公路隧道滲漏水病害快速檢測及圖像處理技術

魏晉虎

摘要：隧道施工屬于在地下區(qū)域開展的施工，因此滲漏水的問題成為建設施工中面臨的一個個主要問題，要解決這類問題，首先是需要應用專業(yè)的技術對滲漏水的問題應用先進的專業(yè)技術進行檢測，隨后進行圖像的技術處理工作。本文從公路隧道施工的檢測方法入手，分別對不同的檢測方法進行分析，并選取快速檢測系統(tǒng)的設備應用和圖像處理方法進行舉例分析。

關鍵詞：公路隧道施工；滲漏水病害；快速檢測；圖像處理

在公路隧道項目的建設施工中，如果滲漏水問題和相關的病害不能進行及時的發(fā)現(xiàn)和有效的控制，就會給這類工程項目建設本身帶來更大的難度。同時也會給建設施工的質(zhì)量埋下很大的安全隱患，從而影響公路隧道施工建設的質(zhì)量和應用效果。

一、公路隧道檢測方法

上文已經(jīng)提到，公路隧道施工的水滲漏病害，需要應用專業(yè)的檢測技術和方法提高檢測工作的質(zhì)量。這不僅僅是為了防止?jié)B漏水的現(xiàn)象的發(fā)生，或者說在現(xiàn)象發(fā)生時及時采取措施進行解決，更是為了給整個公路隧道施工的質(zhì)量提供有力的保障[1]。在具體的檢測方法方面，包括了傳統(tǒng)的檢測方法和相對比較具有先進性的無損檢測方法，下文分別針對這兩種方法的具體應用進行分析。

（一）傳統(tǒng)檢測法

所謂的傳統(tǒng)檢測方法，主要就是指應用一種盡量不借助外部設備和技術的方法完成隨隊滲漏水情況的檢測?；诖藱z測方法的這一特點，在具體檢測過程的實施中，重點需要依靠檢測人員的專業(yè)技術和工作經(jīng)驗。這也從另一個側面反映出了傳統(tǒng)檢測方法在一定程度上會受到技術人員的技術水平和一定的外部干預因素的影響。關于具體的檢測方法，傳統(tǒng)方法又可被細分為以下幾種類型：

首先，技術人員目視檢測。這種檢測方法的應用，主要是依靠技術人員結合現(xiàn)場的施工作業(yè)狀態(tài)，結合施工技術和工藝的信息，通過對施工作業(yè)面的外觀進行觀察來開展檢測工作，其在觀察過程中需要目視檢測的環(huán)節(jié)和區(qū)域包括了隧道本身的縫隙分布情況和隧道平整度。通過對隧道結構的檢測，可以進一步分析出其襯砌施工的安全性能，并再進一步對路面的安全性做出判別。另外，目視檢測中還需要針對洞口邊坡進行檢測，檢測要點在于其穩(wěn)定性和圍護排水設施的完備性。第三點，目視檢測的過程中，還應當關注隧道中必備的配套設施的完備性，例如，隧道內(nèi)部的消防設施是否齊備、隧道內(nèi)部的通訊設備是否能夠保持正常運轉的狀態(tài)、隧道內(nèi)的排水和照明設施是否落實配備到位[2]。從實際行動維度的方法上，檢測人員除了目測之外，還可以結合運用觸覺檢查，即通過手的觸摸感受路面平整度或者襯砌效果是否實施到位。另外，檢測人員還可以通過敲擊材料表面，通過聆聽發(fā)出的聲音，對于襯砌施工的密實性進行檢測。

其次，通過量測檢測的方法。這種檢測方法的應用，是現(xiàn)階段公路隧道的建設中，應用于隧道水滲漏問題檢測的一種比較普遍的方法，其具體的實施方法是結合工程檢測的相關標準要求，通過借助量測工具，實現(xiàn)對相應區(qū)域的檢測，這種檢測方法的應用，在隧道水滲漏病害檢測的背景下，主要可以應用于對隧道的洞口邊坡區(qū)域的檢測，且由于量測的方法可借助專業(yè)的工具進行，在實際的檢測工作開展中，檢測準確性更高，且檢測工作的操作更加便捷。另外，雖然這種檢測方法相對來說傳統(tǒng)性更強，但在其具體的功能上可以用于與無損檢測的結果進行對照，從而輔助提升檢測工作的準確性。

（二）無損檢測法

無損檢測方法的主要優(yōu)勢在于，檢測工作對公路隧道的正常運行所產(chǎn)生的影響更小。且檢測效率和準確性也更高。常見的無損檢測方法包括了地質(zhì)雷達檢測法、聲波檢測法等，本文列舉地質(zhì)雷達檢測和聲波檢測兩種方法進行具體分析。

首先，地質(zhì)雷達檢測方法，也被稱作GPR檢測方法。這種檢測方法的應用，對檢測的具體環(huán)境有相應的要求，其主要的應用原理是通過應用高頻率的電磁脈沖波，利用其反射作用達到探測的目的。在進行水滲漏判別時，主要依靠對反射信息中的信息接收時間（雙程走時）、波形幅度等信息，對于滲漏水的區(qū)域結構進行判別，從其應用的區(qū)域來看，主要集中在隧道的底部。

其次，聲波檢測方法的應用。聲波法的原理是通過人工干預，實現(xiàn)頻率在不同赫茲范圍內(nèi)的向相應介質(zhì)的傳播，從而觀測聲波在其內(nèi)部傳播的特性，并進一步對介質(zhì)的物理力學性質(zhì)進行確定，其之所以能夠被應用于滲漏水的檢測，主要是由于這種檢測方法的應用能夠?qū)橘|(zhì)的密實程度進行檢測，當出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象時，聲波可以直接通過波長和頻率的變化對滲漏情況進行反映[3]。

二、快速檢測系統(tǒng)

（一）快速攝像設備

關于攝像設備的研究，首先應當從其設備的結構角度入手進行。從快速攝像設備的角度分析，其主要由車載平臺和采集中心兩方面結構構成。其中，車載平臺在形式結構上主要呈現(xiàn)出工字型。由移動框架、前后梁以及中梁和立柱結構組成，另外 還包括了起到動力作用的電池設備。而采集中心的結構包括了工業(yè)用定焦相機、里程控制卡以及編碼器、交換機等組成。這一設備的工作原理與其系統(tǒng)運行的設計模式有密切的關系。當車載平臺上的裝配與控制系統(tǒng)開始運行后，此平臺通過運行匯總電動編碼器的運行，產(chǎn)生電子脈沖，并進入控制卡，完成對控制程序的激活。使其作用在工業(yè)定焦照相機進行圖像拍攝。

（二）圖像分析處理器

從這一工作環(huán)節(jié)的具體流程角度分析，可知圖像處理工作的進行，需要分以下幾個步驟進行。第一，圖像前期預處理；第二，圖像分割[4]；第三，病害特征的計算；第四，病害的分類。其中，圖像預處理和分割主要依靠計算機軟件系統(tǒng)在前期來完成，要想準確的獲取病害方面的信息，則需要重點對特征計算和分類角度注意細節(jié)工作的針對性。在計算環(huán)節(jié)中，需要注意通過像素查找、像素分析、像素區(qū)域標記的方法逐步的完成計算過程。最后，通過求和與乘積的方式完成病害的計算。而關于分類方面的分析，則是通過結合病害特征信息進行分析，觀察和總結病害信息的特點，從而做出相應的判別。

三、結束語

公路隧道滲漏水的檢測技術有傳統(tǒng)和無損兩種形式，不同的技術類型有其自身的特點。另外，圖像的處理，是檢測完成后需要進行的一項重點工作。在實際工作的開展中，相關的技術人員應當結合隧道施工的實際，選取適當?shù)臋z測方法，以及時準確的完成對于滲漏的檢測，提高隧道建設施工的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]蔡颯，單積明.高速公路隧道滲漏水病害分析及治理措施[J].市政技術，2017（2）.

[2]李建輝.貴廣客專隧道襯砌滲漏水病害檢測及整治[J].鐵道運營技術，2016，23（3）：56-57.

[3]丁浩，江星宏.公路隧道滲漏水病害分級方法優(yōu)化思考[J].公路交通技術，2016，33（6）：89-94.

[4]彭小慶.某公路隧道滲漏水病害處治及分析[J].山西建筑，2015，43（6）：201-203.

（作者單位：中交第二公路工程局有限公司）