無損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用研究

胡先進(jìn)

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽　550001)

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無損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用研究

胡先進(jìn)

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽550001)

摘要：針對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)容與特征，結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)地質(zhì)雷達(dá)法在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用方法進(jìn)行分析，得出確定現(xiàn)場(chǎng)工作流程、做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備等結(jié)論。

關(guān)鍵詞：無損檢測(cè)技術(shù)；公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)；質(zhì)量檢測(cè)

1無損檢測(cè)技術(shù)分析

無損檢測(cè)是指以不損及其將來使用和使用可靠性的方式，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的評(píng)定，并進(jìn)而就結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對(duì)特定應(yīng)用的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。在現(xiàn)代工程項(xiàng)目施工中，無損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)作為一種成熟的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，并在工程項(xiàng)目建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。多數(shù)工程案例經(jīng)驗(yàn)表明，無損檢測(cè)技術(shù)滿足工程項(xiàng)目對(duì)檢測(cè)效率、檢測(cè)質(zhì)量的要求，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

目前公路隧道中常見的無損檢測(cè)方法有回彈法、超聲法、紅外線法、地質(zhì)雷達(dá)法，這些方法針對(duì)不同的測(cè)試對(duì)象有不同的測(cè)試內(nèi)容。本文結(jié)合相關(guān)知識(shí)，主要介紹地質(zhì)雷達(dá)法在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中應(yīng)用，該方法廣泛應(yīng)用于檢測(cè)支護(hù)(襯砌)厚度、背部的回填密實(shí)度、內(nèi)部鋼架、鋼筋等分布。

2無損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中應(yīng)用的實(shí)例分析

2.1檢測(cè)準(zhǔn)備工作

2.1.1基本工程流程

在該工程項(xiàng)目隧道襯砌施工過程中，整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量控制均按照?qǐng)D1的要求開展工程。

圖1　地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)流程圖

2.1.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

(1)做好測(cè)線布置，并根據(jù)工程項(xiàng)目做好施工場(chǎng)地環(huán)境全面記錄，最后根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇雷達(dá)天線。

(2)評(píng)估待測(cè)目標(biāo)的性質(zhì)與特點(diǎn)。

(3)設(shè)置地質(zhì)雷達(dá)采集設(shè)備的參數(shù)。

(4)標(biāo)定現(xiàn)場(chǎng)的介電常數(shù)。

2.1.3標(biāo)記與測(cè)線布置

該工程項(xiàng)目在標(biāo)記與測(cè)線布置中，首先針對(duì)二度體目標(biāo)，保證不同測(cè)線之間彼此平行并且垂直于目標(biāo)軸；而針對(duì)三度體目標(biāo)，主要按照網(wǎng)狀形式布設(shè)測(cè)線。同時(shí)在開展二次襯砌與初期支護(hù)檢測(cè)中，在每個(gè)單洞布設(shè)5條縱向主測(cè)線，若有其他要求，可以布設(shè)橫向測(cè)線。在布設(shè)縱向線時(shí)，分別于隧道拱頂、左右拱腰、左右邊墻位置各布設(shè)1條。而在橫向布線中，需要按照檢測(cè)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(cè)發(fā)現(xiàn)不合格地段，需要對(duì)測(cè)線進(jìn)行加密處理，確保其能滿足檢測(cè)需要。

2.1.4記錄施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)過程中，施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境對(duì)檢測(cè)的影響十分明顯，因此在施工前需要及時(shí)的記錄環(huán)境資料，為后期的數(shù)據(jù)處理提供參考數(shù)據(jù)。該工程項(xiàng)目在記錄施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境過程中，將所有可能對(duì)檢測(cè)工作產(chǎn)生反射、干擾的物體都記錄下來，包括機(jī)動(dòng)車、施工設(shè)備、照明裝置等。

2.1.5選擇采集數(shù)據(jù)

(1)時(shí)窗設(shè)置

在地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)中，選取時(shí)窗長度是影響無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果的重要因素，這是因?yàn)槿绻麜r(shí)窗過小，將會(huì)導(dǎo)致探測(cè)目標(biāo)丟失而影響整個(gè)探測(cè)效果；若時(shí)窗過大，將會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)雷達(dá)難以有效分辨垂直方向的資料，影響后期數(shù)據(jù)資料解釋情況。結(jié)合傳統(tǒng)工作經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)置時(shí)窗時(shí)主要以探測(cè)目標(biāo)深度的1.5倍為主要的時(shí)窗長度參數(shù)。

(2)確定掃描點(diǎn)數(shù)

該項(xiàng)目在確定地質(zhì)雷達(dá)掃描點(diǎn)數(shù)時(shí)，主要有256、512、1024等掃描點(diǎn)數(shù)供選擇。但為保證地質(zhì)

雷達(dá)具有良好的垂向分辨能力，需要按照下列關(guān)系式確定掃描樣點(diǎn)數(shù)

S=2ΔTfk×103

式中：S為掃描樣點(diǎn)數(shù)；ΔT為時(shí)窗長度，ns；f為天線中心頻率，MHz，K為系數(shù)，一般取6～10。

2.2數(shù)據(jù)測(cè)量

(1)測(cè)量前注意檢查關(guān)鍵設(shè)備，判斷其運(yùn)行狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)異常，則需要進(jìn)行調(diào)整，使其處于正常運(yùn)行狀態(tài)。(2)測(cè)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(cè)天線移動(dòng)平穩(wěn)，速度為(4.0±1.0)km/h。(4)隨時(shí)關(guān)注可能產(chǎn)生電磁影響的物體，并做好記錄。

2.3數(shù)據(jù)處理

按照上文內(nèi)容做好準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。但由于地質(zhì)雷達(dá)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集過程中不僅會(huì)記錄有效波，也會(huì)記錄隧道內(nèi)部的干擾波。該項(xiàng)目針對(duì)這一情況，為了更好的壓制隨機(jī)干擾情況，始終以最大的分辨率來顯示目標(biāo)反射波所提取的信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2.4檢測(cè)結(jié)果分析

以該工程項(xiàng)目初支厚度數(shù)據(jù)為對(duì)象，對(duì)無損檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

選擇該工程項(xiàng)目的12個(gè)點(diǎn)，分別記錄設(shè)計(jì)初支厚度與實(shí)際厚度，具體資料如表1所示。

表1　初支厚度資料統(tǒng)計(jì)表

從設(shè)計(jì)值與實(shí)際值的對(duì)比來看，兩組數(shù)據(jù)的差異不明顯，平均厚度為24.5 cm,檢測(cè)點(diǎn)中92%的點(diǎn)厚度滿足設(shè)計(jì)厚度要求，最小厚度大于設(shè)計(jì)厚度的50%，且大于5 cm，因此可以判斷該項(xiàng)目的初支厚度參數(shù)是滿足設(shè)計(jì)要求的，而從該項(xiàng)目建成至今，整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)質(zhì)量問題，證明該檢測(cè)結(jié)果是科學(xué)的。

3結(jié)束語

主要分析了無損檢測(cè)技術(shù)在公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中應(yīng)用的相關(guān)問題?？傮w而言，無損檢測(cè)作為一種新型技術(shù)已經(jīng)在公路工程項(xiàng)目建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。上文闡述了無損檢測(cè)技術(shù)內(nèi)容及地質(zhì)地雷法檢測(cè)原理，之后以某地區(qū)的工程實(shí)例為基礎(chǔ)，論證了無損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際使用方式。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2016-01-13

作者簡介：胡先進(jìn)(1983-)，貴州思南人，工程師，研究方向：隧道檢測(cè)、監(jiān)控、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)等。

中圖分類號(hào)：U445.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0157-01