高速公路隧道病害檢測技術分析

樊亮亮、陳志鵬

（江西天馳高速科技發展有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

公路隧道工程肩負著極為重要的交通任務，因此其安全性和穩定性備受關注，而病害問題極易對公路隧道的穩定運行造成不良影響。因此，應落實好針對性的工程結構檢測工作，才有適宜的方式進行治理。傳統的檢測技術存在一些不足，而通過無損檢測技術能獲得更為精準的檢測結果，可對病害治理提供更加可靠的依據。

1 我國公路隧道常見病害及成因

1.1 隧道滲水

與其他大多數的工程一樣，公路隧道工程在長期的運行過程中會受到地下水的影響。因前期工程建設時會對巖體的水平衡造成一定程度的破壞，相應的，修成的隧道也就成了新的周圍地下水匯通的通道。在隧道周圍巖體與地下水含水層匯通的情況下，隧道工程勢必會受到不良影響，此時如果隧道襯砌防水或排水未能有效落實，巖層中的地下水就會滲入隧道內部，如此，隧道的安全性必定會受到嚴重影響。此外，北方的滲水還會造成不同程度的凍害，隧道結構也會因此出現損壞，會影響工程的安全運行。

1.2 隧道襯砌開裂

公路隧道工程周圍的巖石層一般比較復雜，一旦巖層出現變形或是松動的情況，就會對隧道周圍地層的力的分布造成不良影響，長此以往，隧道的穩定性必然會受到影響，加之腐蝕性因素的影響，隧道結構會難以承受交通運行的荷載。此外，因技術和經濟等方面因素的限制，在工程施工過程中，可能有一些安全性處理措施未能有效落實，這就給工程的高質量施工造成了一定的不良影響。結合現階段的工程施工來說，之所以會出現隧道襯砌開裂的情況，主要是因為設計、施工及施工管理等環節存在疏漏，使得隧道的結構性處理存在不足，公路隧道的安全運行無法得到有力保障。

1.3 隧道界限受侵

對于公路隧道工程來說，要想保證其日后穩定、安全地運行，一定要重點關注施工過程中所涉及的建筑界限問題。在一些山區公路建設的過程中，時常會遇到松軟土質，這樣的地質條件，如果受到過大的壓力很容易出現結構變形問題，為避免結構變形，需要對隧道采取支護措施。如果所采取的處理方式不合理或是操作不規范，則極易造成隧道塌方。在施工過程中，為了防止塌方等不良情況的出現，一些施工人員會將重點放在襯砌上，而忽略了斷面的界限。例如，在隧道襯砌澆筑施工中，模板的強度未能達到既定的施工要求，或是出現跑模現象，都會影響對隧道界限的控制。另外，隧道中照明裝置的布置也會影響對隧道界限的控制。以上問題若是處理不到位，會大大增加隧道受侵等不良情況的發生率。鑒于此，在隧道施工過程中，應當做好精細、全面的分析，尤其應注意前期的精細勘測，以有效落實隧道界限的相關控制工作。

2 公路隧道病害檢測技術

在公路隧道的病害檢測方面，單純采用現場調查方法并不能精準地了解隧道的整體情況。具體來說，通過可視檢查只能對隧道洞口周邊和隧道內部的路面等附屬設施進行檢查，整個檢查過程往往需要耗費大量的人力和物力，而所達到的檢測效果并不理想。為獲得更好的檢測效果，可采用無損檢測技術進行病害診斷。借助無損檢測技術，能對襯砌的表面、內部以及圍巖等部分的質量缺陷進行精細檢測。該技術也因其自身所具備的較高應用價值，在相關檢測中得到了極為廣泛的應用。

2.1 大地雷達檢測技術

大地雷達檢測技術主要是借助特定的發射器發出的電磁波，對所測物體的情況進行分析，檢測數據可為病害處理提供根據。由于電磁波穿過公路隧道的深度與其導電率以及頻率等有著密切的關系，因此在實際檢測過程中，相關的操作人員可借助移動發射天線，對電磁波的傳播時間和反射角等進行調整，進而基于所獲得的曲線變化，對公路隧道結構的具體情況進行分析。借助該技術，可有效診斷公路隧道結構中的空隙等缺陷，且能檢測圍巖和襯砌的技術參數，所獲得的檢測數據可為相關的病害診斷與治理提供有效參考，為公路隧道的穩定運行提供切實的保障。

2.2 紅外熱成像檢測技術

此類技術主要是通過紅外線技術和相應的熱敏元件，基于結構的溫度變化等，判斷隧道結構是否有不良的情況，進而對公路隧道病進行害診斷。在應用此類技術的過程中，相關施工人員可通過在移動車廂內設置紅外掃描儀等方式，對公路隧道的襯砌結構進行缺陷檢測，以確定襯砌結構的病害情況。需要注意的是，由于此類技術所測量的只是物體表面的溫度梯度差，因此在具體檢測過程中應選擇溫差較大的時間段進行，這樣檢測效果才會更精準。

2.3 超聲波檢測技術

通過超聲波技術進行公路隧道的無損檢測，其所呈現出的檢測效果也比較突出。具體應用此類技術的過程中，應合理安裝傳感器，為信息數據的準確反饋提供切實的保障。后續基于超聲波傳輸速度等參數進行計算時，務必要保證計算過程精細、計算結果準確，為結合傳播介質和波速等展開深層次分析奠定基礎。由于該技術在檢測混凝土強度和結構缺陷等方面有著突出的表現，因此在相關領域被廣泛應用。而要想更有效地提升檢測的準確性，通常可與鉆孔取芯等技術相結合，這樣所達到的檢測效果會更為理想。

2.4 激光檢測技術

此類技術在公路表面無損檢測中有著極為重要的作用。該技術檢測主要是利用激光在傳播中遇到狹縫會發生衍射的規律以及激光的光時差原理等進行病害檢測。具體操作過程中也可與光電轉換器結合使用，這樣所達到的檢測效果會更精準。

2.5 多譜檢測技術

此類技術主要是通過小頻譜的特種濾光鏡對公路隧道結構表面拍照成像，而后通過相應的設備進行精細的分析，用以判斷公路隧道病害。在實際操作過程中，一般采用6 種濾光鏡，且使所有的濾光鏡分別對同一位置進行拍照。在對膠片進行分析的過程中，通常在彩色背景下對黑白膠片進行觀察，以展開精細的觀察和分析，對隧道表面結構的各類病害進行判斷。相對來說，這樣的技術更適用于對干燥隧道細小裂縫缺陷的檢測，但需要確保相關檢測人員的技術水平達標。另外，該檢測技術也可與紅外熱成像技術聯合應用，檢測結果會更為精準。

2.6 聯合多種檢測技術

盡管上述的幾種檢測方法能夠有效地對隧道襯砌結構進行檢測分析，但是因公路隧道的結構比較復雜，單純地采用某一種方式并不能獲得十分精準的檢測結果。因此，在實際的檢測過程中，通常需要綜合利用多種檢測方法，這樣所獲得的檢測結果會更為精準?？傊彤斍暗墓匪淼啦『z測情況來看，上述無損檢測技術都還存在一些不足，而綜合應用多種檢測技術，可以更有效地檢測公路隧道病害，進而做到高效處理。

3 公路隧道病害處理措施

3.1 防治公路隧道水害的有效措施

在公路隧道工程中，因為施工過程中極易破壞原山體的水系平衡，而要想對相關問題進行合理的處理，切實保證公路隧道工程的整體施工質量，就應在施工之前對隧道施工區域的水文、地質等情況有充分的了解，同時制定相應的處理方案，做好隧道防滲及防腐施工，保證隧道結構的穩定性，切實保證施工過程的安全與高效。對于公路隧道工程的水害問題，相關施工單位應基于具體的施工情況，布置好排水系統，尤其是應落實好地表和地下截水設施的設置。同時，應在襯砌結構內部做好防水等處理，以有效提升結構的防水性。對于隧道結構的變形縫和施工縫等部分，可利用膨脹橡膠或設置止水帶進行密封處理。對于發射滲漏的襯砌結構，可通過設置引水管等方式進行排水處理。如果隧道的滲水情況比較嚴重，則應通過套拱加固等方式進行進一步的處理，這樣才能切實保證結構的穩定與安全。另外需要注意的是，若施工地處于水文、地質等比較復雜的區域，則要格外注意引排水系統和截水設施的設置工作，進而為公路隧道的高效、穩定運行提供切實的保障。

3.2 防治公路隧道凍害的有效措施

通常情況下，如果公路隧道的區域溫度變化比較明顯，其襯砌結構必定會受到嚴重的不良影響，相應的，工程結構安全也必定會大打折扣。因此，在公路隧道施工過程中，需高度重視襯砌施工環節，保證襯砌結構的質量，切實做好對滲水及凍害問題的有效防控，這樣結構的穩定性和安全性才能得到有力的保障。在工程接縫和結構層部分的防水處理等環節，也應選用防水性能良好的材料，以切實保證處理質量。對于隧道凍害的防治，疏通排水設施是首要工作，以免襯砌結構背后存在積水。同時，應通過砂漿等材料做好襯砌背后的填充，以切實保證結構的密實性和穩定性。若是隧道工程處于嚴寒區域，相關的施工人員應基于實際的施工情況，做好更換土壤和設置泄水洞等方面的處理工作，以有效規避隧道結構可能出現的凍害問題，為公路隧道的安全、高效運行提供有力的保障。

3.3 治理公路隧道襯砌結構病害的有效措施

3.3.1 治理襯砌裂損問題的措施

公路隧道襯砌裂損的引發原因比較多，既可能與工程前期的設計有關，也可能與具體的施工有關。因此，在治理過程中，需要結合實際裂損情況進行分析和判斷，進而采取針對性的治理，以切實保證襯砌裂損的治理效果，保證襯砌結構的穩定性。進行公路隧道襯砌裂損治理時，通常應先清理破損部分，然后通過注漿和錨固等方式對圍巖進行加固。對于襯砌空洞問題，一般可通過換填和壓漿等方式進行處理，這樣能切實保證結構的穩定性。另外，應落實好襯砌結構更換以及壓漿加固等方面的精細處理，這樣能有效規避裂損病害對襯砌結構造成的不良影響。

3.3.2 治理襯砌侵蝕病害的措施

在公路隧道的病害處理中，襯砌侵蝕等相關病害問題也應重點關注。這類病害主要與混凝土的質量和水泥的類型有關。在對襯砌侵蝕病害處理的過程中，應基于具體的情況選擇適宜的方法。例如，對溶出性侵蝕病害的治理，應重點關注對結構的防滲水處理。結晶性侵蝕病害，主要是由于環境水與水泥砂漿中的化合物發生了一定的反應，如果混凝土多次出現干濕變化，結晶析出量會隨之增加，侵蝕速度也會隨之加快。鑒于此，在治理過程中，既要落實好防滲方面的處理，也要有效規避混凝土構件與侵蝕水之間發生反應。而為了更好地預防襯砌侵蝕病害，在施工過程中，需要保證所選用的水泥材料的耐腐蝕性達標，這樣能切實保證結構的穩固型。同時，施工過程中還應確?；炷恋拿軐嵍冗_標，以增強襯砌結構的強度。另外，需要注意的是，確保襯砌施工中用到的施工材料不會與侵蝕水發生反應，且具有一定的防腐蝕性。同時，相關施工人員還應在襯砌結構表面設置好防水層，將水害等因素可能造成的不良影響降到最低，有效地規避一些病害，切實保證相關結構的穩定性與安全性，使公路隧道工程投入使用后能夠穩定、安全地運行。

當前常見的公路隧道病害防治技術仍存在一些不足，需要相關領域的技術人員基于現實情況，不斷對相關技術進行完善、優化，使公路隧道病害治理更高效，充分保證公路隧道的運行安全。

4 結語

綜上所述，高速公路隧道是一種地下結構類型，很容易受到地質條件以及運營因素的影響，出現不同類型、不同程度的病害問題，會給通行安全性與行車舒適性造成影響。因此，要采取針對性的檢測技術對可能存在的病害問題進行檢測，從而根據檢測結果選擇科學的處理方法，保證高速公路隧道運行的穩定性。