高速公路隧道病害检测技术分析

樊亮亮、陈志鹏

（江西天驰高速科技发展有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

公路隧道工程肩负着极为重要的交通任务，因此其安全性和稳定性备受关注，而病害问题极易对公路隧道的稳定运行造成不良影响。因此，应落实好针对性的工程结构检测工作，才有适宜的方式进行治理。传统的检测技术存在一些不足，而通过无损检测技术能获得更为精准的检测结果，可对病害治理提供更加可靠的依据。

1 我国公路隧道常见病害及成因

1.1 隧道渗水

与其他大多数的工程一样，公路隧道工程在长期的运行过程中会受到地下水的影响。因前期工程建设时会对岩体的水平衡造成一定程度的破坏，相应的，修成的隧道也就成了新的周围地下水汇通的通道。在隧道周围岩体与地下水含水层汇通的情况下，隧道工程势必会受到不良影响，此时如果隧道衬砌防水或排水未能有效落实，岩层中的地下水就会渗入隧道内部，如此，隧道的安全性必定会受到严重影响。此外，北方的渗水还会造成不同程度的冻害，隧道结构也会因此出现损坏，会影响工程的安全运行。

1.2 隧道衬砌开裂

公路隧道工程周围的岩石层一般比较复杂，一旦岩层出现变形或是松动的情况，就会对隧道周围地层的力的分布造成不良影响，长此以往，隧道的稳定性必然会受到影响，加之腐蚀性因素的影响，隧道结构会难以承受交通运行的荷载。此外，因技术和经济等方面因素的限制，在工程施工过程中，可能有一些安全性处理措施未能有效落实，这就给工程的高质量施工造成了一定的不良影响。结合现阶段的工程施工来说，之所以会出现隧道衬砌开裂的情况，主要是因为设计、施工及施工管理等环节存在疏漏，使得隧道的结构性处理存在不足，公路隧道的安全运行无法得到有力保障。

1.3 隧道界限受侵

对于公路隧道工程来说，要想保证其日后稳定、安全地运行，一定要重点关注施工过程中所涉及的建筑界限问题。在一些山区公路建设的过程中，时常会遇到松软土质，这样的地质条件，如果受到过大的压力很容易出现结构变形问题，为避免结构变形，需要对隧道采取支护措施。如果所采取的处理方式不合理或是操作不规范，则极易造成隧道塌方。在施工过程中，为了防止塌方等不良情况的出现，一些施工人员会将重点放在衬砌上，而忽略了断面的界限。例如，在隧道衬砌浇筑施工中，模板的强度未能达到既定的施工要求，或是出现跑模现象，都会影响对隧道界限的控制。另外，隧道中照明装置的布置也会影响对隧道界限的控制。以上问题若是处理不到位，会大大增加隧道受侵等不良情况的发生率。鉴于此，在隧道施工过程中，应当做好精细、全面的分析，尤其应注意前期的精细勘测，以有效落实隧道界限的相关控制工作。

2 公路隧道病害检测技术

在公路隧道的病害检测方面，单纯采用现场调查方法并不能精准地了解隧道的整体情况。具体来说，通过可视检查只能对隧道洞口周边和隧道内部的路面等附属设施进行检查，整个检查过程往往需要耗费大量的人力和物力，而所达到的检测效果并不理想。为获得更好的检测效果，可采用无损检测技术进行病害诊断。借助无损检测技术，能对衬砌的表面、内部以及围岩等部分的质量缺陷进行精细检测。该技术也因其自身所具备的较高应用价值，在相关检测中得到了极为广泛的应用。

2.1 大地雷达检测技术

大地雷达检测技术主要是借助特定的发射器发出的电磁波，对所测物体的情况进行分析，检测数据可为病害处理提供根据。由于电磁波穿过公路隧道的深度与其导电率以及频率等有着密切的关系，因此在实际检测过程中，相关的操作人员可借助移动发射天线，对电磁波的传播时间和反射角等进行调整，进而基于所获得的曲线变化，对公路隧道结构的具体情况进行分析。借助该技术，可有效诊断公路隧道结构中的空隙等缺陷，且能检测围岩和衬砌的技术参数，所获得的检测数据可为相关的病害诊断与治理提供有效参考，为公路隧道的稳定运行提供切实的保障。

2.2 红外热成像检测技术

此类技术主要是通过红外线技术和相应的热敏元件，基于结构的温度变化等，判断隧道结构是否有不良的情况，进而对公路隧道病进行害诊断。在应用此类技术的过程中，相关施工人员可通过在移动车厢内设置红外扫描仪等方式，对公路隧道的衬砌结构进行缺陷检测，以确定衬砌结构的病害情况。需要注意的是，由于此类技术所测量的只是物体表面的温度梯度差，因此在具体检测过程中应选择温差较大的时间段进行，这样检测效果才会更精准。

2.3 超声波检测技术

通过超声波技术进行公路隧道的无损检测，其所呈现出的检测效果也比较突出。具体应用此类技术的过程中，应合理安装传感器，为信息数据的准确反馈提供切实的保障。后续基于超声波传输速度等参数进行计算时，务必要保证计算过程精细、计算结果准确，为结合传播介质和波速等展开深层次分析奠定基础。由于该技术在检测混凝土强度和结构缺陷等方面有着突出的表现，因此在相关领域被广泛应用。而要想更有效地提升检测的准确性，通常可与钻孔取芯等技术相结合，这样所达到的检测效果会更为理想。

2.4 激光检测技术

此类技术在公路表面无损检测中有着极为重要的作用。该技术检测主要是利用激光在传播中遇到狭缝会发生衍射的规律以及激光的光时差原理等进行病害检测。具体操作过程中也可与光电转换器结合使用，这样所达到的检测效果会更精准。

2.5 多谱检测技术

此类技术主要是通过小频谱的特种滤光镜对公路隧道结构表面拍照成像，而后通过相应的设备进行精细的分析，用以判断公路隧道病害。在实际操作过程中，一般采用6 种滤光镜，且使所有的滤光镜分别对同一位置进行拍照。在对胶片进行分析的过程中，通常在彩色背景下对黑白胶片进行观察，以展开精细的观察和分析，对隧道表面结构的各类病害进行判断。相对来说，这样的技术更适用于对干燥隧道细小裂缝缺陷的检测，但需要确保相关检测人员的技术水平达标。另外，该检测技术也可与红外热成像技术联合应用，检测结果会更为精准。

2.6 联合多种检测技术

尽管上述的几种检测方法能够有效地对隧道衬砌结构进行检测分析，但是因公路隧道的结构比较复杂，单纯地采用某一种方式并不能获得十分精准的检测结果。因此，在实际的检测过程中，通常需要综合利用多种检测方法，这样所获得的检测结果会更为精准。总之，就当前的公路隧道病害检测情况来看，上述无损检测技术都还存在一些不足，而综合应用多种检测技术，可以更有效地检测公路隧道病害，进而做到高效处理。

3 公路隧道病害处理措施

3.1 防治公路隧道水害的有效措施

在公路隧道工程中，因为施工过程中极易破坏原山体的水系平衡，而要想对相关问题进行合理的处理，切实保证公路隧道工程的整体施工质量，就应在施工之前对隧道施工区域的水文、地质等情况有充分的了解，同时制定相应的处理方案，做好隧道防渗及防腐施工，保证隧道结构的稳定性，切实保证施工过程的安全与高效。对于公路隧道工程的水害问题，相关施工单位应基于具体的施工情况，布置好排水系统，尤其是应落实好地表和地下截水设施的设置。同时，应在衬砌结构内部做好防水等处理，以有效提升结构的防水性。对于隧道结构的变形缝和施工缝等部分，可利用膨胀橡胶或设置止水带进行密封处理。对于发射渗漏的衬砌结构，可通过设置引水管等方式进行排水处理。如果隧道的渗水情况比较严重，则应通过套拱加固等方式进行进一步的处理，这样才能切实保证结构的稳定与安全。另外需要注意的是，若施工地处于水文、地质等比较复杂的区域，则要格外注意引排水系统和截水设施的设置工作，进而为公路隧道的高效、稳定运行提供切实的保障。

3.2 防治公路隧道冻害的有效措施

通常情况下，如果公路隧道的区域温度变化比较明显，其衬砌结构必定会受到严重的不良影响，相应的，工程结构安全也必定会大打折扣。因此，在公路隧道施工过程中，需高度重视衬砌施工环节，保证衬砌结构的质量，切实做好对渗水及冻害问题的有效防控，这样结构的稳定性和安全性才能得到有力的保障。在工程接缝和结构层部分的防水处理等环节，也应选用防水性能良好的材料，以切实保证处理质量。对于隧道冻害的防治，疏通排水设施是首要工作，以免衬砌结构背后存在积水。同时，应通过砂浆等材料做好衬砌背后的填充，以切实保证结构的密实性和稳定性。若是隧道工程处于严寒区域，相关的施工人员应基于实际的施工情况，做好更换土壤和设置泄水洞等方面的处理工作，以有效规避隧道结构可能出现的冻害问题，为公路隧道的安全、高效运行提供有力的保障。

3.3 治理公路隧道衬砌结构病害的有效措施

3.3.1 治理衬砌裂损问题的措施

公路隧道衬砌裂损的引发原因比较多，既可能与工程前期的设计有关，也可能与具体的施工有关。因此，在治理过程中，需要结合实际裂损情况进行分析和判断，进而采取针对性的治理，以切实保证衬砌裂损的治理效果，保证衬砌结构的稳定性。进行公路隧道衬砌裂损治理时，通常应先清理破损部分，然后通过注浆和锚固等方式对围岩进行加固。对于衬砌空洞问题，一般可通过换填和压浆等方式进行处理，这样能切实保证结构的稳定性。另外，应落实好衬砌结构更换以及压浆加固等方面的精细处理，这样能有效规避裂损病害对衬砌结构造成的不良影响。

3.3.2 治理衬砌侵蚀病害的措施

在公路隧道的病害处理中，衬砌侵蚀等相关病害问题也应重点关注。这类病害主要与混凝土的质量和水泥的类型有关。在对衬砌侵蚀病害处理的过程中，应基于具体的情况选择适宜的方法。例如，对溶出性侵蚀病害的治理，应重点关注对结构的防渗水处理。结晶性侵蚀病害，主要是由于环境水与水泥砂浆中的化合物发生了一定的反应，如果混凝土多次出现干湿变化，结晶析出量会随之增加，侵蚀速度也会随之加快。鉴于此，在治理过程中，既要落实好防渗方面的处理，也要有效规避混凝土构件与侵蚀水之间发生反应。而为了更好地预防衬砌侵蚀病害，在施工过程中，需要保证所选用的水泥材料的耐腐蚀性达标，这样能切实保证结构的稳固型。同时，施工过程中还应确保混凝土的密实度达标，以增强衬砌结构的强度。另外，需要注意的是，确保衬砌施工中用到的施工材料不会与侵蚀水发生反应，且具有一定的防腐蚀性。同时，相关施工人员还应在衬砌结构表面设置好防水层，将水害等因素可能造成的不良影响降到最低，有效地规避一些病害，切实保证相关结构的稳定性与安全性，使公路隧道工程投入使用后能够稳定、安全地运行。

当前常见的公路隧道病害防治技术仍存在一些不足，需要相关领域的技术人员基于现实情况，不断对相关技术进行完善、优化，使公路隧道病害治理更高效，充分保证公路隧道的运行安全。

4 结语

综上所述，高速公路隧道是一种地下结构类型，很容易受到地质条件以及运营因素的影响，出现不同类型、不同程度的病害问题，会给通行安全性与行车舒适性造成影响。因此，要采取针对性的检测技术对可能存在的病害问题进行检测，从而根据检测结果选择科学的处理方法，保证高速公路隧道运行的稳定性。