無損檢測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)過程中的應(yīng)用及探討

許偉

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

無損檢測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)過程中的應(yīng)用及探討

許偉

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

無損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道檢測(cè)中的應(yīng)用已經(jīng)成為今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不但能夠有效提升檢測(cè)效率，對(duì)于保證公路隧道自身質(zhì)量有重要意義。本文將重點(diǎn)分析無損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道檢測(cè)中的應(yīng)用情況以及相關(guān)問題。為了增強(qiáng)本文的針對(duì)性，本文還將以某高速公路案例為例來進(jìn)行分析。

無損檢測(cè)；高速公路；地質(zhì)雷達(dá)；錨桿

在我國公路建設(shè)快速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)公路檢測(cè)方法也難以滿足日益復(fù)雜的形勢(shì)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)公路的科學(xué)檢測(cè)就需要應(yīng)用到無損檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用將能夠增強(qiáng)公路檢測(cè)的安全性，能夠進(jìn)一步提升公路檢測(cè)的精確度。

1 無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

地質(zhì)雷達(dá)無損檢測(cè)和聲波無損檢測(cè)是當(dāng)前無損檢測(cè)技術(shù)的兩種主要形式，由于本文主要涉及這兩種技術(shù)，因此將主要對(duì)這兩種技術(shù)來進(jìn)行分析。地質(zhì)雷達(dá)無損檢測(cè)實(shí)際上就是要利用寬頻帶短脈沖高頻電磁波反射來對(duì)目標(biāo)體進(jìn)行檢測(cè)。在均勻介質(zhì)中，電磁波傳播速度非?？?，在不同物性介質(zhì)傳播過程中，電磁波也將會(huì)出現(xiàn)反射。這種反射的電磁波被接收器接收并上傳到主機(jī)之后就能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行專門處理，通過這樣一種措施將能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)介質(zhì)密實(shí)性、厚度以及數(shù)量等都將能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)無損檢測(cè)速度非常快，覆蓋面積也是非常廣泛的。從安全性來看這種檢測(cè)方法不具備放射性威脅，不會(huì)對(duì)檢測(cè)人員的人身安全造成影響。因此這項(xiàng)技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)應(yīng)用。

聲波無損檢測(cè)主要是應(yīng)用在公路錨桿質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)中，通過采用這樣一種方法將能夠?qū)崿F(xiàn)有效檢測(cè)。在圍巖、水泥砂漿以及錨桿組成的體系中，錨桿端部發(fā)射的聲波將能夠通過錨桿向四周傳播。此時(shí)錨桿同砂漿、砂漿同圍巖之間也將會(huì)發(fā)生復(fù)雜反射、透射以及能量衰減。在實(shí)際檢測(cè)過程中如果出現(xiàn)砂漿澆灌不均勻、不密實(shí)的現(xiàn)象，此時(shí)砂漿空穴處就會(huì)出現(xiàn)不同程度的波阻抗變化面，其表面在原有的信號(hào)中迭加了強(qiáng)度不同的反射信號(hào)，有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不應(yīng)出現(xiàn)反射波處存在反射信號(hào)的情況。此時(shí)工作人員根據(jù)反射波位置和反射信號(hào)的強(qiáng)弱就能夠?qū)崿F(xiàn)錨桿錨固質(zhì)量的有效檢測(cè)。

2 無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

甘肅省某高速公路全段隧道有12座，最長隧道達(dá)到了11.14km，特長隧道有3座。在公路施工中隧道的施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)高速公路的施工質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生較大影響。為了能夠真正滿足實(shí)際要求，本文將利用無損檢測(cè)方法來進(jìn)行分析。

（1）初期支護(hù)無損檢測(cè)。這是公路檢測(cè)的重要內(nèi)容，在檢測(cè)之前首先需要做好地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置工作。為了滿足檢測(cè)需要，在本項(xiàng)目檢測(cè)中主要是要在拱頂、兩側(cè)拱腰以及兩側(cè)邊墻設(shè)置5條測(cè)線。在實(shí)際檢測(cè)過程中則是每米儀器自動(dòng)打標(biāo)，對(duì)于雷達(dá)信號(hào)異常檢測(cè)段還要進(jìn)行復(fù)測(cè)。

通過對(duì)其檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，右線K60+636-K60+638段拱頂，左線ZK60+694-ZK60+696段拱頂波形同相軸并不連續(xù)，有跳動(dòng)現(xiàn)象。工作人員對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、背景去除以及疊加等處理之后發(fā)現(xiàn)波形反射非常強(qiáng)且其相位也發(fā)生了變化，從波形變化來看也是非常大的。這就說明右線K60+636-K60+638段拱頂、左線ZK60+694-ZK60+696段拱頂初期支護(hù)混凝土和圍巖結(jié)合并不密實(shí)。對(duì)于此種情況需要進(jìn)行注漿處理。

（2）錨桿錨固檢測(cè)。錨桿檢測(cè)過程中主要是利用聲波檢測(cè)法來進(jìn)行。在工作中主要是采用LX巖土工程質(zhì)量檢測(cè)分析儀配備錨桿檢測(cè)的特殊檢波器和聲波鎮(zhèn)遠(yuǎn)來進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際檢測(cè)過程中需要在外露鋼筋端部采用端發(fā)端收的方式來進(jìn)行。通過采用這樣一種方法將能夠有效達(dá)到檢測(cè)目的。

在工作中檢測(cè)人員可以利用波形特征來對(duì)錨固質(zhì)進(jìn)行分類，可以分為優(yōu)、良好、一般以及差這幾個(gè)等級(jí)。通常情況下波形規(guī)則且只有較微弱的底部反射波或者沒有底部反射波的時(shí)候此時(shí)錨固質(zhì)就是優(yōu)；波形較為規(guī)則，有底部反射波的錨固質(zhì)為良好；波形欠規(guī)則、有底部反射波則為一般；波形不規(guī)則且底部有較強(qiáng)反射波則說明錨固質(zhì)較差?？偟膩砜蠢寐暡z測(cè)將能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)該公路各類錨桿錨固質(zhì)量的有效檢測(cè)和科學(xué)分類。

初期支護(hù)用的是地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法，錨桿錨固檢測(cè)則采用的是聲波檢測(cè)法，這兩種無損檢測(cè)方法在實(shí)際工作中的應(yīng)用能夠起到非常好的效果。為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)檢測(cè)，地質(zhì)雷達(dá)在數(shù)據(jù)處理的時(shí)候，數(shù)據(jù)標(biāo)定必須要準(zhǔn)確。錨桿檢測(cè)過程中敲擊錨桿的時(shí)候力量不能夠過大。這是實(shí)際檢測(cè)需要引起注意的事項(xiàng)。

3 無損檢測(cè)存在的問題以及改進(jìn)措施

在本項(xiàng)目中無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠起到提升檢測(cè)效率的效果，可是從實(shí)際情況來看，在工作中也還存在著不少問題。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)過程中存在的問題最為典型，因此對(duì)于地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)過程中存在的問題就需要進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確地分析才能夠滿足要求。

（1）地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)存在的問題。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)過程中存在的問題主要是表現(xiàn)在原理方面和操作方面。從原理方面來看如上文所述，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)采用的是電磁波原理，因此在實(shí)際檢測(cè)過程中介電常數(shù)的選取就成為非常關(guān)鍵的影響因素。這將成為后期數(shù)據(jù)處理的重要制約因素。電磁波本身受鐵質(zhì)媒介的影響是非常明顯的，在實(shí)際檢測(cè)過程中公路隧道內(nèi)的鐵質(zhì)媒介，諸如施工臺(tái)車、照明電纜、預(yù)埋管件以及預(yù)留鋼筋等都會(huì)對(duì)檢測(cè)質(zhì)量造成影響。這是人們?cè)趯?shí)際檢測(cè)過程中必須要考慮的一點(diǎn)。

從操作方面來看，地質(zhì)雷達(dá)在初期支護(hù)檢測(cè)過程中，由于初支表面不平整經(jīng)常產(chǎn)生里程記錄誤差，對(duì)檢測(cè)結(jié)果也容易造成誤判。現(xiàn)場天線操作人員素質(zhì)不過關(guān)，沒有經(jīng)過專門培訓(xùn)，這樣在實(shí)際操作過程中就會(huì)有違背規(guī)范的行為，最終會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成較大誤差。現(xiàn)場檢測(cè)過程中對(duì)于采集參數(shù)的設(shè)置將會(huì)很大程度上影響到采集信號(hào)的質(zhì)量。這一點(diǎn)也是人們?cè)趯?shí)際工作中需要引起注意的。

（2）改進(jìn)措施。為了能夠滿足需要，在對(duì)于地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)過程中存在的問題就需要及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在工作中可以采取多種措施來進(jìn)行改進(jìn)：

不同段落、不同施工日期的介電常數(shù)差異是非常大的。即便是在同一座隧道中也不能夠用同一介電常數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于那些施工日期差別較大的段落還需要在現(xiàn)場進(jìn)行專門標(biāo)定，這樣做是為了能夠最大限度減小誤差。為了滿足要求在現(xiàn)場檢測(cè)過程中還需要做好現(xiàn)場環(huán)境記錄工作，對(duì)于現(xiàn)場環(huán)境的記錄必須要做到清晰準(zhǔn)確。對(duì)于那些表面不平整的段落是不能夠采用系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)距方式的，此時(shí)應(yīng)該是采用時(shí)間觸發(fā)方式來收集數(shù)據(jù)，在工作過程中需要每5m就需要手動(dòng)標(biāo)記一次。在利用時(shí)間觸發(fā)方法檢測(cè)的時(shí)候，對(duì)于天線必須要使其勻速前進(jìn)。

加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場操作人員的培訓(xùn)。為了提升操作人員自身素質(zhì)，在工作中必須要對(duì)現(xiàn)場操作人員尤其是天線操作人員進(jìn)行專門培訓(xùn)。要通過培訓(xùn)使得他們的行為能夠達(dá)到規(guī)范要求。在現(xiàn)場操作過程中如果發(fā)現(xiàn)有人還不能夠滿足檢測(cè)要求，此時(shí)就需要馬上換人。讓一些具有專業(yè)技能的人來進(jìn)行操作。

通過模型試驗(yàn)，反復(fù)驗(yàn)證，對(duì)檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化。同時(shí)，現(xiàn)場檢測(cè)時(shí)，還應(yīng)根據(jù)不同目標(biāo)、不同天線承載方式，合理的設(shè)置檢測(cè)參數(shù)。通過對(duì)預(yù)設(shè)缺陷的模型進(jìn)行試驗(yàn)，使得各種缺陷在雷達(dá)檢測(cè)圖譜上更直觀的呈現(xiàn)，形成各類缺陷的標(biāo)準(zhǔn)化圖譜，以達(dá)到由己知指導(dǎo)未知的目的。

無損檢測(cè)已經(jīng)成為今后公路檢測(cè)的重要內(nèi)容，對(duì)于公路質(zhì)量有較大影響。為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)檢測(cè)就需要掌握其原理，了解其步驟，實(shí)現(xiàn)科學(xué)操作。本文從無損檢測(cè)技術(shù)出發(fā)對(duì)公路檢測(cè)進(jìn)行了深入分析，今后對(duì)于檢測(cè)步驟和存在的問題要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

[1]景運(yùn)峰.公路橋梁無損檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].山西建筑，2012（5）.

[2]李逢最.無損檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用探討[J].黑龍江交通科技，2013（10）.

[3]曾國強(qiáng).無損檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用[J].江西建材，2012（2）.

U457

A

1004-7344（2016）25-0169-02

2016-8-19

許偉（1986-），男，漢族，甘肅瓜州人，工程師，本科，主要研究方向?yàn)楣窓z測(cè)及項(xiàng)目管理。