無損檢測技術在隧道施工中的應用

胡天翔

（西部中大建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

無損檢測技術在隧道施工中的應用

胡天翔

（西部中大建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

隨著經濟的不斷發展，我國的綜合國力不斷提升，對于基礎設施的建設投入也在不斷的增大。就目前的情況來看，道路交通作為我國重要的基礎設施建設項目，有著發展地區經濟和加強區域溝通的重要作用，所以我國非常重視其質量化發展。在道路交通的建設當中，隧道施工具有較高的難度，保證隧道施工的質量性和安全性，可以全面提升我國的道路交通建設水平。在目前的隧道施工中，出于安全的考慮，在施工前需要對隧道地質情況等進行檢測，而用到的方法就是無損檢測技術。本文就無損檢測技術在隧道施工中的應用進行分析，旨在深化技術認識，強化技術利用。

無損檢測技術；隧道施工；應用

我國地域遼闊，山區面積廣大，尤其是在西南區域，大山林里，交通十分不利。現階段，我國經濟獲得了較大的提升，為了進一步的促進經濟發展，實現區域經濟的發展平衡，我國在政策方面積極的向西部傾斜，交通建設也隨之跟進。在現階段的西南交通建設中，主要面對的問題是山林綿密，為了實現運輸效率的提升，利用隧道來進行溝通成為了西南交通發展的關鍵。由于隧道需要在山體內部進行施工，所以山體的穩定性決定了隧道的穩定性。為了使得隧道施工進行的更加安全，也為了提高隧道工程的質量，在隧道施工的時候，利用無損檢測技術進行地質情況的檢測可以有效的分析施工環境的穩定性，從而保證隧道施工的持續性。

1 我國隧道施工的主要病害狀況

從我國目前的交通狀況來看，公路和鐵路隧道數量非常的大，由于這些隧道的建設年限不同，所以其質量水平也具有差異。經過常年的使用，這些隧道的病害不斷的加重，而這些病害就成為了威脅隧道使用安全的重要因素。就目前統計的結果來看，隧道病害主要有三類：這三類病害分別為設計類病害，地質類病害以及使用類病害。所謂的設計類病害，主要指的是在設計的過程中，由于考慮缺乏全面性，所以出現了一些隧道病害。在目前的表現中，滲水漏水是最為典型的設計類病害。由于隧道具有密閉性的特征，所以隧道排水必須要實現最大化，但是在設計中如果忽略了氣候因素、地形因素等，便會很容易出現排水設計的失誤。地質類病害主要指由于地質災害造成的病害。由于地質活動的原因，隧道往往會發生裂縫、形變等問題，這些問題使得隧道的使用安全也受到威脅。使用類病害主要指的是由于隧道的長期使用，持續的壓力造成了隧道地基層的沉降或者是斷裂，由此帶了了隧道使用的安全威脅。總而言之，無論是何種隧道病害，要想進行有效的防治，就必須對其成因和具體情況進行詳細的了解，這樣才能進行針對性的解決，提高隧道施工的效率和質量。

2 無損檢測技術在隧道施工中的應用

2.1 地質雷達監測技術

在隧道施工中，地質雷達監測技術是最為常用的無損檢測技術之一。這種檢測技術利用隧道內附有的電磁波發射器進行高頻寬頻帶短脈沖的發射，通過電磁波在襯砌界面或者在空洞中的反射，實現接收天線對反射情況的回收。因為在檢測中，襯砌介質的傳播速度和介電常數一般都是已知的，而電磁波在隧道傳播的過程中，會受到深度受頻率、反射和導電率三方面的影響，而不同的材質，在這三方面的表現也具有不同性。因為隧道的施工具有統一性，所以在材質方面的一致性較強，而電磁波在傳播的過程中，如果遇到異常便會進行反射回傳，根據回傳的資料，可以進行隧道問題的進一步分

析。比如，如果材質方面的特性發生了變化，那么隧道可能存在漏水、滲水等病害，如果電磁波的傳播周期受到影響，那么隧道的完整性可能產生了破壞。根據這些表象，再進行進一步的檢測和分析，隧道的具體病害便可以有效的掌握，在掌握具體情況的基礎上進行施工，效果會更好。圖1為大地雷達工作的原理圖。

圖1 大地雷達工作原理

2.2 紅外線高溫度照相技術

在進行隧道檢測的時候，經常利用到的一種無損檢測技術便是紅外線高溫度照相技術。這種技術的工作原理為：當隧道的墻體發射出輻射熱的餓時候，紅外線能夠對墻體溫度的分布情況進行記錄。表面的溫度一方面反應了熱在墻體表面的流動，另一方面又反過來影響了結構機理的中斷，而墻體表面溫度場的中斷又會反映出結構中的異常。所以利用這種方法能夠清晰的檢測出隧道的結構異常。在實際檢測工作中，主要利用紅外線照相機或者是掃描儀進行測量，由于這種測量方法對于溫度的敏感性較強，所以在冬季施工中，利用此方法進行隧道檢測的效果較為顯著。

利用紅外線高溫度照相技術，主要可以檢測出隧道的三種異常情況：第一是確定襯砌和圍巖間水的流動情況，第二是進行襯砌背面地質條件的確定，第三是可以判斷出隧道襯砌缺陷和空洞。此技術雖然具有較強的實用性，但是它的使用，也受到三個方面的影響：第一是此種技術的利用需要通過隧道墻體的熱流來進行，所以在熱流的溫差較小的情況下，此技術效果不明顯。第二是利用此技術的時候，隧道表面不能有覆蓋物或者設施，否則輔熱流的滲透會受到影響。第三是此技術沒有雷達的靈敏度，所以在流水量隨時間變化的時候，測量的結果會存在不準確性。

2.3 超聲脈沖法

超聲脈沖法也是目前進行隧道施工的時候利用的較為普遍的無損檢測技術。這種檢測技術能夠有效的檢測出隧道中的混凝土裂縫、孔洞、蜂窩以及層狀破壞。此技術的檢測依據主要有四項：第一是當低頻的超聲波在遇到缺陷的時候會發生繞射的情況。第二是超聲波在具有缺陷的界面中會存在散射現象，所以接受到的回波會存在明顯的衰減。第三是超聲脈沖的各個頻率成分在遇到缺陷的時候衰減程度不同，而且接受回波也存在明顯的差異，第四是超聲波在有缺陷的地方會存在波形轉換或者疊加，從而造成接受波形的變化。基于以上的四方面依據，利用超聲脈沖在隧道施工的時候進行病害檢測效果十分的顯著。

2.4 多光譜分析測量

在進行隧道施工的無損檢測時，多光譜分析測量也具有重要的價值。這種測量方法主要是利用特種的濾光鏡來進行對隧道的襯砌表面拍照，在需要測量的區域，利用濾光鏡拍照后，可以使用多普投影機來實現對所拍膠片的分析。根據膠片中顯示的灰色陰影和膠片重疊后的光色差異，可以進行隧道墻體表面濕度以及其他病害的判斷。這種分析方法對于分析隧道的裂縫具有十分積極的效果，在實踐中，可以分析出0.3mm深度的裂縫。由此可見此種分析方法對于裂縫的檢測率極強。

4 結語

隧道是道路交通中的重要組成部分，其作用發揮和安全性能直接影響著道路交通的價值。在生活中，隧道病害造成的道路交通損失非常的巨大，因此，強調隧道施工的質量和安全便有了積極的意義。在隧道施工的時候，利用無損檢測技術對隧道的病害進行具體的分析和了解，可以更加全面的掌握隧道情況，由此進行施工方案的設計，施工效果必然會得到提高。

[1]王朝進,李建友,王剛,等.無損檢測技術在公路隧道施工質量檢測與控制中的應用[J].云南大學學報(自然科學版),2012,S2:281-286.

[2]王長江.機械能無損檢測技術在隧道地質超前預報中的應用研究[J].公路交通科技(應用技術版),2015,07:148-150.

[3]盧恒江.無損檢測技術在公路隧道支護結構質量檢測中的應用[J].交通世界(運輸.車輛),2015,08:86-87.

[4]李藝.地質雷達技術在隧道工程無損檢測中的應用[J].科技與企業,2014,12:215.

[5]黃光明.探地雷達在隧道襯砌及公路無損檢測中的應用研究[J].能源與環境,2013,（4）:101-103.

[6]汪洋.地質雷達在公路隧道無損檢測中的應用[J].山西建筑,2013（25）:174-175.

U416.2