公路隧道支護(hù)質(zhì)量無損檢測技術(shù)研究

鄒宇光

（河南 商丘 476000）

0 引言

道路隧道工程作為一類比較隱蔽的工程，在進(jìn)行質(zhì)量檢測時(shí)，具有一定的難度。同時(shí)，由于我國現(xiàn)代現(xiàn)階段在此方面的技術(shù)水平以及經(jīng)驗(yàn)缺乏，如果質(zhì)量檢測得不到保證，會(huì)對工程后期運(yùn)行中使用者帶來生命安全的威脅。因此，優(yōu)化公路隧道無損檢測技術(shù)，能夠更好地解決，當(dāng)前在道路質(zhì)量檢測過程中存在的諸多技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的問題。

1 無損檢測技術(shù)簡述

對于隧道工程主體結(jié)構(gòu)而言，其包含內(nèi)容較多，作為一種襯砌型的建筑物，無法直觀預(yù)測，這就給質(zhì)量檢測工作增加了難度。因此，應(yīng)用無損技術(shù)檢測隧道工程質(zhì)量需要注意，不能對原有建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，不會(huì)影響隧道工程后期運(yùn)行。其中，使用此技術(shù)主要是對公路隧道工程中，影響工程整體質(zhì)量一些問題進(jìn)行研究。當(dāng)前在隧道工程質(zhì)量檢測方面，我國普遍采用的技術(shù)有地質(zhì)雷達(dá)法、回彈法、超聲波法、紅外線法等。這些方法在不斷應(yīng)用過程中，不論是內(nèi)容或者是技術(shù)，都在不斷完善，并且實(shí)用性也在加強(qiáng)，給隧道公路質(zhì)量安全性帶來保障[1]。由于隧道公路檢測無損技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值逐漸提高，無損技術(shù)能夠及時(shí)對隧道公路工程中的相關(guān)質(zhì)量問題進(jìn)行解決，這對于提高檢測工作的質(zhì)量和效率具有重要作用，同時(shí)也能確保隧道公路工程后期使用的安全性。

2 無損檢測技術(shù)應(yīng)用

由于無損檢測技術(shù)較多，每一種技術(shù)的應(yīng)用方法以及側(cè)重功能不同，對于隧道工程質(zhì)量發(fā)揮的作用也不同。因此，本文在對上述幾種無損檢測技術(shù)進(jìn)行分析過程中，主要對地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行重點(diǎn)分析：

2.1 回彈法

對于隧道公路工程而言，采用混凝土對隧道進(jìn)行加固的方式較為普遍。而且為了確?；炷恋挠捕群蛷?qiáng)度滿足施工要求，在對其進(jìn)行檢測過程中，經(jīng)常采用回彈法進(jìn)行監(jiān)測工作。主要是由于回彈法具有精確度高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且在施工過程中其是檢測質(zhì)量的首要選擇[2]。但是應(yīng)用回彈法開展檢測工作過程中，經(jīng)常會(huì)存在一些技術(shù)操作方面的問題，以及計(jì)算不精確的問題。造成這種問題的主要原因是負(fù)責(zé)檢測的人員專業(yè)水平較低，或者實(shí)際檢測經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致檢測工作不能順利完成。

2.2 錨桿質(zhì)量聲波反射法

在對隧道公路進(jìn)行質(zhì)量檢測技術(shù)應(yīng)用時(shí)，也可能會(huì)選擇錨桿，采用此種方法的優(yōu)勢，主要是節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本以及對增強(qiáng)延時(shí)的負(fù)載強(qiáng)度具有作用。同時(shí)，對于隧道公路支護(hù)方面也能發(fā)揮一定作用，在整個(gè)過程中，首先需要對錨桿進(jìn)行灌注，然后將適合長度的錨桿固定到錨桿眼。但是從實(shí)際情況來看，大部分錨桿檢測基本為有損檢測，存在無損檢測的概率很小，這會(huì)給建筑物和巖石結(jié)構(gòu)形成損害，更甚者會(huì)降低工程安全性。另外，由于有損檢測內(nèi)容復(fù)雜，所以可以選擇無損檢測方法中的聲波反射法，來對支護(hù)錨桿長度以及灌澆質(zhì)量進(jìn)行檢測[3]。用此方法也存在一些缺陷，主要是采用此方法需要用到的儀器設(shè)備存在落后情況、相關(guān)的理論也不完善、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有待提高等較多原因，導(dǎo)致其發(fā)展較為緩慢。而且當(dāng)前聲波檢測中，波動(dòng)規(guī)律還需要進(jìn)一步證明，所以利用經(jīng)驗(yàn)來完成檢測分析工作，可能會(huì)造成最終結(jié)果出現(xiàn)誤差。而且我國現(xiàn)階段使用的錨桿主要是拉力型的，可以對巖石起到較好的固定作用，其具有超強(qiáng)的聲波傳導(dǎo)能力，并且能借助反射聲波的強(qiáng)度以及所用的時(shí)間，來對建筑物特性進(jìn)行判斷。

2.3 激光斷面儀

在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)代下，為了能有足夠資金實(shí)力來支撐企業(yè)發(fā)展，人們愈加看重工程項(xiàng)目利益的獲得。在隧道工程建設(shè)階段，部分負(fù)責(zé)人為了提高項(xiàng)目利益以及追趕工程進(jìn)度，常常忽視隧道質(zhì)量安全問題，不僅會(huì)給隧道后期運(yùn)行帶來安全隱患，更甚者會(huì)造成隧道產(chǎn)生塌方的情況，嚴(yán)重威脅人民群眾生命健康，同時(shí)也給相關(guān)部門帶來了經(jīng)濟(jì)損失。而采用激光斷面的方法，可以對隧道公路斷面質(zhì)量進(jìn)行檢測工作，防止發(fā)生塌方問題。而且激光斷面法的優(yōu)點(diǎn)也較多，如高效率、較強(qiáng)靈活性等[4]。另外，其檢測的范圍也比較廣泛，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道工程在施工過程中存在的危害問題，從而及時(shí)高效地對問題進(jìn)行處理。此外，在工期較為緊張的隧道工程中，此方法能節(jié)省較多時(shí)間，能有效保障工期的按時(shí)完成。

2.4 地質(zhì)雷達(dá)法

在公路工程建設(shè)中，最早將雷達(dá)技術(shù)用于路基檢測始于20世紀(jì)80 年代后期。地質(zhì)雷達(dá)是將高頻率電磁波作為場源。其中，以正弦電磁波作為雷達(dá)波的理論基礎(chǔ)，以及其在地質(zhì)中的傳播依然遵守麥克斯韋方程組。

由于地質(zhì)雷達(dá)多次應(yīng)用在隧道質(zhì)量檢測過程中，相關(guān)的理論以及技術(shù)都有了一定的完善，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍然存在一些制約因素，影響地質(zhì)雷達(dá)良好應(yīng)用。從以下幾方面進(jìn)行分析：①由于使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行隧道質(zhì)量檢測，運(yùn)用的是電磁波原理，其中存在的介電常數(shù)的選取是影響檢測結(jié)果的重要制約因素；②鐵制媒介對于電磁波影響十分明顯，所以應(yīng)用在隧道內(nèi)的一些常用設(shè)備，例如照明電纜、鋼筋等，也會(huì)對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響；③地質(zhì)雷達(dá)在初期支護(hù)過程中，由于支護(hù)操作不規(guī)范，經(jīng)常會(huì)造成里程記錄以及檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)象；④部分重要的操作職位對應(yīng)人員專業(yè)達(dá)不到要求、操作水平較低，也會(huì)影響檢測結(jié)果；⑤在現(xiàn)場檢測過程中，設(shè)置采集參數(shù)的準(zhǔn)確程度，也會(huì)對采集信號的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響；⑥負(fù)責(zé)檢測工作的工作人員綜合素質(zhì)參差不齊，在檢測數(shù)據(jù)相同的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)最后判讀結(jié)果不相同的現(xiàn)象。

改進(jìn)措施：對于以上所述地質(zhì)雷達(dá)，現(xiàn)場檢測現(xiàn)狀可從以下方面入手進(jìn)行改進(jìn)：

（1）介電常數(shù)。由于隧道襯砌在不同施工階段以及施工時(shí)期介電常數(shù)都存在一定的差異，對于同一座隧道，為了確保地質(zhì)雷達(dá)檢測的準(zhǔn)確性，要運(yùn)用不同的介電常數(shù)來進(jìn)行檢測工作。在不同施工段落以及施工日期相差較大的情況下，要及時(shí)進(jìn)行不同段落的現(xiàn)場標(biāo)注，以盡可能減少存在的誤差。此外，在對襯砌混凝土的介電常數(shù)或者電磁波速進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定工作時(shí)，應(yīng)在檢測之前對施工現(xiàn)場的隧道長度、襯砌材料等各種因素進(jìn)行綜合分析，而且標(biāo)定時(shí)每一座隧道至少一處，在每一處測量次數(shù)最少三次，最終取平均值。除此之外，如果在隧道長度大于一定距離情況下，襯砌材料的含水量出現(xiàn)較大變化時(shí)，要對不同的介質(zhì)做好不同的標(biāo)定，以及選擇對應(yīng)的標(biāo)定值，做好計(jì)算過程。

（2）施工環(huán)境。在使用地質(zhì)雷達(dá)對隧道工程進(jìn)行現(xiàn)場檢測時(shí)，需要對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行全面清晰的記錄。做好此階段工作尤為重要，其對于后期數(shù)據(jù)處理以及檢測結(jié)果發(fā)揮重要作用。而且在現(xiàn)場檢測過程中，要盡量完整的記錄在實(shí)時(shí)檢測工作時(shí)，出現(xiàn)反射干擾的物體。在物體保持原有位置的基礎(chǔ)上，對其與測線的距離以及位置進(jìn)行標(biāo)注。

（3）數(shù)據(jù)采集。在隧道工程施工現(xiàn)場檢測過程中，對于一些施工段落存在表面不平整的情況，不能選擇系統(tǒng)自動(dòng)測距方法進(jìn)行測距，需要應(yīng)用時(shí)間觸發(fā)方法來做好數(shù)據(jù)采集工作，每隔一定的距離，采用手動(dòng)方式進(jìn)行標(biāo)記。另外，在應(yīng)用時(shí)間觸發(fā)方法過程中，要盡量確保天線保持勻速前進(jìn)。而且對于采集參數(shù)設(shè)定來說，為了節(jié)省時(shí)間，最好在進(jìn)行檢測之前在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，然后在檢測現(xiàn)場可以對其進(jìn)行調(diào)整。常用的參數(shù)設(shè)置有時(shí)窗設(shè)置、增益設(shè)置等，每一種參數(shù)設(shè)置方法的理論以及操作技術(shù)都存在差別，但是主要是確保參數(shù)設(shè)置的合理性。因此，必須重視地質(zhì)雷達(dá)采集參數(shù)的設(shè)置。

（4）工作人員。對于天線采集的操作過程，需要派遣專業(yè)技術(shù)人員或者培訓(xùn)一批專門人員完成此工作。而且在施工現(xiàn)場的技術(shù)人員進(jìn)行天線采集時(shí)，需要對其進(jìn)行簡單的培訓(xùn)工作，以確保其操作規(guī)范。但是，如果發(fā)現(xiàn)派遣人員操作技術(shù)水平存在問題，應(yīng)該立刻換人，規(guī)范施工步驟。

（5）檢測參數(shù)?？梢越柚Ｐ驮囼?yàn)的方法進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，優(yōu)化檢測參數(shù)。同時(shí)在進(jìn)行現(xiàn)場檢測時(shí)，也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工實(shí)際情況，以施工階段要求、不同天線承載方式對檢測參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)定。另外，可以利用對預(yù)設(shè)缺陷的模型進(jìn)行試驗(yàn)的方法，將存在的各種缺陷展現(xiàn)在雷達(dá)檢測圖譜上，形成標(biāo)準(zhǔn)化圖譜。以保障可以根據(jù)已知的信息，對未知進(jìn)行指導(dǎo)，使檢測效果發(fā)揮到最大。

在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)對現(xiàn)場進(jìn)行檢測時(shí)，首先需要做好以下準(zhǔn)備工作：①選定待測目標(biāo)，并對其性質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行估測；②對測線進(jìn)行布設(shè)，并且對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行記錄，選擇符合的雷達(dá)天線；③對采集設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；④在隧道工程施工現(xiàn)場標(biāo)定介電常數(shù)，然后開始正式檢測工作。

3 結(jié)語

總之，為了確?，F(xiàn)代化高速公路運(yùn)行的安全性，隧道公路在建設(shè)過程中需要應(yīng)用無損技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量方面的檢測工作，以確保施工的高質(zhì)量高效率。而且從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，無損技術(shù)的發(fā)展必然成為建筑質(zhì)量檢測的主要發(fā)展方向，可以有效防止建設(shè)過程中存在的安全隱患。而且不論是國內(nèi)或者是國外，對于無損技術(shù)研究都非常重視。通過不斷地深入實(shí)踐，支護(hù)結(jié)構(gòu)無損技術(shù)應(yīng)用越來越簡便，不論是對于公路經(jīng)濟(jì)成本的減少，或者是人民的生命安全都是有益的。