幾何標定法在道路橋梁隧道檢測中的應用

李明川

摘要：由于傳統方法在隧道檢測過程中具有一定的局限性，為此提出幾何標定法在道路橋梁隧道檢測中的應用。首先利用幾何標定法，將深埋地下的隧道線程充分挖掘并檢測;其次對道路橋梁隧道的初期支護進行檢測，使得初期支護的厚度及與隧道圍巖的接觸面積測量結果更加精準;最后利用幾何標定原理，對隧道的受力情況進行檢測，以全面提高道路橋梁隧道檢測的精度及效率。

關鍵詞：幾何標定法;質量檢測;初期支護;道路橋梁隧道

隨著國家經濟的發展，交通運輸業也在不斷發展與壯大，鐵路隧道的規模與數量也在逐年遞增，因此道路橋梁隧道的質量檢測也就成為了國家的重點檢測工程之一。現階段，我國對道路橋梁隧道質量的檢測，多采用目測、打鉆孔取芯、壓水試驗等方法，雖能滿足道路橋梁隧道質量檢測的基本需求，但檢測精度及效率過低，嚴重限制了我國交通運輸業的進一步發展，為此提出幾何標定法在道路橋梁隧道檢測中的應用。本文通過三個方面論述了幾何標定法在道路橋梁隧道質量檢測中的應用過程。首先，利用幾何標定法深度挖掘隧道線程，檢測地表內部的隧道結構是否穩定;其次對隧道的初期支護厚度及與圍巖的接觸面積進行測量，通過幾何標定的方式，可以清晰顯示測量結果，進而提高測量精度;最后利用幾何標定原理，對道路橋梁隧道的受力情況進行檢測，將各個受力點分別標定，以提高道路橋梁隧道質量檢測的精度，不斷促進我國鐵路運輸業的發展。

一、幾何標定法在隧道測線中的應用

幾何標定法是采用幾何原理進行探測標定的一種技術，對地下結構和埋藏物進行檢測時能夠根據幾何結構的反射原理進行推理分析。在道路橋梁隧道的測線工程中，將幾何結構標定在地表下層，同時根據幾何探測隱蔽介質的分布情況，檢測隧道線程的穩定性。當隧道地表某點S以幾何標定的方式向下檢測時，向下hm時的反射點S1的位置進行標定，計算S點與SI點的物理性質，進而達到隧道線程的檢測。幾何標定法在隧道測線中的檢測結構如圖l所示。

二、幾何標定法在初期支護中的應用

初期支護是道路橋梁隧道的主要受力結構，主要包括初期支護厚度和與圍巖的接觸面積兩個方面，在檢測過程中，只有去除開始檢測時間、直流漂移和自動增益值，才能突出有作用的支護圖形，再通過對比支護圖形的幾何特征變化，判斷初期支護的厚度和與圍巖的接觸面積是否符合標準。

（一）初期支護厚度

選定基礎點進行幾何標定后，最先到達地表下層標定點的信號稱為直達幾何波，緊接著到達的稱為表面幾何波，最后到達的稱為反射幾何波。而初期支護的厚度是影響幾何波運行速度的直接因素，初期支護厚度越厚，幾何波運行速度越慢，到達地表下層標定點的時間越長;反之，若初期支護厚度越薄，幾何波運行速度越快，到達地表下層標定點的時間越短。

幾何標定法測量初期支護厚度時，主要反射界面分為兩層，中間采取一個注漿小導管進行初期加固。只要保證反射界面的夾角不變，則初期支護的厚度便在合理范圍內。

（二）與圍巖接觸面積

隧道與圍巖形成的接觸面積是保證道路橋梁隧道穩定性的重要因素。隧道與圍巖形成的接觸面積越大，則隧道的支撐力越強，道路橋梁隧道的穩定性也就越好;反之，若隧道與圍巖形成的接觸面積很小，則隧道的支撐力就會大幅減弱，道路橋梁隧道的穩定性也就越差。在隧道與圍巖的交界處設置標定點，利用幾何標定原理，在同等維度的位置追蹤標定點的反射面積，最后通過計算幾何形體的面積得出隧道與圍巖的接觸面積。若隧道與圍巖處有一定間隔時，為防止空氣介質與混凝土、鋼筋的結構介質差別較大，將幾何標定原理作為產生強反射信號的載體，在道路橋梁隧道剖面圖上進行幾何標定檢測，通過計算剖面圖上幾何形體的面積，得出隧道與圍巖形成的接觸面積。

三、幾何標定法在隧道受力檢測中的應用

為保證道路橋梁隧道受力檢測結果的準確性，在保證檢測距離相等的前提下，繪制五條以上隧道測線并在各個測點上用紅油漆進行標記，記錄每一個標定點的受力情況。由于利用幾何標定法進行隧道受力檢測時，其測線不是真正意義上的直線，而是由標定點的反射圖形決定的，因此要采用“里程”作為測量受力面積的單位，同時注意里程距離與實際距離間檢測單位的轉化。準備就緒后，沿著隧道的延伸方向進行受力檢測，當幾何圖形與某一標定點的反射圖形吻合后，要立即對該標定點進行標記，并記錄該標定點隧道的受力情況。同時還要盡量保證測量過程中幾何標定圖形能夠勻速移動，以將道路橋梁隧道的受力檢測誤差控制在合理范圍內。此外，由于混凝土及鋼筋的強度與耐力是不斷變化的，因此要選取標準值作為測量過程中的數據參數，在保證標準值不受混凝土及鋼筋強度與耐力變化的影響時，只要測量檢測區域內的隧道標定幾何波速，然后通過反算的方式，便可以準確得到幾何波在該段隧道中的受力情況。結合標準值，對比隧道受力情況的偏差與否，為下一步的道路橋梁隧道養護工程提供基礎。

四、結束語

（1）初期支護是道路橋梁隧道的主要受力結構，對其質量進行檢測是十分重要的，利用幾何標定法能夠實現對隧道初期支護厚度及與圍巖接觸面積的檢測。（2）利用幾何標定法檢測隧道線程時，根據混凝土厚度及鋼筋強度選用合適的測線頻率，能夠對隧道混凝土內的格柵支撐情況進行準確檢測。（3）想要得出準確、可靠的檢測數據，隧道的受力情況也是同樣重要的，利用幾何標定原理能夠準確得出各個受力位置的可靠數據。（4）幾何標定法的檢測速度快、精度高、效率好，適合于道路橋梁隧道的快速檢測。

參考文獻：

[1]辛弘峰探究道路橋梁隧道工程施工中的難點和技術對策[J].中國住宅設施，2018（06）：111-112.