公路隧道襯砌探地雷達及超聲回彈無損檢測技術在病害治理中的應用與探討

賈青坤

摘 要：隨著現(xiàn)代公路的不斷發(fā)展，公路隧道建設數(shù)量正在不斷的增多。在公路隧道的使用過程中，就存在一些病害問題。這些病害若不及時的治理就必然會影響到公路隧道的使用壽命，甚至影響到人們的人身安全。在基于病害問題的原因查找及病害發(fā)掘的需求下，無損檢測技術逐漸的發(fā)展起來，在文章中，將著重對目前的公路隧道襯砌探地雷達及超聲回彈檢測技術及病害的治理進行深入的研究，以期通過研究來謀求發(fā)展。

關鍵詞：公路隧道;無損檢測技術;探地雷達;超聲回彈;病害治理

1.緒論

1.1研究方向

自我國改革開放以來，我國的經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展，人們對公路交通的要求不斷提升，這就使得當前的公路隧道的建設朝向著復雜化和多樣化不斷的演進。在隧道的復雜和多樣發(fā)展趨勢下，就需要通過更加智能和科學的檢測手段來對工程隧道進行質量評價，并同時不能損害公路隧道的整體，這也就是公路隧道無損檢測技術的發(fā)展原因。無損檢測技術的發(fā)展的作用還在于對公路隧道潛在病害進行發(fā)掘，從源頭來控制和減少公路病害的產(chǎn)生率，但在公路隧道的使用過程中，病害問題依然會產(chǎn)生，因此對病害的治理也尤為關鍵。

1.2研究內(nèi)容

文章研究的將從兩發(fā)面著手，首先闡述無損檢測技術中的探地雷達及超聲回彈檢測技術，并對現(xiàn)行的探地雷達及超聲回彈檢測技術進行列述，其次對公路隧道的常見病害問題進行研究，同時提出治理措施和方法。

1.3研究價值

文章研究價值在于，通過文章的研究為公路隧道無損檢測技術探地雷達及超聲回彈檢測技術的應用及隧道病害治理提供有價值的理論整理和參考。

2.無損檢測技術分析

所謂無損檢測，其指的是在不損害檢測對象及保證檢測對象完整性的前提下，通過運用物理及化學檢測手法來對檢測對象的結構合理性、材料性能、設計缺陷等相關問題進行檢測的一種方法。在公路隧道的無損檢測中，常用的檢測內(nèi)容包括隧道的襯砌的厚度及空去，以及符合襯砌中層間空段及襯砌鋼筋分布等等。探地雷達及超聲回彈檢測技術在隧道襯砌之中的應用需要滿足一下幾方面的要求：

第一，需要完成和有效的將隧道襯砌的不足和潛在病害進行檢測;

第二，無損檢測的結果應當解除隧道內(nèi)部固有設備的干擾和影響;

第三，要能夠適應隧道內(nèi)的溫度與濕度的條件;

第四，無損檢測設備還需要具備一定的外界自然因素抗性，例如抗地震等能力;

第五，無損檢測技術的使用需要以人為本，不能損害檢測人員的人身安全，并不對隧道的內(nèi)部結構產(chǎn)生破壞性干擾。

3常見的無損檢測技術

3.1探地雷達無損檢測技術

所謂的探地雷達無損檢測技術，指的是通過利用大地表層發(fā)射器進行電磁波的發(fā)送，以電磁波在媒介中的傳播狀態(tài)來對材料的均勻性和導電性進行掌握。這一技術能夠有效的利用介電性反射，來進行隧道結構的檢測。當發(fā)射天線進行表層移動的時候，通過對電磁波反射角及傳播時間進行改變，能夠有效的從傳播時間曲線上反饋出隧道結構中在不同深度上存在的缺陷和隱患。對于探地雷達檢測技術而言，其主要用以檢測施工材料性質變化、結構變化、襯砌厚度變化、襯砌組成材料變化、圍巖變化（襯砌與圍巖間隙、泉眼、材料材質變化）等，在國內(nèi)外，探地雷達無損檢測技術的應用比較廣泛，是目前常見的無損檢測技術之一。

3.2超聲回彈無損檢測技術

超聲回彈綜合檢測數(shù)能夠有效的檢測混凝土的動彈性模量、強度、厚度以及缺陷問題。這一方法在目前的應用比較廣泛，而且技術相對比較成熟。一般情況下，超聲回彈無損檢測技術的結果還需要鉆孔取芯法來同步對襯砌厚度和強度結果進行補充，因此操作上比較繁瑣，結果處理難度比較高。

3.3無損檢測技術的評價

通過使用以上兩種檢測技術，雖然可以高效的查找出隧道襯砌內(nèi)部的問題，但是要想保證檢測結果的有效性，還需要通過其他方法的輔助認證。因此我們可以通過將以上兩種檢測手段進行組合來提高檢測結果的真實性和可靠性。

例如，在檢測隧道襯砌空洞的時候，探地雷達技術比較優(yōu)勢，但是若需要檢測缺陷異常及缺陷產(chǎn)生原因就可以通過結合取芯檢測技術來予以保證。當然隨著現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，無損檢測技術日趨成熟，今后的無損檢測技術將能夠更好的克服現(xiàn)存的局限性來發(fā)展形成良好的檢測技術。

4公路隧道病害的分類及治理手段

4.1公路隧道病害的分類

公路隧道病害主要包括兩種：表面病害及非表面病害。所謂的表面病害指的是一些肉眼可見的隧道病害，其中包括隧道襯砌開裂、錯臺、滲漏水等，非表面病害一般包括襯砌的厚度與強度沒有達到設計標準等等。

以某公路隧道為例，該公路隧道的病害在進行檢測時發(fā)現(xiàn)：

表面病害包括：3條明顯的水泥混凝土裂縫，裂縫的長度分別在5.9m、78m、67m、裂縫的寬度均在0.3-3m之間，同時該隧道的表面還發(fā)現(xiàn)有31條襯砌施工縫滲水，滲水段的施工縫長度為234.1m，同時該隧道表面病害存在一些大變形問題，如隧道底鼓和邊墻向內(nèi)形變等等。

非表面病害主要為襯砌的脫空現(xiàn)象。其中拱頂存在比較嚴重的脫空問題，脫空的長度高達141m占整條線路的45%，脫空的厚度范圍在2.6-9.3cm;隧道還存在左右拱肩脫空，長度分別在33m、41m。

4.2隧道病害的整治原則

對于隧道病害而言，其整治的根本原則為不破壞現(xiàn)有二次襯砌，避免施工危險，盡可能的保證現(xiàn)有的結構體系，尤其是防水體系，避免出現(xiàn)隧道漏水問題，影響隧道的使用。從經(jīng)濟原則上來看，隧道病害的政治需要盡可能的利用臨時設施進行解決，要有針對性的進行政治措施的解決，避免造成各方面資源的浪費。

4.3隧道病害問題治理措施

為了讓病害問題治理措施的研究更加明確，并段將結合前文提及的公路隧道病害進行結合分析。

4.3.1干裂縫病害治理措施

在公路隧道內(nèi)裂縫比較常見的是一些環(huán)向裂縫問題，一般環(huán)向裂縫沒有出現(xiàn)漏水的時候，可以采用注漿工藝進行病害治理，通過采用丙酮或者無水酒精來清除裂縫表面的油污，然后沿著裂縫表面進行注漿嘴的粘貼，在進行封縫和注漿，同時還需要進行丙酮試壓，確保壓力范圍在0.3-0.5mpa，若沒問題就可以注漿，注漿的時候，注漿材料多采用環(huán)氧樹脂材料進行注縫。

4.3.2滲漏水裂縫病害治理措施

一般情況下裂縫時產(chǎn)生滲漏水的主要根源，因此在對裂縫治理的時候需要將裂縫與滲漏水進行治理結合。一般治理的原則本著先進行裂縫水的排堵，然后進行注漿縫隙封堵。通常情況下，對于隧道拱頂上存在的滲漏水，主要以堵為主，邊墻與施工縫以排水為主。滲漏水集中之后通過后鑿槽假設塑料半圓管進行排水，以減少滲漏水對墻體的影響。

4.3.3襯砌空腔病害治理措施

對于襯砌后面的大型空腔，建議使用混凝土泵，混凝土應用泵送混凝土回填，然后通過孔內(nèi)灌漿加固。由于混凝土夯實質量差，襯砌混凝土的密實性差，局部背面存在小空隙，需要從孔中填充和加固襯砌混凝土。

例如上述案例中存在的空腔病害問題，就可以采用以上方法進行治理，值得注意的是，在空腔治理的時候需要對部分參數(shù)進行明確，例如：灌漿參數(shù)：孔深，根據(jù)穿透二次襯砌的厚度;孔徑，50mm;灌漿壓力：0.75MPa;保壓≥10min。

4.3.4底鼓病害治理措施

底鼓處理方案采用結構泵送技術處理隧道底鼓。結構更換意味著拆除隧道底鼓中的混凝土，拆除后采用傾斜灌漿加固未拆除的部分，然后將鋼筋混凝土施加到倒拱上。倒拱倒回，新的混凝土路面再次施工。側壁變形處理方案采用襯砌加固技術進行側壁變形。襯里加固意味著將具有一定厚度的混凝土重新注入原始襯砌混凝土的表面。一方面，原始混凝土裂縫的發(fā)展得到了抑制，另一方面，原始襯砌混凝土與原襯砌混凝土的聯(lián)合作用成為一種新的承載結構。技術要點：襯墊混合粘土的厚度不小于20厘米。在鋼筋混凝土的應用中，必須滿足隧道間隙段的要求，襯砌混凝土應與原有的混凝土襯砌相結合，形成一個整體。

4.3.5墻體斷層帶病害治理措施

斷層帶的加固方案是通過在斷層帶的加固處加入漿液來加固圍巖，作為加固圍巖的一種方法。處理隧道病害的主要作用是加強底層，提高圍巖承載力，填補襯砌后面的空洞，使襯砌受力均勻，防止襯砌結構繼續(xù)進行。變形或毀滅。同時，漿液可以填充巖體的裂縫（孔洞），降低地層的滲透系數(shù)，同時修復襯砌的凝結。土壤結構的裂縫達到了加強和阻擋水的目的。通常使用的漿料是普通硅酸鹽水泥（或特殊）單漿，水泥，水玻璃雙組分漿料和化學漿料等。

總結

在文章的研究和論述中，通過就公路隧道的無損檢測技術及病害的分類和治理措施進行研究，將目前的公路隧道的安全系統(tǒng)和結構系統(tǒng)進行深入的分析。同時，文章還就無損檢測技術的結合使用及未來的發(fā)展方向進行展望，以為其發(fā)展提供理論指引。在對病害的研究上，圍繞著案例隧道進行分析，從而幫助閱讀者更好的了解病害治理要點和方法。

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