無損檢測技術在隧道工程質量檢測中的應用分析

摘""要：隧道工程是常見交通工程之一，因涉及復雜的工程技術、建設施工的專業性和質量要求很高，需要加強質量檢測和控制。以隧道工程質量檢測中的常用無損檢測技術為切入點，在此基礎上以超聲無損檢測為例，分析該技術的具體應用方法，包括準備工作、現場檢測等。最后，就無損檢測技術在隧道工程質量檢測中的應用進行展望，以推動技術的進一步應用、發展。

關鍵詞：無損檢測技術""隧道工程""質量檢測""現場檢測

中圖分類號：U455

Application"of"Non-Destructive"Testing"Technology"in"Quality"Inspection"of"Tunnel"Engineering

WU"Wenhui

China"Railway"Fifth"Survey"and"Design"Institute"Group"Co.，"Ltd.，"Beijing，"102600"China

Abstract："Tunnel"engineering"is"one"of"the"common"traffic"engineering"projects."Due"to"the"complex"engineering"technologies"involved，"the"high"professionalism"and"quality"requirements"of"construction，"it"is"necessary"to"strengthen"quality"inspection"and"control."This"article"takes"the"commonly"used"non-destructive"testing"technologies"in"tunnel"engineering"quality"inspection"as"the"starting"point，"and"based"on"this，"takes"ultrasonic"non-destructive"testing"as"an"example"to"analyze"the"specific"application"methods"of"this"technology，"including"preparation"work，"on-site"inspection，"etc."Finally，"prospects"for"the"application"of"non-destructive"testing"technology"in"tunnel"engineering"quality"inspection"are"discussed"in"order"to"promote"further"application"and"development"of"the"technology.

Key"Words："Non-destructive"testing"technology;"Tunnel"engineering;"Quality"inspection;"On-site"inspection

隧道（tunnel）是埋置于地層內的工程建筑物，是地下空間的一種利用形式，包括交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道、軍事隧道等。在組織隧道建設的過程中，需要加強質量控制，避免出現隧道滲水、垮塌、運維方面的問題，這對隧道工程質量檢測工作提出了一定要求，也為無損檢測技術的運用提供了思路和方向[1]。在此背景下，分析隧道工程質量檢測中的常用無損檢測技術及其應用方法，具有一定的積極價值。

1""隧道工程質量檢測中的常用無損檢測技術

1.1""聲波檢測

聲波檢測主要針對結構內部進行質量分析，在隧道工程初步建設完成、投入運營后，可通過聲波檢測的方式分析其質量態勢，該技術一般適用于混凝土、磚石等建筑結構。從原理上看，聲波檢測主要利用聲波穿透不同介質時衰減強度的差別進行質量分析，其主要特點在具有較高的自動化水平，能夠通過一體化設備進行聲波的發射、接收，形成數字化曲線圖后直接用于質量分析。但是，如果待檢測結構的密度較大、厚度較厚，一般的聲波難以完全穿透有關介質，或在穿透過程中強度嚴重衰減，對內部缺陷檢測的精準性也會出現下降。

1.2""磁粉檢測

磁粉檢測主要應用于隧道的金屬結構，一般以磁化后金屬粉末作為核心材料，將其涂刷于待檢測區域表面，利用磁化后金屬粉末與金屬結構不同磁極的相互作用，形成清晰可辨的磁線，通過對磁線位置的跟蹤、定位，評估金屬結構存在的質量問題。如金屬結構出現裂縫，磁化后的粉末往往向裂縫區域聚集，非裂縫區域，磁化金屬粉末的分布往往是平均、稀少的，裂縫區域會形成比較明顯的磁線，工作人員可據此進行隧道問題、缺陷評估和定位，組織處理[2]。磁粉檢測的優勢在于原理簡單、成本較低，但如果隧道缺陷較小、不易察覺，則磁粉檢測的敏感度也會有所下降，并且磁粉檢測難以呈現隧道內部結構問題，適用性不廣泛。

1.3""超聲無損檢測

超聲無損檢測是一種現代化的檢測技術，在隧道工程質量檢測工作中，該技術既可以服務混凝土、磚石結構分析，也可以用于金屬結構內部質量評估，是一種具有較高適用性、精準性的檢測技術。該技術的原理與聲波檢測相似，主要利用超聲穿透不同介質時衰減強度的變化進行內部缺陷、損傷等問題的分析（如圖1所示）。當內部缺陷較明顯時，超聲的強度也會出現特異性變化，如內部中空區域難以影響超聲傳播，此時其衰減的強度往往較低，超聲整體強度較大，可進行故障分析和定位判斷。超聲無損檢測也可以借助一體化設備進行，操作簡便、難度低，滿足不同隧道工程質量檢測需要[3]。

1.4""其他技術

除聲波檢測、磁粉檢測、超聲無損檢測外，可用于隧道工程質量檢測的技術方法還包括紅外線檢測、電磁檢測、液壓檢測等，不同技術方法的原理各有差別，均可針對隧道工程不同環節進行質量分析，以完成缺陷評估、定位等。如紅線外檢測，主要利用物體表面熱成像差別進行質量分析，評估隧道工程工作面、建成面、結構面的受力情況，以評估其是否存在傳力、導力方面的問題隱患[4]。

2"""無損檢測技術在隧道工程檢測中的應用

2.1""準備工作

借助超聲無損檢驗技術進行隧道工程質量檢測，需要做好前置性階段的準備工作，主要內容包括設備選取、參數分析、基礎信息采集、工作方案研究、現場處理等。就隧道工程而言，可能存在的內部結構質量缺陷包括結構中空、金屬銹蝕、鋼筋移位等，這些問題的影響各有不同。以鋼筋移位為例，該問題可能導致對應區域的承重能力下降，難以常規完成力的傳導，在出現外力影響時也可能出現結構損壞、垮塌等風險[5]。利用超聲無損檢驗技術進行質量分析前，需要與施工方和建設方進行交流，獲取待檢測區域的鋼筋布置方案，包括位置信息、配筋量信息、鋼筋規格信息、建設區域的厚度信息等，分別用于超聲檢測結果對照評估、參數分析，以形成完善的檢測方案。

2.2""現場檢測

進入現場檢測環節，需要首先做好現場清理，各類影響超聲檢測結果的因素、雜物等，應一體清除，包括水漬、油污、焊瘤、灰土等。組織檢測前，需要選取兩個對稱位置，分別放置超聲發射裝置、接收裝置，原則上檢測區域超聲波穿透的最大距離不應達到1.0"m，厚度較大的區域無法應用該方法進行質量檢測。完成位置選取后，同步啟動超聲發射裝置和接收裝置，以0.45～0.5"MPa為范圍選定超聲波的具體工作參數，接收裝置對超聲波穿透介質后形成的衰減聲波進行收集，并利用數字技術形成聲波曲線，評估曲線變化，進行故障分析。以中空問題為例，出現中空問題的待檢測結構，其超聲波折線與常規折線對比如圖1所示。

對圖2中的兩條折線進行分析，可發現折線1的變化具有很強的規律性，隨著時間的推移，超聲波在介質中的強度明顯下降，這表明介質密度均勻，能夠以固定參數削減超聲波強度，使其自最高水平均勻下降。折線2"的變化情況與此不同，在超聲波發射的早期，其衰減具有一定規律性，與折線1衰減水平基本相同。出現中空問題后，介質的強度、密度明顯變化，不能再以固定參數削弱超聲波的強度，超聲波在中空區域的強度總體平穩、小有下降，超聲波離開中空區域后，因介質的強度恢復，其強度衰減的水平也有所提升，恢復至與折線1相似的水平。根據該特點，可以判斷被檢測區域存在內部中空問題，其出現位置在被檢測區域中央偏后位置，厚度達到40%左右，需要組織重建或修復。

2.3""形成檢測結果

利用超聲無損檢測技術組織隧道工程質量檢測，需要根據檢測信息形成工作結果，一般可借助國家規定的質量基準給出直觀可視的分級、量化結果，如果待檢測對象比較特殊，尚未形成規范化的檢測分類基準，也應形成規范的數字化檢測圖，用以直接進行結果評估。目前常用的超聲無損檢測設備，可以在質量檢測的過程中直接完成曲線圖的自我生成，工作人員也可以根據檢測原始信息、復檢結果，形成更精準的檢測曲線。例如：按照圖2所示，發現某一被檢測區域存在中空問題，為進一步了解該缺陷的發生區域、嚴重程度、影響范圍，還應對檢測區域進行位置標注，做有針對性的二次檢測。二次檢測可適當調整檢測范圍與工作參數，縮小檢測覆蓋范圍，以初檢發現問題的區域為核心，并小幅度提升超聲波的強度，以減少較厚介質對超聲波衰減問題的影響。根據二次、三次復檢的結果出具完整檢測曲線圖和工作報告。

2.4""信息保存與復用

隧道工程質量檢測是一項綜合性工作，涉及使用安全以及基礎性的質量驗收等工作，完成某一區域的質量檢測后，無論無損檢測獲取何種結果，均要求詳細記錄檢測過程、作業參數、檢測結果以及定性分析報告，以客觀的數據信息和曲線圖為基礎，形成具有定性特點的檢測評價，包括基本的“合格”“不合格”評價，以及對應的評價基準等。在條件允許的情況下，還應詳細對隧道工程不同區域的檢測信息進行記錄，形成數字化的原始資源和結構化數據，用于后續的隧道工程質量評價和管控工作。

3""無損檢測技術在隧道工程檢測中的展望

3.1""提升工作精度

未來的隧道工程質量檢測依然對無損檢測技術存在需求，以提升檢測質量為目標，需要設法改善工作水平，優化工作質量、信息精度。例如：超聲無損檢測，當檢測介質的總體厚度較大、達到1"m以上時，超聲檢測的精度會出現下降，因較厚的介質影響超聲波的衰減情況，使其總體強度持續下降，此時即便介質內存在中空、氣泡、焊接不牢固等問題，也難以得到精準的分析和呈現。未來應關注提升超聲波的穿透能力，使介質厚度的影響被控制在較低水平。此外，也可以采用信息化水平加強接收能力，適當放大接收曲線，使其變化規律得到更敏銳的捕捉，以提升工作精度。

3.2""多技術聯動

隧道工程質量檢測關聯多個要素，未來為保證其應用質量，還應考慮多技術的聯動，以多種不同技術提升檢測質量，包括云技術、可視化技術等。以可視化技術為例，可對聲波檢測、紅外檢測以及超聲無損檢測設備進行性能優化，利用集成技術使其檢測過程可以被動態捕捉，并利用數字化技術進行轉化，通過可視設備予以呈現，幫助技術人員直觀進行隧道工程質量分析，評估其是否存在外部、內部病害和缺陷，快速進行定位處理。云技術則用于大量信息的存儲和同步處理，即便使用復雜的檢測技術、形成了海量的原始信息，也可以快速得到處理和存儲，以便工作人員反復調取、查看和運用。

4""結論

綜上所述，無損檢測技術在隧道工程質量檢測中的應用廣泛，效果良好，應在未來工作中予以更多重視。從共性角度上看，當前常用的工作技術包括聲波檢測、磁粉檢測、超聲無損檢測、紅外線檢測等。超聲無損檢測技術而言，其應用要求做好一般性準備，嚴格遵照規范流程組織現場檢測，并勾畫檢測曲線，做信息的保存、復用，以服務未來隧道工程管控。從趨勢上看，各類無損檢測技術未來還應強調聯動性，重視精度提升，另以一些現代信息技術手段提供輔助，以改善檢測成果的實用價值，服務隧道工程質量控制等工作。

參考文獻

[1]閔南.隧道工程無損檢測技術理論與方法研究[J].工程建設與設計，2024（14）：191-193.

[2]李康，謝雄耀，周彪，等.盾構隧道雙液同步注漿GPR檢測模型試驗[J].中國公路學報，2024，37（3）：330-341.

[3]徐超.探討隧道工程質量檢測中無損檢測技術的運用[J].交通科技與管理，"2024，5（11）：159-161.

[4]胡改軍.無損檢測技術在隧道工程質量檢測中的應用[J].工程技術研究，"2023，8（24）：53-55.

[5]王康，劉健，呂高航，等.基于紅外圖像增強的襯砌裂損滲漏水識別方法及工程應用[J].應用基礎與工程科學學報，2023，31（6）：1444-1460.