无损检测技术在隧道施工中的应用

胡天翔

（西部中大建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730000)

无损检测技术在隧道施工中的应用

胡天翔

（西部中大建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730000)

随着经济的不断发展，我国的综合国力不断提升，对于基础设施的建设投入也在不断的增大。就目前的情况来看，道路交通作为我国重要的基础设施建设项目，有着发展地区经济和加强区域沟通的重要作用，所以我国非常重视其质量化发展。在道路交通的建设当中，隧道施工具有较高的难度，保证隧道施工的质量性和安全性，可以全面提升我国的道路交通建设水平。在目前的隧道施工中，出于安全的考虑，在施工前需要对隧道地质情况等进行检测，而用到的方法就是无损检测技术。本文就无损检测技术在隧道施工中的应用进行分析，旨在深化技术认识，强化技术利用。

无损检测技术；隧道施工；应用

我国地域辽阔，山区面积广大，尤其是在西南区域，大山林里，交通十分不利。现阶段，我国经济获得了较大的提升，为了进一步的促进经济发展，实现区域经济的发展平衡，我国在政策方面积极的向西部倾斜，交通建设也随之跟进。在现阶段的西南交通建设中，主要面对的问题是山林绵密，为了实现运输效率的提升，利用隧道来进行沟通成为了西南交通发展的关键。由于隧道需要在山体内部进行施工，所以山体的稳定性决定了隧道的稳定性。为了使得隧道施工进行的更加安全，也为了提高隧道工程的质量，在隧道施工的时候，利用无损检测技术进行地质情况的检测可以有效的分析施工环境的稳定性，从而保证隧道施工的持续性。

1 我国隧道施工的主要病害状况

从我国目前的交通状况来看，公路和铁路隧道数量非常的大，由于这些隧道的建设年限不同，所以其质量水平也具有差异。经过常年的使用，这些隧道的病害不断的加重，而这些病害就成为了威胁隧道使用安全的重要因素。就目前统计的结果来看，隧道病害主要有三类：这三类病害分别为设计类病害，地质类病害以及使用类病害。所谓的设计类病害，主要指的是在设计的过程中，由于考虑缺乏全面性，所以出现了一些隧道病害。在目前的表现中，渗水漏水是最为典型的设计类病害。由于隧道具有密闭性的特征，所以隧道排水必须要实现最大化，但是在设计中如果忽略了气候因素、地形因素等，便会很容易出现排水设计的失误。地质类病害主要指由于地质灾害造成的病害。由于地质活动的原因，隧道往往会发生裂缝、形变等问题，这些问题使得隧道的使用安全也受到威胁。使用类病害主要指的是由于隧道的长期使用，持续的压力造成了隧道地基层的沉降或者是断裂，由此带了了隧道使用的安全威胁。总而言之，无论是何种隧道病害，要想进行有效的防治，就必须对其成因和具体情况进行详细的了解，这样才能进行针对性的解决，提高隧道施工的效率和质量。

2 无损检测技术在隧道施工中的应用

2.1 地质雷达监测技术

在隧道施工中，地质雷达监测技术是最为常用的无损检测技术之一。这种检测技术利用隧道内附有的电磁波发射器进行高频宽频带短脉冲的发射，通过电磁波在衬砌界面或者在空洞中的反射，实现接收天线对反射情况的回收。因为在检测中，衬砌介质的传播速度和介电常数一般都是已知的，而电磁波在隧道传播的过程中，会受到深度受频率、反射和导电率三方面的影响，而不同的材质，在这三方面的表现也具有不同性。因为隧道的施工具有统一性，所以在材质方面的一致性较强，而电磁波在传播的过程中，如果遇到异常便会进行反射回传，根据回传的资料，可以进行隧道问题的进一步分

析。比如，如果材质方面的特性发生了变化，那么隧道可能存在漏水、渗水等病害，如果电磁波的传播周期受到影响，那么隧道的完整性可能产生了破坏。根据这些表象，再进行进一步的检测和分析，隧道的具体病害便可以有效的掌握，在掌握具体情况的基础上进行施工，效果会更好。图1为大地雷达工作的原理图。

图1 大地雷达工作原理

2.2 红外线高温度照相技术

在进行隧道检测的时候，经常利用到的一种无损检测技术便是红外线高温度照相技术。这种技术的工作原理为：当隧道的墙体发射出辐射热的饿时候，红外线能够对墙体温度的分布情况进行记录。表面的温度一方面反应了热在墙体表面的流动，另一方面又反过来影响了结构机理的中断，而墙体表面温度场的中断又会反映出结构中的异常。所以利用这种方法能够清晰的检测出隧道的结构异常。在实际检测工作中，主要利用红外线照相机或者是扫描仪进行测量，由于这种测量方法对于温度的敏感性较强，所以在冬季施工中，利用此方法进行隧道检测的效果较为显著。

利用红外线高温度照相技术，主要可以检测出隧道的三种异常情况：第一是确定衬砌和围岩间水的流动情况，第二是进行衬砌背面地质条件的确定，第三是可以判断出隧道衬砌缺陷和空洞。此技术虽然具有较强的实用性，但是它的使用，也受到三个方面的影响：第一是此种技术的利用需要通过隧道墙体的热流来进行，所以在热流的温差较小的情况下，此技术效果不明显。第二是利用此技术的时候，隧道表面不能有覆盖物或者设施，否则辅热流的渗透会受到影响。第三是此技术没有雷达的灵敏度，所以在流水量随时间变化的时候，测量的结果会存在不准确性。

2.3 超声脉冲法

超声脉冲法也是目前进行隧道施工的时候利用的较为普遍的无损检测技术。这种检测技术能够有效的检测出隧道中的混凝土裂缝、孔洞、蜂窝以及层状破坏。此技术的检测依据主要有四项：第一是当低频的超声波在遇到缺陷的时候会发生绕射的情况。第二是超声波在具有缺陷的界面中会存在散射现象，所以接受到的回波会存在明显的衰减。第三是超声脉冲的各个频率成分在遇到缺陷的时候衰减程度不同，而且接受回波也存在明显的差异，第四是超声波在有缺陷的地方会存在波形转换或者叠加，从而造成接受波形的变化。基于以上的四方面依据，利用超声脉冲在隧道施工的时候进行病害检测效果十分的显著。

2.4 多光谱分析测量

在进行隧道施工的无损检测时，多光谱分析测量也具有重要的价值。这种测量方法主要是利用特种的滤光镜来进行对隧道的衬砌表面拍照，在需要测量的区域，利用滤光镜拍照后，可以使用多普投影机来实现对所拍胶片的分析。根据胶片中显示的灰色阴影和胶片重叠后的光色差异，可以进行隧道墙体表面湿度以及其他病害的判断。这种分析方法对于分析隧道的裂缝具有十分积极的效果，在实践中，可以分析出0.3mm深度的裂缝。由此可见此种分析方法对于裂缝的检测率极强。

4 结语

隧道是道路交通中的重要组成部分，其作用发挥和安全性能直接影响着道路交通的价值。在生活中，隧道病害造成的道路交通损失非常的巨大，因此，强调隧道施工的质量和安全便有了积极的意义。在隧道施工的时候，利用无损检测技术对隧道的病害进行具体的分析和了解，可以更加全面的掌握隧道情况，由此进行施工方案的设计，施工效果必然会得到提高。

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