公路隧道的無(wú)損檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)探討

周玉海

（蘇州交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇 蘇州 215000）

公路隧道的無(wú)損檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)探討

周玉海

（蘇州交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇 蘇州 215000）

本文說(shuō)明先今公路隧道狀況，介紹了我國(guó)幾種無(wú)損隧道檢測(cè)技術(shù)及其發(fā)展前景，探討對(duì)隧道的養(yǎng)護(hù)管理。

隧道 無(wú)損檢測(cè) 養(yǎng)護(hù)管理

隨著隧道建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，其數(shù)量及里程都在不斷增加。而所建成隧道出現(xiàn)襯砌漏水、侵蝕和裂損等危害對(duì)隧道應(yīng)用產(chǎn)生很大影響，縮短隧道的使用壽命，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。在此情況下，對(duì)隧道的檢查、養(yǎng)護(hù)、維修顯得愈發(fā)重要，并已成為隧道界關(guān)注的焦點(diǎn)。

1.對(duì)公路隧道的無(wú)損檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)管理的原因

現(xiàn)如今，隧道數(shù)量與里程不斷增長(zhǎng)，而一方面隧道建造或改建的費(fèi)用較高，中斷經(jīng)營(yíng)也會(huì)造成很大損失，另一方面在使用過(guò)程中，隧道常出現(xiàn)襯砌漏水、侵蝕和裂損等危害。對(duì)隧道進(jìn)行有計(jì)劃的檢查和養(yǎng)護(hù)維修可以延長(zhǎng)期使用壽命，減少危害發(fā)生。

2.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)即非破壞性檢測(cè)，就是在不破壞待測(cè)物質(zhì)原來(lái)的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為獲取與待測(cè)物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分等物理、化學(xué)情報(bào)所采用的檢查方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不但能分析襯砌表面，還能對(duì)襯砌內(nèi)部、外襯與圍巖之間及圍巖的異常、空洞和缺陷等情況進(jìn)行檢測(cè)。這種檢測(cè)方法較可視檢查省時(shí)省力方便全面，世界各國(guó)都在積極發(fā)展，并已取得一定進(jìn)展。

2.1回彈檢測(cè)

回彈法適用于隧道二襯結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，必要時(shí)可用鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證。相關(guān)規(guī)定有《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)報(bào)告》、《鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度 檢測(cè)規(guī)程》。

2.2 大地雷達(dá)檢測(cè)

大地雷達(dá)檢測(cè)是利用表層上的發(fā)射器發(fā)射電磁波的一種技術(shù)，當(dāng)電磁波穿過(guò)媒介時(shí)，材料的不均勻和導(dǎo)電性的差異會(huì)使振幅衰減，而當(dāng)信號(hào)到達(dá)中斷點(diǎn)時(shí)，因其具有介電性會(huì)發(fā)射回來(lái)被接收天線接收。當(dāng)發(fā)射天線在表面上移動(dòng)時(shí)，據(jù)電磁波反射角和傳播時(shí)間變化，可以從傳播時(shí)間曲線中分析檢測(cè)出不同深度的缺陷和異常。

大地雷側(cè)探測(cè)是一種檢測(cè)隧道的好方法，但材料性質(zhì)會(huì)影響檢測(cè)的深度，當(dāng)水和粘土增多時(shí)，電磁波的變動(dòng)增大；當(dāng)襯砌鋼筋加強(qiáng)，檢測(cè)難度會(huì)增大，需要較高頻率的雷達(dá)發(fā)射器，但又因波長(zhǎng)短了導(dǎo)致穿透深度更淺。

2.3 紅外線現(xiàn)場(chǎng)照相術(shù)

隧道墻體會(huì)發(fā)射輻射熱，而表面溫度代表了熱量在墻體表面的流動(dòng)，表面溫度也會(huì)影響結(jié)構(gòu)的機(jī)理或水的流動(dòng)，這樣墻體表面的溫度異常就可反應(yīng)出結(jié)構(gòu)里面的異常。而紅外線記錄系統(tǒng)可將墻體表面的溫度分布情況顯示。

紅外線現(xiàn)場(chǎng)照相術(shù)可以檢測(cè)襯砌和圍巖水在不同溫度下的流動(dòng)、襯砌后面地質(zhì)條件的改變及襯砌缺陷、空洞。

在檢測(cè)隧道時(shí)，紅外線照相機(jī)或掃描儀一般安裝在移動(dòng)的車(chē)廂上，但最好在冬天溫差較大時(shí)進(jìn)行，因?yàn)樵摲椒ㄒ蕾?lài)于溫度梯度測(cè)量。

2.4 多普分析測(cè)量

實(shí)現(xiàn)“三教融合”的有效路徑就是通過(guò)農(nóng)村普法教育的方式和途徑，將自治教育和德治教育內(nèi)容填充其中。這是因?yàn)?，普法教育?nèi)容與自治教育、德治教育存在內(nèi)容上的交集和方式上的共通。一方面，村民自治教育的主要內(nèi)容，除了我國(guó)現(xiàn)行的《村民委員會(huì)組織法》外，一般是村委會(huì)自身制定的自治性章程規(guī)范，而后者制定的淵源是前者。德治教育的內(nèi)容離不開(kāi)法律這一最低的限度，法律既是實(shí)現(xiàn)道德的手段，也是衡量道德的標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，經(jīng)過(guò)40年的普法教育，無(wú)論是傳統(tǒng)的說(shuō)教宣傳手段，還是便捷先進(jìn)的普法形式，在鄉(xiāng)村都已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)和固定的通道，利用成熟的媒介進(jìn)行“三教融合”便利又高效。

多普分析測(cè)量是使用六種覆蓋較小頻譜范圍的特種濾光鏡對(duì)隧道表面進(jìn)行拍照每種濾光鏡在同一位置至少應(yīng)拍照一次。用多普投影機(jī)拍的照片，細(xì)小的灰色陰影可從彩色背景看到；當(dāng)不同膠片重疊時(shí)，可看到細(xì)小的不同光色，離析出墻體表面的濕塊和其他病害。

2.5 綜合評(píng)價(jià)

回彈檢測(cè)技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、大地雷達(dá)檢測(cè)、紅外線場(chǎng)照相術(shù)、多普分析測(cè)量等方法都有利有弊，他們均可較快地提高隧道襯砌檢測(cè)結(jié)果，可結(jié)合使用，相互正實(shí)和補(bǔ)充。下面是三種檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍對(duì)比。

三種檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用范圍對(duì)比

缺陷 缺限直 混凝土厚 缺陷判定方法類(lèi)型 徑（cm） 度(cm) 大地雷達(dá) 現(xiàn)場(chǎng)照相術(shù) 多普分析6 可 可 否11 可 否 否21 可 否 否41 否 否 否6 可 可 否11 可 可 否空洞和濕塊2021 可 否 否41 可 否 否6 可 可 否4011 可 可 否21 可 可 否41 否 否 否

襯砌表面濕塊 可 可 可0.3mm-3mm的裂縫 否 否 可

檢測(cè)方法有破損性的也有無(wú)損性的。當(dāng)檢測(cè)到缺陷、異常及襯砌和圍巖的改變時(shí)，可用破壞性方法如鉆探和取芯。一般情況下，紅外線現(xiàn)場(chǎng)照相術(shù)和多普分析法可達(dá)0.5km/h以上。超聲波檢測(cè)、射線穿透法檢測(cè)和核磁共振法檢測(cè)等則屬于無(wú)損性檢測(cè)方法。激光斷面儀可以應(yīng)用于隧道斷面變形等方面，精度達(dá)毫米。

2.6 檢測(cè)頻次

因?yàn)樽匀灰蛩匾讓?dǎo)致病害造成壽命減短，所以經(jīng)常對(duì)隧道進(jìn)行檢測(cè)是很必要的。這需要由建設(shè)單位組成的第三方檢測(cè)單位不定期進(jìn)行隧道襯砌質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)。在施工過(guò)程中，由項(xiàng)目部委托具有相應(yīng)檢測(cè)資格的檢測(cè)單位對(duì)隧道襯砌質(zhì)量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，并采取回彈法檢測(cè)隧道二襯結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度，必要時(shí)可用鉆，措施符合相關(guān)章程規(guī)定。

2.7 前景

無(wú)損檢測(cè)對(duì)當(dāng)今隧道維修工作起到的作用越來(lái)越大，這些檢測(cè)將代替艱苦的、在某種程度上表面的、主觀的可視檢查。隧道數(shù)量的不斷增加使得全面可靠的無(wú)損檢測(cè)方法和檢測(cè)裝置成為今后的發(fā)展方向。

3 隧道維修管理模式

3.1 隧道維修管理基本模式

隧道在使用過(guò)程中受自然條件的影響會(huì)大大縮短其壽命，而結(jié)構(gòu)物的安全性和耐久性的也有很大差異，這給維修管理工作帶來(lái)很多麻煩，要求在維修管理中掌握可能發(fā)生的各種病害，評(píng)定發(fā)生的原因和損傷程度，研究要采取的措施。按檢查、發(fā)現(xiàn)病害、推定病害原因、明確病害后的結(jié)構(gòu)物的健全度、制定相應(yīng)的整治措施的模式來(lái)維修管理。另外，對(duì)根據(jù)隧道長(zhǎng)度、流量、設(shè)計(jì)速度等設(shè)置的相應(yīng)規(guī)模的附屬設(shè)施在維護(hù)管理也應(yīng)給予足夠的重視。

3.2 隧道的養(yǎng)護(hù)作業(yè)模式

我國(guó)目前隧道養(yǎng)護(hù)一般均是由不同專(zhuān)業(yè)工區(qū)分散作業(yè)，這樣不利于隧道養(yǎng)護(hù)。隧道內(nèi)的養(yǎng)護(hù)事宜適合不同專(zhuān)業(yè)工區(qū)共同組成養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍進(jìn)行集中調(diào)度、統(tǒng)一指揮、天窗內(nèi)作業(yè)的維修養(yǎng)護(hù)模式，利用天窗時(shí)間統(tǒng)一進(jìn)洞，再分頭進(jìn)行各自的維修工作。

(1)多工種利用天窗綜合作業(yè)

多工種利用天窗綜合作業(yè)是把各部門(mén)在同地段施工化為在同時(shí)段平行作業(yè)，這對(duì)該運(yùn)作提出了很多要求∶集中指揮：首先建一個(gè)指揮機(jī)構(gòu)—隧道養(yǎng)護(hù)管理中心，負(fù)責(zé)管理各項(xiàng)施工工作。擬定維修方案：研究好各工種作業(yè)中銜接的方案,可由各專(zhuān)業(yè)區(qū)于天窗施工前一日，向隧道養(yǎng)護(hù)管理中心提出計(jì)劃，管理中心結(jié)合各專(zhuān)業(yè)區(qū)提出的計(jì)劃在避免相互干擾的前提下，結(jié)合監(jiān)控、巡檢及行車(chē)部門(mén)給的信息來(lái)安排方案，于天窗前通知各工區(qū)及巡檢人員，做好施工準(zhǔn)備。提高效率：這要求對(duì)隧道結(jié)構(gòu)及行車(chē)設(shè)備采取“勤檢測(cè)、常保養(yǎng)、少維修”的養(yǎng)護(hù)原則，這樣可以縮短檢測(cè)周期，有利于捕捉病害信息，可以以極小工作量糾正初始病害。

(2)運(yùn)營(yíng)維護(hù)組織、管理機(jī)構(gòu)

可以根據(jù)隧道自身特點(diǎn)，建立相應(yīng)維修管理體制，既要適應(yīng)當(dāng)前養(yǎng)護(hù)管理體制轉(zhuǎn)變的基本方針，又要適應(yīng)作業(yè)模式的基本要求，以提高維護(hù)修養(yǎng)效率。

可以設(shè)置包括主導(dǎo)體結(jié)構(gòu)維修、電氣設(shè)備維修、機(jī)構(gòu)設(shè)備維修等在內(nèi)的養(yǎng)護(hù)維修綜合協(xié)調(diào)管理機(jī)構(gòu)?？稍诔隹谔幒瓦M(jìn)口處均設(shè)養(yǎng)護(hù)區(qū)，進(jìn)行經(jīng)常性隧道檢查。

而為了提高管理機(jī)構(gòu)的工作效率，需根據(jù)具體情況制定相關(guān)章程規(guī)定，可以確定管理標(biāo)準(zhǔn)、編制維修管理手冊(cè)等。

(3)維修設(shè)備的配置

維修工作主要靠人和維修設(shè)備進(jìn)行。從來(lái)兩方面考慮，應(yīng)盡量減少同時(shí)進(jìn)洞的人數(shù)以提高維修養(yǎng)護(hù)的機(jī)械化程度，并使隧道維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、制度化，進(jìn)行維護(hù)修養(yǎng)工作可依靠隧道綜合養(yǎng)護(hù)維修系統(tǒng)進(jìn)行。各種車(chē)輛如養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)車(chē)、隧道維護(hù)作業(yè)車(chē)也等可綜合作業(yè)，提高效率。

結(jié)束語(yǔ)：

隧道改建或重建成本高，而隧道檢查和檢測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害和不足，及時(shí)進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)隧道使用壽命。新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)既能反映襯砌內(nèi)拱圈病害，還能反映襯砌、圍巖及其之間的空洞和缺陷，速度快、檢測(cè)全面，為維修、加固、養(yǎng)護(hù)隧道提供更詳盡的資料。由自然條件引起隧道病害現(xiàn)象，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)使用壽命短，對(duì)該因果關(guān)系的研究在維修養(yǎng)護(hù)管理中很重要。

高效隧道維修的管理模式要求多工種合理利用天窗綜合作業(yè)，且集中指揮、行動(dòng)統(tǒng)一、互不干擾。

[1]謝強(qiáng),鄭權(quán),鄭昌松.公路隧道的無(wú)損檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)探討[J].土工基礎(chǔ),2007,05∶74-76.

[2]李道欣.公路隧道支護(hù)質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2014.

U445

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1007-6344（2015）03-0171-01