关于隧道拱顶质量无损检测装置的研究

关于隧道拱顶质量无损检测装置的研究

修日爽

抚顺伦成技术工程有限公司 辽宁 抚顺 113000

摘要：目前，除人工冲击检查外，隧道拱顶质量检查最常用的无损检测方法是接触式探地雷达方法。停电时，雷达天线应靠近隧道壁，一般一次只布置一条测线，很难探测到拱顶。另外，在检测隧道病害时，需要禁止通行或限制通行，给隧道的运营和人们的正常出行带来极大的不便。因此，利用探地雷达检测隧道病害很难满足现状和日益增长的交通需求。山东大学发明的隧道衬砌质量雷达检测多功能辅助装置，包括雷达天线固定装置、与固定装置连接的升降机构、与升降机构及其动力系统连接的环形行走机构。疾病检测是通过面对面检测进行的。数据虽然准确，但效率低。在此背景下，将激光检测与雷达检测相结合开发的新型检测装置，能够快速、准确、无损地检测隧道衬砌的病害，实时检测，并随时反馈隧道衬砌的健康和良好状态。

关键词：隧道；拱顶质量；无损检测

引言

隧道施工环境复杂，隐蔽工程较多，容易影响施工质量应用无损检测技术可以及时掌握隧道的实际情况，采取有针对性的处理措施，确保施工安全。应用无损检测技术的好处是可以帮助执行人员澄清地质、结构等的实际情况，动态调整施工方案，建设高质量隧道工程。

1隧道拱顶质量无损检测装置的结构设计

本文研究的设备包括六部分:轨道、行走机构、安装平台、中央控制室、激光隧道剖面探测器和探测雷达探测器。轨道固定在隧道内衬砌上，隧道沿隧道方向布置两条轨道，相互平行，悬挂式安装平台位于轨道下方，在行走机构的推动下，安装平台沿轨道方向运动，弧形支架平行于横截面固定 并且，可以滑入弧形支座的安装滑块与电机和齿轮一起装配，齿轮与弧形支座的齿相连接，滑块沿弧形支座有行走运动； 探空雷达探测器固定在滑台上，探空雷达探测器雷达工作面位于隧道风帽前；激光隧道断面检测仪安装在安装平台上，激光隧道断面检测仪的激光工作面面向隧道内盖。该装置还包括与上述安装平台固定的弧形支架平行的弧形轨道。雷达工作面和隧道内盖基本贴合。激光隧道剖面探测器是BJSD-T2型激光隧道剖面探测器，激光隧道剖面探测器垂直安装在安装平台的前端；行走机构包括一个驱动马达和一组减速器，并通过摩擦轮驱动与轨道进行协调。

2无损检测技术的应用意义

随着科技的发展，无损检测技术已成为工程质量检测领域的常用方法，广泛应用于隧道工程中，也能有效保护隧道结构，同时获得高精度检测数据，解决多种危害 无损检测技术的应用水平逐步提高，能够收集隧道结构的准确信息，施工人员可以根据检测数据判断隧道结构的质量，然后采取有针对性的处理措施，从源头消除质量问题，避免对后续施工和隧道安全运行产生不利影响。 地质测量法和断层法是隧道无损检测最常用的方法，本文重点分析了这两种方法。

3隧道施工常见质量问题

混凝土施工是隧道工程项目建设的重要内容，其直接关系隧道结构的稳定性和安全性。现阶段，隧道项目混凝土施工中的渗水通道设置存在较多问题，使隧道后期应用中渗水问题较为突出。其一，混凝土配置对隧道施工区域水文环境及隧道内渗水问题考虑不周，使混凝土材料配置比例失调，水灰比过大，在完成混凝土浇筑施工后，毛细性渗水问题较为突出。其二，泥浆材料自身的性质对于缝隙的黏结效果具有较大影响，材料拌和不当时，后期施工中的缝隙较为明显，增加了隧道渗水的可能。其三，部分隧道项目混凝土施工中，对于隧道“三缝”的密封填补不合理，隧道内缝隙渗水问题。其四，在隧道防水板施工中，防水板缝隙的处理不满足相关标准和防水要求，隧道后期应用过程中渗水问题较为突出。

4地质雷达法和超声回弹综合法

大地测量方法的主要工作原理是:天线向地下发射电磁波，在传播过程中遇到要测量的目标时，由现场配置的另一天线接收，测量目标在收集、处理和操作之前的具体状态 从而为工程质量评估和施工方法调整提供了依据。 断层框架法也是一种比较常见的隧道质量控制方法，它根据声速和回弹这两个指标确定混凝土强度。此方法的特点是材质穿透，这有助于更好地了解材质的内部。声速可以表示材料的密度，从而反映材料的强度；反弹值可以表示材质表面的硬度，也可以更好地反映材质的强度。超声波试验应与实测、计算和分析的强度曲线密切配合，采用公式确定混凝土强度值，并根据结果评估混凝土的力学性能。关于目前的实施状况，《混凝土强度综合超声波检测技术规程》(EC-cs02-2005)具有指导作用，可以为检测提供明确的设想，但操作环境复杂，在整个检测过程中对各种干扰都敏感 涂层内部应力发生变化，在强度计算中应充分考虑周围岩石的实际情况，并进行有针对性的分析。

5隧道拱顶质量无损检测装置工作过程

该装置启动后，激光隧道断面检测仪沿已建立的导轨沿所有方向扫描隧道断面，如无病害，则沿一定距离(如1m)扫描下一断面。隧道病害检测后，由于断面检测器精度不如检测雷达，中央控制室将自动启动检测雷达，将检测雷达沿引导轨道移至病害部位，继续检测病害。由于探空雷达可以沿弧形轨道移动，并且与隧道内盖几乎吻合，因此两者之间的距离小于1毫米，得到的疾病数据更加准确。采用本文研究的隧道风箱质量无损检测装置，按照既定程序自动监测隧道风箱质量，不仅可以在一定程度上减轻工作量，还可以降低l时人工主观判断监测图像的误差率 改进技术，具有激光探测和探空雷达探测的双重优势。 因此，该仪器适合于在所有情况下以低成本进行隧道复盖的疾病检测，检测结果良好，推广前景良好。

结束语

采用本文研究的隧道风箱质量无损检测装置，可以对隧道风箱质量进行测试，不仅克服了先前检测装置的缺点，而且提高了技术水平，具有激光检测和探空雷达检测的双重优势。在进行具体测试的过程中，通过调整轨道和风挡高度，可以实时监测隧道风箱的质量，而不会影响车辆的正常通行和隧道的正常运行，从而大大提高探测的效率和质量。隧道施工过程中干扰因素很多，容易对施工进度、施工质量等产生不利影响为了准确了解隧道施工情况，需要合理利用无损检测技术，准确找出隧道衬砌质量问题，根据实际情况采取适当处理措施，消除源头隐患，为以下方面创造良好条件。

参考文献

[1]王宝春.探究高速隧道质量安全施工策略[J].中国石油和化工标准与质量,2019,40(01):48-49.

[2]常浩.隧道工程拱顶质量问题及其处理研究[J].工程技术研究,2019,4(16):105-106.

[3]韩乐.高速公路隧道施工监控量测技术应用研究[D].长安大学,2019.

[4]崔俊平.浅析隧道拱顶混凝土密实度控制措施[J].低碳世界,2019,9(01):210-211.

[5]王亚朋.隧道拱顶预裂缝振动传播规律的数值模拟研究[D].山东科技大学,2018.