌握和分析，了解到檢測結果不管是隧道左右邊墻還是左右側壁的部分，還有就是隧道拱頂的結構部分檢測，都沒有發(fā)現有比較嚴重的破碎帶問題的出現，也沒有存在脫空嚴重的情況。而圍巖與錨噴混凝土施工的密貼效果是比較好的，各個結構部分的性能合格，所以襯砌背面沒有發(fā)生溶洞的缺陷問題。

4 結語

綜上所述，隧道為交通工程的重要基礎設施，其安全性、穩(wěn)定性對于人們的生命健康安全有著直接的影響。但是隧道病害問題也是極為常見的，所以要加強檢測和控制，能夠利用無損檢測技術確定隧道工程是否有病害問題，一旦發(fā)現存在任何質量問題，都要積極采取必要的措施進行處理，提升隧道工程的運行質量與安全性。

參考文獻：

[1]鄧斌.公路檢測中雷達無破損測試的應用剖析[J].百科論壇電子雜志，2019，2（18）：126.

[2]夏日東.試析無損檢測技術在建筑工程檢測中的應用[J].工程與建設，2020，34（02）：258-259.

[3]田寒宇.基于雷達技術的手勢識別系統(tǒng)在人機交互中的應用[J].信息技術與信息化，2020，45（04）：105-107.