高速公路隧道監控量測和無損檢測技術分析

李紅磊

（河北興滄工程檢測技術有限公司，河北滄州 061000)

0 引言

進入21世紀后，由于經濟的飛速發展，以及在技術領域的升級和優化，我國在高速公路建設上取得了突破性的進展，無論是高速公路建設的總里程方面，還是建設技術等方面，都有顯著增長和進步。這也意味著在當前時代背景下，對我國高速公路的建設品質提出了更高的要求。在高速公路建設的過程中，隧道工程是一種較為特殊的工程項目。為了充分確保高速公路施工的品質和效益，需要對高速公路的施工監督以及監控量測工作給予較高的關注度，優化相應的管理工作，強化控制和管理。為此，在進行高速公路隧道工程項目的施工建設上，首先是對圍巖的穩定性進行精準的評估，同時還要做好支護結構的規劃，在充分保障合理性的基礎上，按照標準要求推動高速公路隧道工程項目的施工操作。

1 高速公路隧道監控量測和無損檢測技術的概念及應用價值

1.1 高速公路隧道監控量測

高速公路隧道監控量測指的是在高速公路隧道施工建設的過程中，針對隧道施工區域進行周邊圍巖以及支護結構對應荷載、位移以及應力、應變情況的量測，同時對圍巖的自穩能力以及變形情況進行監控，全面了解對應的支護結構內力的動態改變情況，使施工團隊能夠充分利用圍巖的自穩能力，并結合已經獲取的相應量測資料進行圍巖以及隧道支護結構穩定性的評估和分析。

為了實現施工以及設計安全的動態評估和分析，在當前高速公路的隧道工程項目施工建設中，有針對性地引入監控量測工作，對項目施工區域的圍巖位移情況及時監測，明確是否有較高的穩定性，以及是否保持可靠的結構，并對可能出現的問題進行預先的評估和分析，為后續合理進行支護設計的調整提供必要的支撐[1]。

結合我國高速公路施工建設的現狀來說，隧道工程項目建設是數量最多的工程項目。高速公路隧道工程項目一般是較為隱蔽的地下工程，所以高速公路隧道工程項目有較高的復雜性，而且在項目施工建設過程中存在較多不可預見的問題。為了保障施工質量，除了施工團隊對自身施工技術以及施工標準的把控外，還需要重視項目建設周邊區域的地質以及水文條件等建設施工的干擾。一旦地質和水文條件發生波動，必然會對高速公路隧道工程項目的建設帶來干擾，導致出現隧道塌方，或是突水突泥等情況。這些問題的存在不僅不利于高速公路隧道工程項目建設的如期完工，還有可能會引發安全事故。為此，科學合理地進行項目施工前的監控量測工作顯得十分關鍵且必要。由于高速公路隧道一般是在地下隱蔽空間施工，以及在施工過程中存在多種不同條件的約束，傳統的勘測技術難以發揮其優勢。在這種情況下，若是依然采取傳統的支護參數，不僅難以充分了解高速公路隧道工程施工區域的圍巖情況，也無法精準進行圍巖的劃分。在施工的過程中，容易出現施工材料的浪費，甚至會誘發施工事故[2]。

1.2 高速公路隧道無損檢測技術

在高速公路隧道的施工建設中引入無損檢測技術，可以更好地了解隧道工程的結構情況，不會對原來的隧道結構造成破壞，所以監控量測是施工過程中的監測。無損檢測技術作為一種先進的隧道檢測技術，在應用上，采取的是傳統的物理檢測方式，能夠精準地進行隧道內部圍巖結構以及其他情況的測量分析。該技術應用電磁波、地震波、紅外線原理等，可以精準了解隧道內部圍巖結構是否穩定。無損檢測技術的引入，對保障高速公路隧道工程項目施工有積極意義。當前在高速公路隧道無損檢測技術的應用上，常見的技術有:

第一種是地質雷達檢測技術。該技術是通過設備表層搭載的發射天線，完成電磁波的發射，這些電磁波在介質中傳播時，若是介質中存在材料不均勻的情況，或是存在其他問題，會導致電磁波發生振幅改變。檢測人員就可以通過電磁波三相位變化的情況了解到目標檢測介質是否有異常情況出現，在檢測巖層內不同深度的圍巖結構情況，明確其中是否有缺陷以及異常存在[3]。

第二種是紅外線現場照相技術。在進行高速公路隧道檢測的過程中，可以通過紅外線熱像儀對隧道內部巖石表面溫度輻射進行拍照，在該設備的內部一般會搭載相應的記錄裝置，確保能夠實時捕獲信息。若是巖石內部的結構有破損的情況發生，且該破損存在對高速公路隧道工程項目施工帶來較大的干擾，則通過紅外線現場照相技術，能夠發現巖石表面存在溫度改變的情況。檢測人員可以通過巖石表面溫度來評估巖石內部是否有缺陷或是破損情況。在使用該技術進行高速公路隧道情況檢測時，一般直接將檢測設備固定在自動設備上，由自動設備牽引紅外線熱像儀完成對整個隧道內部結構的全面掃描。

第三種是多譜分析測量技術。該技術是使用六種覆蓋比較小的頻譜范圍的特種濾光鏡對隧道表面進行拍照，同一個位置上六種濾光鏡拍照的次數最少一次，然后用多譜投影機對拍攝的膠片進行分析，從彩色背景看黑白照片可以看到細小的灰色陰影，將不同的膠片重合，就可以看到細小不同的光色，分析墻體表面的滲水以及病害。

2 高速公路隧道監控量測和無損檢測技術的目的及項目

在高速公路隧道項目施工中，監控量測以及無損檢測都是施工開始前必須重視的內容。高速公路隧道監控量測以及無損檢測的目的和項目包括以下內容。

結合現狀來說，基于上文中對高速公路監控量測的價值和意義評估可知，在高速公路隧道工程項目中引入監控量測的本質是確保施工的安全性。高速公路隧道工程項目對整個高速公路工程的施工安全、經濟效益有較為重要的影響。為此在具體的施工中，施工團隊在正式施工前，必須要嚴格按照相應的標準開展高速公路監控量測工作，并及時將監控量測的數據結果反饋給分析人員。由分析人員進行數據結果和信息分析后，在其建議和幫助下方可進行相應隧道工程項目的施工規劃，并結合獲取的監控量測結果進行相應施工工藝的優化，確保在高速公路隧道工程項目施工建設中施工投入最小，有助于項目施工成本的科學、高效管控。

高速公路隧道工程項目監控量測的必測項目：

第一，針對圍巖內部位移情況進行監測。

第二，針對周邊位移情況進行監測。在進行周邊位移監測時，核心是按照頻率及時準確地進行監測，充分了解隧道內部圍巖應力的變化情況，結合監控量測獲取的數據分析圍巖以及層間支護壓力。根據這些數據，施工組織和設計人員能夠充分了解隧道內部的情況，明確襯砌支護內部壓力的相應情況，科學合理地進行相應圍巖條件評估，結合評估結果給出針對性的施工方案。為此在高速公路隧道工程項目的具體施工中，監控量測的關鍵項目之一就是對隧道周邊位移情況作出科學合理的評估。周邊位移以及層間支護壓力的監控量測，可以通過獲取的數據信息來進行隧道安全風險評估，完成支護參數設計，可以幫助施工團隊以及設計人員對隧道周邊位移情況的改變以及洞內、現場施工情況進行深入的了解。

第三，在針對該項目進行開挖以及支護作業時，能夠結合監控量測數據結果，對已經完成的施工段落定期外觀觀察，及時發現問題，并第一時間作出應對措施。通過有效地監控量測，也可以確保在高速公路隧道工程項目施工建設中，及時發現容易出現問題的位置，給出處理措施。

第四，平整度檢測。

第五，抗滑性檢測。周邊位移情況進行監控量測可以確保高速公路隧道工程項目施工的綜合效益，同時指導施工，優化設計[4]。

3 高速公路隧道監控量測和無損檢測技術的流程及方法

隨著時代的進步和發展，對當前我國高速公路隧道監控量測以及無損檢測工作也提出了更高的要求。無論是進行監控量測，還是進行無損檢測，要求檢測團隊在具體的檢測工作中，嚴格按照相應的標準和流程，掌握先進的科學檢測設備和方法。當前，高速公路隧道施工最常見的施工方法是新奧法，監控量測實際上也是新奧法的重要構成部分之一。在高速公路的隧道工程項目施工中，要充分發揮監控量測以及無損檢測兩種技術的優勢，全面進行隧道情況的檢測，對于通過不同檢測方法獲取的數據進行評估和分析，為高速公路隧道工程項目的施工建設提供科學準確的數據支撐，在后續隧道工程項目施工建設上，實現項目施工規劃的科學性和安全性。

高速公路隧道施工監控量測具體的實現流程是：首先對目標施工區域進行全面的地質勘測，了解當地的地質以及水文資料信息，在完成資料分析后，結合分析結果完成監控量測計劃的制訂。隨后根據審批完成的監控量測方案，有針對性地開展監控量測工作。在監測地表下沉的過程中，最重要的就是要進行基準點的埋設。為了確保測量的準確性且便于進行校核，需要埋設兩個基準點，然后通過這兩個基準點的測量，以及附近水準點進行聯合測量獲取原始高程。在監控量測作業過程中，通過相應的參數和數據得到圍巖和位移變化，之后傳輸給技術人員繪制相應的曲線，提供給施工人員作為參考。通過位移—時間變化曲線圖進行分析，以及結合初期支護與圍巖整體穩定情況判定當前施工是否符合施工安全要求[5]。

4 結語

總之，在高速公路隧道工程項目的施工建設中，重視監控量測以及無損檢測技術的應用，對保障施工建設的安全性和品質有非常突出的價值和意義。在高速公路隧道工程項目的施工建設中，引入監控量測技術以及無損檢測技術，使施工團隊明確目標施工區域的基本情況，針對施工過程中可能出現的突發情況做好相應的預警方案，制定預防措施保障項目施工安全。為此，科學組織實施監控量測技術以及無損檢測技術，充分保障工程項目施工建設的安全和效益。