無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中的應用研究

胡先進

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽　550001)

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無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中的應用研究

胡先進

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽550001)

摘要：針對無損檢測技術的內容與特征，結合實際工程案例，對地質雷達法在公路隧道支護結構質量檢測中的應用方法進行分析，得出確定現場工作流程、做好現場準備等結論。

關鍵詞：無損檢測技術；公路隧道支護結構；質量檢測

1無損檢測技術分析

無損檢測是指以不損及其將來使用和使用可靠性的方式，對結構或構件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、化學成分、組織結構和力學性能變化的評定，并進而就結構或構件對特定應用的適用性進行評價的方法。在現代工程項目施工中，無損檢測技術已經作為一種成熟的質量檢測技術得到廣泛的應用，并在工程項目建設中發揮著重要作用。多數工程案例經驗表明，無損檢測技術滿足工程項目對檢測效率、檢測質量的要求，具有良好的應用價值。

目前公路隧道中常見的無損檢測方法有回彈法、超聲法、紅外線法、地質雷達法，這些方法針對不同的測試對象有不同的測試內容。本文結合相關知識，主要介紹地質雷達法在公路隧道支護結構質量檢測中應用，該方法廣泛應用于檢測支護(襯砌)厚度、背部的回填密實度、內部鋼架、鋼筋等分布。

2無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中應用的實例分析

2.1檢測準備工作

2.1.1基本工程流程

在該工程項目隧道襯砌施工過程中，整個工程項目質量控制均按照圖1的要求開展工程。

圖1　地質雷達檢測流程圖

2.1.2現場準備工作

(1)做好測線布置，并根據工程項目做好施工場地環境全面記錄，最后根據相應的技術標準選擇雷達天線。

(2)評估待測目標的性質與特點。

(3)設置地質雷達采集設備的參數。

(4)標定現場的介電常數。

2.1.3標記與測線布置

該工程項目在標記與測線布置中，首先針對二度體目標，保證不同測線之間彼此平行并且垂直于目標軸；而針對三度體目標，主要按照網狀形式布設測線。同時在開展二次襯砌與初期支護檢測中，在每個單洞布設5條縱向主測線，若有其他要求，可以布設橫向測線。在布設縱向線時，分別于隧道拱頂、左右拱腰、左右邊墻位置各布設1條。而在橫向布線中，需要按照檢測要求控制線距，該工程中，線距長度為(15±5)m。 在操作過程中需要注意的是，若檢測發現不合格地段，需要對測線進行加密處理，確保其能滿足檢測需要。

2.1.4記錄施工現場環境

在應用地質雷達技術過程中，施工現場的環境對檢測的影響十分明顯，因此在施工前需要及時的記錄環境資料，為后期的數據處理提供參考數據。該工程項目在記錄施工現場環境過程中，將所有可能對檢測工作產生反射、干擾的物體都記錄下來，包括機動車、施工設備、照明裝置等。

2.1.5選擇采集數據

(1)時窗設置

在地質雷達技術中，選取時窗長度是影響無損檢測技術應用效果的重要因素，這是因為如果時窗過小，將會導致探測目標丟失而影響整個探測效果；若時窗過大，將會導致地質雷達難以有效分辨垂直方向的資料，影響后期數據資料解釋情況。結合傳統工作經驗，在設置時窗時主要以探測目標深度的1.5倍為主要的時窗長度參數。

(2)確定掃描點數

該項目在確定地質雷達掃描點數時，主要有256、512、1024等掃描點數供選擇。但為保證地質

雷達具有良好的垂向分辨能力，需要按照下列關系式確定掃描樣點數

S=2ΔTfk×103

式中：S為掃描樣點數；ΔT為時窗長度，ns；f為天線中心頻率，MHz，K為系數，一般取6～10。

2.2數據測量

(1)測量前注意檢查關鍵設備，判斷其運行狀態，若發現異常，則需要進行調整，使其處于正常運行狀態。(2)測量過程中要保證襯砌表面與天線之間緊密黏貼在一起。(3)保證檢測天線移動平穩，速度為(4.0±1.0)km/h。(4)隨時關注可能產生電磁影響的物體，并做好記錄。

2.3數據處理

按照上文內容做好準備工作后，進行數據采集。但由于地質雷達在進行數據采集過程中不僅會記錄有效波，也會記錄隧道內部的干擾波。該項目針對這一情況，為了更好的壓制隨機干擾情況，始終以最大的分辨率來顯示目標反射波所提取的信息，并進行相應的處理。

2.4檢測結果分析

以該工程項目初支厚度數據為對象，對無損檢測結果進行分析。

選擇該工程項目的12個點，分別記錄設計初支厚度與實際厚度，具體資料如表1所示。

表1　初支厚度資料統計表

從設計值與實際值的對比來看，兩組數據的差異不明顯，平均厚度為24.5 cm,檢測點中92%的點厚度滿足設計厚度要求，最小厚度大于設計厚度的50%，且大于5 cm，因此可以判斷該項目的初支厚度參數是滿足設計要求的，而從該項目建成至今，整個支護結構沒有出現質量問題，證明該檢測結果是科學的。

3結束語

主要分析了無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中應用的相關問題。總體而言，無損檢測作為一種新型技術已經在公路工程項目建設中發揮著重要作用。上文闡述了無損檢測技術內容及地質地雷法檢測原理，之后以某地區的工程實例為基礎，論證了無損檢測技術的實際使用方式。

參考文獻：

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收稿日期：2016-01-13

作者簡介：胡先進(1983-)，貴州思南人，工程師，研究方向：隧道檢測、監控、地質超前預報等。

中圖分類號：U445.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0157-01