公路隧道滲漏水病害快速檢測(cè)及圖像處理技術(shù)

魏晉虎

摘要：隧道施工屬于在地下區(qū)域開展的施工，因此滲漏水的問題成為建設(shè)施工中面臨的一個(gè)個(gè)主要問題，要解決這類問題，首先是需要應(yīng)用專業(yè)的技術(shù)對(duì)滲漏水的問題應(yīng)用先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，隨后進(jìn)行圖像的技術(shù)處理工作。本文從公路隧道施工的檢測(cè)方法入手，分別對(duì)不同的檢測(cè)方法進(jìn)行分析，并選取快速檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)用和圖像處理方法進(jìn)行舉例分析。

關(guān)鍵詞：公路隧道施工；滲漏水病害；快速檢測(cè)；圖像處理

在公路隧道項(xiàng)目的建設(shè)施工中，如果滲漏水問題和相關(guān)的病害不能進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和有效的控制，就會(huì)給這類工程項(xiàng)目建設(shè)本身帶來更大的難度。同時(shí)也會(huì)給建設(shè)施工的質(zhì)量埋下很大的安全隱患，從而影響公路隧道施工建設(shè)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。

一、公路隧道檢測(cè)方法

上文已經(jīng)提到，公路隧道施工的水滲漏病害，需要應(yīng)用專業(yè)的檢測(cè)技術(shù)和方法提高檢測(cè)工作的質(zhì)量。這不僅僅是為了防止?jié)B漏水的現(xiàn)象的發(fā)生，或者說在現(xiàn)象發(fā)生時(shí)及時(shí)采取措施進(jìn)行解決，更是為了給整個(gè)公路隧道施工的質(zhì)量提供有力的保障[1]。在具體的檢測(cè)方法方面，包括了傳統(tǒng)的檢測(cè)方法和相對(duì)比較具有先進(jìn)性的無損檢測(cè)方法，下文分別針對(duì)這兩種方法的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

（一）傳統(tǒng)檢測(cè)法

所謂的傳統(tǒng)檢測(cè)方法，主要就是指應(yīng)用一種盡量不借助外部設(shè)備和技術(shù)的方法完成隨隊(duì)滲漏水情況的檢測(cè)。基于此檢測(cè)方法的這一特點(diǎn)，在具體檢測(cè)過程的實(shí)施中，重點(diǎn)需要依靠檢測(cè)人員的專業(yè)技術(shù)和工作經(jīng)驗(yàn)。這也從另一個(gè)側(cè)面反映出了傳統(tǒng)檢測(cè)方法在一定程度上會(huì)受到技術(shù)人員的技術(shù)水平和一定的外部干預(yù)因素的影響。關(guān)于具體的檢測(cè)方法，傳統(tǒng)方法又可被細(xì)分為以下幾種類型：

首先，技術(shù)人員目視檢測(cè)。這種檢測(cè)方法的應(yīng)用，主要是依靠技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)狀態(tài)，結(jié)合施工技術(shù)和工藝的信息，通過對(duì)施工作業(yè)面的外觀進(jìn)行觀察來開展檢測(cè)工作，其在觀察過程中需要目視檢測(cè)的環(huán)節(jié)和區(qū)域包括了隧道本身的縫隙分布情況和隧道平整度。通過對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，可以進(jìn)一步分析出其襯砌施工的安全性能，并再進(jìn)一步對(duì)路面的安全性做出判別。另外，目視檢測(cè)中還需要針對(duì)洞口邊坡進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)要點(diǎn)在于其穩(wěn)定性和圍護(hù)排水設(shè)施的完備性。第三點(diǎn)，目視檢測(cè)的過程中，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注隧道中必備的配套設(shè)施的完備性，例如，隧道內(nèi)部的消防設(shè)施是否齊備、隧道內(nèi)部的通訊設(shè)備是否能夠保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)、隧道內(nèi)的排水和照明設(shè)施是否落實(shí)配備到位[2]。從實(shí)際行動(dòng)維度的方法上，檢測(cè)人員除了目測(cè)之外，還可以結(jié)合運(yùn)用觸覺檢查，即通過手的觸摸感受路面平整度或者襯砌效果是否實(shí)施到位。另外，檢測(cè)人員還可以通過敲擊材料表面，通過聆聽發(fā)出的聲音，對(duì)于襯砌施工的密實(shí)性進(jìn)行檢測(cè)。

其次，通過量測(cè)檢測(cè)的方法。這種檢測(cè)方法的應(yīng)用，是現(xiàn)階段公路隧道的建設(shè)中，應(yīng)用于隧道水滲漏問題檢測(cè)的一種比較普遍的方法，其具體的實(shí)施方法是結(jié)合工程檢測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過借助量測(cè)工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)區(qū)域的檢測(cè)，這種檢測(cè)方法的應(yīng)用，在隧道水滲漏病害檢測(cè)的背景下，主要可以應(yīng)用于對(duì)隧道的洞口邊坡區(qū)域的檢測(cè)，且由于量測(cè)的方法可借助專業(yè)的工具進(jìn)行，在實(shí)際的檢測(cè)工作開展中，檢測(cè)準(zhǔn)確性更高，且檢測(cè)工作的操作更加便捷。另外，雖然這種檢測(cè)方法相對(duì)來說傳統(tǒng)性更強(qiáng)，但在其具體的功能上可以用于與無損檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，從而輔助提升檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性。

（二）無損檢測(cè)法

無損檢測(cè)方法的主要優(yōu)勢(shì)在于，檢測(cè)工作對(duì)公路隧道的正常運(yùn)行所產(chǎn)生的影響更小。且檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性也更高。常見的無損檢測(cè)方法包括了地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法、聲波檢測(cè)法等，本文列舉地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)和聲波檢測(cè)兩種方法進(jìn)行具體分析。

首先，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)方法，也被稱作GPR檢測(cè)方法。這種檢測(cè)方法的應(yīng)用，對(duì)檢測(cè)的具體環(huán)境有相應(yīng)的要求，其主要的應(yīng)用原理是通過應(yīng)用高頻率的電磁脈沖波，利用其反射作用達(dá)到探測(cè)的目的。在進(jìn)行水滲漏判別時(shí)，主要依靠對(duì)反射信息中的信息接收時(shí)間（雙程走時(shí)）、波形幅度等信息，對(duì)于滲漏水的區(qū)域結(jié)構(gòu)進(jìn)行判別，從其應(yīng)用的區(qū)域來看，主要集中在隧道的底部。

其次，聲波檢測(cè)方法的應(yīng)用。聲波法的原理是通過人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)頻率在不同赫茲范圍內(nèi)的向相應(yīng)介質(zhì)的傳播，從而觀測(cè)聲波在其內(nèi)部傳播的特性，并進(jìn)一步對(duì)介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行確定，其之所以能夠被應(yīng)用于滲漏水的檢測(cè)，主要是由于這種檢測(cè)方法的應(yīng)用能夠?qū)橘|(zhì)的密實(shí)程度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象時(shí)，聲波可以直接通過波長(zhǎng)和頻率的變化對(duì)滲漏情況進(jìn)行反映[3]。

二、快速檢測(cè)系統(tǒng)

（一）快速攝像設(shè)備

關(guān)于攝像設(shè)備的研究，首先應(yīng)當(dāng)從其設(shè)備的結(jié)構(gòu)角度入手進(jìn)行。從快速攝像設(shè)備的角度分析，其主要由車載平臺(tái)和采集中心兩方面結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其中，車載平臺(tái)在形式結(jié)構(gòu)上主要呈現(xiàn)出工字型。由移動(dòng)框架、前后梁以及中梁和立柱結(jié)構(gòu)組成，另外 還包括了起到動(dòng)力作用的電池設(shè)備。而采集中心的結(jié)構(gòu)包括了工業(yè)用定焦相機(jī)、里程控制卡以及編碼器、交換機(jī)等組成。這一設(shè)備的工作原理與其系統(tǒng)運(yùn)行的設(shè)計(jì)模式有密切的關(guān)系。當(dāng)車載平臺(tái)上的裝配與控制系統(tǒng)開始運(yùn)行后，此平臺(tái)通過運(yùn)行匯總電動(dòng)編碼器的運(yùn)行，產(chǎn)生電子脈沖，并進(jìn)入控制卡，完成對(duì)控制程序的激活。使其作用在工業(yè)定焦照相機(jī)進(jìn)行圖像拍攝。

（二）圖像分析處理器

從這一工作環(huán)節(jié)的具體流程角度分析，可知圖像處理工作的進(jìn)行，需要分以下幾個(gè)步驟進(jìn)行。第一，圖像前期預(yù)處理；第二，圖像分割[4]；第三，病害特征的計(jì)算；第四，病害的分類。其中，圖像預(yù)處理和分割主要依靠計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)在前期來完成，要想準(zhǔn)確的獲取病害方面的信息，則需要重點(diǎn)對(duì)特征計(jì)算和分類角度注意細(xì)節(jié)工作的針對(duì)性。在計(jì)算環(huán)節(jié)中，需要注意通過像素查找、像素分析、像素區(qū)域標(biāo)記的方法逐步的完成計(jì)算過程。最后，通過求和與乘積的方式完成病害的計(jì)算。而關(guān)于分類方面的分析，則是通過結(jié)合病害特征信息進(jìn)行分析，觀察和總結(jié)病害信息的特點(diǎn)，從而做出相應(yīng)的判別。

三、結(jié)束語

公路隧道滲漏水的檢測(cè)技術(shù)有傳統(tǒng)和無損兩種形式，不同的技術(shù)類型有其自身的特點(diǎn)。另外，圖像的處理，是檢測(cè)完成后需要進(jìn)行的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。在實(shí)際工作的開展中，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合隧道施工的實(shí)際，選取適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法，以及時(shí)準(zhǔn)確的完成對(duì)于滲漏的檢測(cè)，提高隧道建設(shè)施工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡颯，單積明.高速公路隧道滲漏水病害分析及治理措施[J].市政技術(shù)，2017（2）.

[2]李建輝.貴廣客專隧道襯砌滲漏水病害檢測(cè)及整治[J].鐵道運(yùn)營(yíng)技術(shù)，2016，23（3）：56-57.

[3]丁浩，江星宏.公路隧道滲漏水病害分級(jí)方法優(yōu)化思考[J].公路交通技術(shù)，2016，33（6）：89-94.

[4]彭小慶.某公路隧道滲漏水病害處治及分析[J].山西建筑，2015，43（6）：201-203.

（作者單位：中交第二公路工程局有限公司）