無損檢測技術(shù)在隧道工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用分析

劉華

（貴州順康檢測股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

在隧道工程建設(shè)過程中，需要通過專業(yè)的檢測技術(shù)來判斷施工效果和施工質(zhì)量。傳統(tǒng)的隧道工程質(zhì)量檢測技術(shù)在使用過程中，很容易對隧道工程產(chǎn)生破壞力。為了降低檢測過程對隧道工程項(xiàng)目產(chǎn)生的負(fù)面影響，需要盡可能使用低損耗的質(zhì)量檢測方式來完成質(zhì)量檢測工作。就目前而言，可選擇使用的無損檢測技術(shù)有很多種，檢測單位可結(jié)合隧道工程建設(shè)的實(shí)際情況，進(jìn)行有針對性的無損檢測技術(shù)融合應(yīng)用。

1 無損檢測技術(shù)特點(diǎn)分析

無損檢測技術(shù)在進(jìn)行質(zhì)量檢測過程中，不對目標(biāo)檢測物產(chǎn)生破壞效用，不影響檢測物本身的性能和結(jié)構(gòu)，這能夠讓最終的檢測結(jié)果更為精準(zhǔn)。無損檢測技術(shù)在使用過程中可以聯(lián)合使用多種檢測技術(shù)，具有檢測效率極高的特征。在無損檢測技術(shù)使用過程中，檢測人員無須從頭到尾關(guān)注檢測過程的推進(jìn)情況，可在同一時(shí)間進(jìn)行多項(xiàng)檢測工作，也不用擔(dān)心在檢測過程中會(huì)出現(xiàn)人為原因產(chǎn)生操作失誤，檢測工作的時(shí)間成本較低，其檢測結(jié)果直觀、客觀，少有人為誤差。這是無損檢測技術(shù)的重要特點(diǎn)[1]。

2 無損檢測技術(shù)的使用優(yōu)勢分析

之所以要在隧道工程質(zhì)量檢測過程中使用無損檢測技術(shù)，是因?yàn)樗淼纼?nèi)部的工程結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，施工材料種類多，工藝復(fù)雜且要求精準(zhǔn)。不同材料的性能特點(diǎn)存在明顯的差異化特征，因此隧道所呈現(xiàn)出的力學(xué)性能會(huì)受到施工材料和工藝的綜合影響，如果使用傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測方式完成檢測工作，就需要同時(shí)考慮多種會(huì)對結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素，這會(huì)極大地增加檢測人員的工作量，也很容易讓最終的檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差。但如果使用無損檢測技術(shù)，則能夠降低上述問題出現(xiàn)的概率。

首先，無損檢測技術(shù)不會(huì)對隧道工程結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生破壞，不會(huì)增加后續(xù)的維護(hù)工作量，能夠讓后續(xù)的工程建設(shè)順利推進(jìn)。正是因?yàn)槭褂迷擁?xiàng)技術(shù)，不會(huì)讓隧道工程結(jié)構(gòu)受損，因此在得到最終檢測結(jié)果后，不需要考慮隧道受損問題，不需要結(jié)合檢測數(shù)據(jù)來進(jìn)行受損后的最終結(jié)果計(jì)算。這能讓檢測過程變得更為方便快捷，也能減輕檢測技術(shù)人員的工作量。

其次，無損檢測技術(shù)可依托智能化信息設(shè)備來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。即使檢測人員不到現(xiàn)場，智能化系統(tǒng)設(shè)備也能夠在后臺(tái)完成各項(xiàng)檢測環(huán)節(jié)和流程，相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)的接收和獲取效率會(huì)得到更進(jìn)一步的提升，且設(shè)備平臺(tái)能夠直接對檢測技術(shù)進(jìn)行全方位的分析和研究比較。相對人工計(jì)算和分析來說，智能化信息設(shè)備所給出的檢測結(jié)果會(huì)更為精準(zhǔn)，其對工程質(zhì)量的判斷也會(huì)更貼合實(shí)際情況。無損檢測技術(shù)智能化應(yīng)用可以大大解放生產(chǎn)力[2]。

3 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用類別分析

3.1 地質(zhì)雷達(dá)檢測

地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)是發(fā)射和接收高頻電磁波對目標(biāo)物實(shí)施探測。通過接收到的高頻電磁波脈沖信號(hào)變化來判斷目標(biāo)物的具體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。需要注意的是，電磁脈沖信號(hào)在傳輸過程中可被與之相對應(yīng)的信號(hào)接收器所接收到。更需要注意的是，地質(zhì)雷達(dá)在地面產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和在地下產(chǎn)生的脈沖信號(hào)是存在一定差別的，這與其所接觸的傳導(dǎo)介質(zhì)不同有密切關(guān)聯(lián)。

在地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)使用過程中，工作人員均需要利用電磁波和地下產(chǎn)生的反射波變化，來完成信號(hào)接收和識(shí)別工作，借此來判定目標(biāo)檢測物的基本結(jié)構(gòu)情況。因此在這一過程中，需要選擇最適宜接收雷達(dá)電磁波高頻脈沖信號(hào)的設(shè)備，才能完成后期的數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量檢測工作。在不同目標(biāo)物檢測過程中，由于目標(biāo)物本身的導(dǎo)電性能會(huì)存在差異，因此其所產(chǎn)生的電磁波反射信號(hào)會(huì)有明顯的不同。如果雷達(dá)檢測過程中，隧道砌體結(jié)構(gòu)本身存在空洞或結(jié)構(gòu)缺陷，那么其所產(chǎn)生的電磁波信號(hào)就會(huì)較為異常，相應(yīng)的接收設(shè)備在完成信號(hào)接收工作后，技術(shù)人員便可直接通過電磁波最后所呈現(xiàn)的波形和增幅，來全面分析和研究隧道砌體結(jié)構(gòu)的具體質(zhì)量情況[3]。

但需要注意的是，該類檢測技術(shù)的使用對現(xiàn)場環(huán)境有較高的準(zhǔn)入門檻，現(xiàn)場環(huán)境會(huì)直接對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大影響。譬如，現(xiàn)場所使用的各類儀器設(shè)備，甚至現(xiàn)場使用的照明裝置都很容易對雷達(dá)檢測信號(hào)產(chǎn)生干擾，因此為了讓雷達(dá)檢測結(jié)果變得更加準(zhǔn)確，在隧道工程監(jiān)測過程中，需要完善現(xiàn)場勘查，排除干擾和做好記錄工作。只有如此，才能夠讓后期的檢測數(shù)據(jù)變得更加精準(zhǔn)，更貼合實(shí)際情況。

3.2 超聲回彈檢測

超聲回彈檢測是無損檢測技術(shù)的重要組成部分。該項(xiàng)技術(shù)的使用原理并不復(fù)雜，只要合理進(jìn)行聲波變化數(shù)據(jù)記錄和分析，就能完成目標(biāo)物質(zhì)量的檢測工作。在超聲檢測過程中，需要充分把握超聲波傳輸頻率方面的特點(diǎn)，在檢測部位完成超聲波的發(fā)射，并根據(jù)最終的反射情況來確定隧道工程內(nèi)部的質(zhì)量結(jié)構(gòu)。在這一過程中，技術(shù)人員需要完成超聲波變化信號(hào)以及波形角度等重要數(shù)據(jù)的接收和分析工作。為了讓檢測結(jié)果更加精準(zhǔn)，工作人員需要將分析和研究重點(diǎn)放在超聲波的速率或信號(hào)變化等方面，只有如此才能夠全面了解隧道內(nèi)部不同材料的彈性性能，以及隧道內(nèi)部的施工質(zhì)量。相比較其他檢測方式來說，超聲回彈檢測所能給出的結(jié)果要更直觀一些，因此能最大限度地反映隧道結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況[4]。具體的超聲波檢測原理如圖1 所示。需要注意的是，在超聲波回彈技術(shù)使用的過程中，會(huì)存在一定的數(shù)據(jù)偏差，但這種偏差問題是極為正常的，因?yàn)樗淼纼?nèi)部的空氣傳播等因素會(huì)影響到最終的檢測結(jié)果。在大部分情況下，技術(shù)人員都會(huì)使用超聲波技術(shù)來完成隧道內(nèi)部混凝土硬度的檢測和砌體內(nèi)部空洞的檢測工作，以了解隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度。該檢測方式的應(yīng)用能夠讓最終檢測結(jié)果更加貼合實(shí)際情況。

圖1 超聲波檢測原理圖示

4 無損檢測技術(shù)的具體應(yīng)用分析

4.1 進(jìn)行標(biāo)記與測線布置

在標(biāo)記和測線布置過程中，工作人員需要明確參考目標(biāo)，并合理組織標(biāo)記和測線布置工作。如果測線與目標(biāo)軸線的垂直程度并未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么相應(yīng)的工作就無法展開。因此，大部分施工單位都會(huì)使用網(wǎng)狀形式來進(jìn)行測線布置，并在縱向主測線布設(shè)過程中，確保單動(dòng)測線條數(shù)在5 條以上。只有如此，才能夠?yàn)楹罄m(xù)質(zhì)量檢測工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2 初期支護(hù)測量的檢測

在隧道工程的初期支護(hù)過程中，需要完成質(zhì)量檢測方面的工作。具體來說，檢測人員需要全面了解和掌握初期支護(hù)階段的主要特征，并及時(shí)明確質(zhì)量檢測的各項(xiàng)要點(diǎn)和重點(diǎn)。首先，技術(shù)人員需要在隧道工程建設(shè)初期，對圍巖和支護(hù)之間的超欠挖情況進(jìn)行全面的分析和了解。其次，技術(shù)人員還需要根據(jù)實(shí)際情況，來完成鋼支撐的合理布設(shè)，明確支撐的具體位置和具體數(shù)量。這能夠幫助技術(shù)人員在后期完成圍巖擾動(dòng)方面的具體狀態(tài)分析工作[5]。

如果在初期支護(hù)質(zhì)量檢測過程中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)背后的空洞問題較為明顯，就需要及時(shí)采取措施來解決這一問題。誘發(fā)該問題的原因并不復(fù)雜，在大部分情況下，該問題都是由于沒有對圍巖超挖區(qū)域進(jìn)行必要處理而出現(xiàn)的。如果施工單位將施工關(guān)注點(diǎn)放在進(jìn)度控制方面，而忽略施工質(zhì)量，就很容易出現(xiàn)簡化工序流程的問題。譬如，有些施工人員會(huì)在鋼支撐后方直接填充石棉瓦材料，并在這一工序完成后直接進(jìn)行混凝土噴射，這樣的施工建設(shè)流程很難讓圍巖與初支之間的間隙完全消除。而質(zhì)量檢測過程中，很容易出現(xiàn)初支與圍巖之間雖然存在分界線，但其清晰度并不足以昭示這二者之間存在空隙的現(xiàn)象。之所以會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，與各類物理因素的疊加影響也有一定關(guān)聯(lián)，質(zhì)量隱患由此誕生。因此在初期支護(hù)階段的質(zhì)量檢測過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的詳細(xì)分析和研究也是至關(guān)重要的[6]。

4.3 二次襯砌階段的檢測

首先，要想順利完成二次襯砌階段的檢測工作，就需要分析和研究二襯之間的缺陷問題，并在這一過程中完成二襯厚度檢測工作。檢測人員還需要進(jìn)一步關(guān)注襯砌是否存在滲漏水現(xiàn)象。如果在這一階段的質(zhì)量檢測過程中，發(fā)現(xiàn)襯砌擋頭板連接區(qū)域存在質(zhì)量問題，就需要及時(shí)采取措施解決這一問題，完成襯砌擋頭板連接區(qū)域的處理工作。在二襯厚度計(jì)算過程中，需要使用初噴混凝土的計(jì)算方式，才能夠獲得更為精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果。

需注意的是，在襯砌電磁波的波速分析過程中，不僅需要考慮鉆孔測量方式，還可通過測量加寬處區(qū)域來進(jìn)行波速分析。在這一過程中，技術(shù)人員可獲得雷達(dá)圖像的雙層走時(shí)，并最終分析出最精準(zhǔn)的電磁波波速數(shù)據(jù)結(jié)果。在質(zhì)量檢測的最后階段，技術(shù)人員可使用超聲回彈方式來提升整個(gè)隧道工程的檢測效率，在回彈測試完成后進(jìn)行正式的超聲測試，完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)的記錄工作，在數(shù)據(jù)整理和分析研究過后，獲得最精準(zhǔn)的超聲波波速代表值。

5 無損檢測技術(shù)的使用趨勢分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及無損檢測技術(shù)與智能化信息技術(shù)的高度融合，在建筑領(lǐng)域使用無損檢測技術(shù)已經(jīng)成為大勢所趨。無損檢測技術(shù)在檢測工作推進(jìn)過程中所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢十分明顯。如果能夠順利使用無損檢測技術(shù)，那么建筑工程的質(zhì)量檢測也會(huì)具有規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的特征，這能夠讓無損檢測技術(shù)在具體的隧道工程建設(shè)過程中，發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。在未來的建筑工程建設(shè)過程中，參與質(zhì)量檢測的工作人員應(yīng)當(dāng)對無損檢測技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用予以持續(xù)性的關(guān)注。就目前來看，無損檢測技術(shù)的具體應(yīng)用方式和手段已經(jīng)較為成熟，但在具體使用過程中，仍然很容易受到不同因素的干擾，這會(huì)直接影響到最終的檢測效果和檢測精準(zhǔn)度。因此降低外部因素對檢測結(jié)果的干擾，成為該項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化的突破口。

就目前來說，在無損檢測技術(shù)使用過程中所依托的設(shè)備和儀器，大部分是從國外進(jìn)口的，因此該項(xiàng)技術(shù)的使用具有較高的成本，這也是桎梏該項(xiàng)技術(shù)推廣應(yīng)用的重要因素之一。要想讓無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步拓寬，就需要從壓縮檢測成本的角度出發(fā)，進(jìn)行無損檢測技術(shù)的發(fā)展研究和應(yīng)用推廣。

無損檢測技術(shù)在建筑領(lǐng)域的使用并未經(jīng)歷太長的時(shí)間，因此在建筑項(xiàng)目施工的質(zhì)量檢測過程中，并未擬定更具有可行性的操作標(biāo)準(zhǔn)，來讓無損檢測技術(shù)的操作應(yīng)用變得更加規(guī)范，許多參與質(zhì)量檢測工作人員本身并不具備使用無損檢測技術(shù)的技能和職業(yè)素養(yǎng)，因此在無損檢測技術(shù)使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)各類違規(guī)操作，這會(huì)直接影響到最終的檢測結(jié)果和檢測效率。這就意味著在未來的無損檢測技術(shù)發(fā)展過程中，需要加大對相應(yīng)檢測人員專業(yè)技能和素養(yǎng)的培訓(xùn)力度，加強(qiáng)人才的儲(chǔ)備。但需要注意的是該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用方法和流程也并非是一成不變的，因此需要隨著無損檢測技術(shù)應(yīng)用方式和流程的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，制定更具有科學(xué)性的檢測體系，讓隧道工程質(zhì)量檢測工作得到全面的規(guī)范發(fā)展。

6 結(jié)語

總而言之，在隧道工程質(zhì)量檢測中，使用無損檢測技術(shù)是很有必要的，這不僅能提升檢測效率和質(zhì)量，還能夠降低檢測過程本身對隧道結(jié)構(gòu)帶來的損害。無損檢測技術(shù)的使用離不開智能化信息技術(shù)的加持，因此在信息技術(shù)發(fā)展背景下進(jìn)行無損檢測技術(shù)的優(yōu)化和應(yīng)用已然成為大勢所趨，參與檢測工作的人員需要對此引起高度重視。