公路隧道中无损检测与养护管理

1无损检测技术

无损检测技术在验定过程中不会破坏结构原有的性质，通常采用物理方法对隧道内部的岩石情况进行测量，通过红外折射等原理可精准的确定岩石厚度。声波原理可帮助检验隧道内部是否存在破损松动的现象。现阶段无损检测被广泛应用在公路隧道建筑施工中，具有操作过程简便测量结果全面的优秀性能，国内也成立了相应的研究组针对这项技术进行研发，并取得了很大进展。在技术人员培训工作中也成立了相应的检测机构，测量体系不断的完善，为建筑工程业提供了安全保障。

1.1大地雷达检测。大地雷达检测是利用表层上的发射器发射电磁波，当电磁波穿过媒介时，一方面由于材料的不均匀性和导电性的差异会使振幅衰减；另一方面当信号到达中断点处时，由于介电性会反射回来被接收天线接收，因此，频率、反射和导电率三种因素决定了电磁波穿透隧道结构的深度。当发射天线在表层上移动时，根据电磁波反射角和传播时间的改变，可以从传播时间曲线中分析检测出不同深度的缺陷和异常。大地雷达可检测的项目有：施工材料性质的改变、结构异常（有空隙）、衬砌厚度的变化、衬砌的组成材料（如加强钢筋、拱形衬砌等）和围岩情况（衬砌与围岩间的空隙、泉眼以及组成材质的变化和异常情况）。但大地雷达检测有以下局限性：因材料性质会影响检测的深度，所以当水和粘土增多时，电磁波的变动增大；对于钢筋加强的衬砌，检测缺陷将更困难，需要较高频率的雷达发射器，但频率越高，波长越短，穿透深度就越浅。

1.2红外线现场照相术。使用红外热像仪对隧道内部岩石表面的温度辐射进行拍摄，仪器内部设有记录装置，在捕获的同时可将有用信息进行记录。若岩石内部结构出现破损等影响工程质量的情况，其表面的温度辐射会出现变化，检测仪器将这种变化记录后进行计算，技术人员根据参数对比分析从而得知隧道内部岩石结构的情况。这种检测方法通常在内部环境温度低时使用，岩石具有热胀冷缩的物理性质，在炎热的夏天，其内部裂缝两端的石体发生膨胀，相互挤压后裂缝随之减小或消失，且温差对仪器的测量结果有促进作用，因此通常在冬季进行测量工作。测量进展中可将仪器固定在自动化控制的装置上，从隧道的一端进入后扫面洞内全部情况，再由另一端结束工作，完成记录。

1.3多谱分析测量。使用六种覆盖较小频谱范围的特种滤光镜对隧道表面进行拍照，在同一位置每种滤光镜至少应拍照一次。用多谱投影机来分析所拍的胶片，以彩色背景看黑白胶片，可见到细小的灰色阴影；让不同胶片重叠，可看出细小的不同光色，从而离析出墙体表面的湿块和其他病害。

2隧道维修管理模式

2.1隧道维修管理基本模式。隧道多半是穿过山体进行修筑的，岩石山体结果非常不稳定，受到洪水等冲击后泥土很容易脱落，出现滑坡泥石流现象，隧道内部被掏空承载能力下降，受到较大冲击力后内部容易产生有害裂缝，影响结构稳定性，维修工作的主要任务就是对使用过程中的破损部位进行加固，针对不同问题产生的原因制定维修计划。管理部门要定期对隧道进行检查测量，发现隐患后及时商讨对策，避免出现大规模损坏，影响正常使用。采取的维修养护管理基本模式是：检查y发现病害y推定病害原因y明确病害后的结构物的健全度y制定相应的整治措施。具体地说，就是/勤检测、常保养、少维修0的维修养护管理模式。在公路隧道中，为确保交通通畅，为使用者提供舒适安全的环境，根据隧道长度、流量、设计速度等设置了相应规模的附属设施（设备）。对这些附属设施（设备）的维修养护管理也应给予足够的重视。

2.2隧道的养护作业模式。我国目前隧道养护除少数繁忙干线实施开天窗作业外，一般均是由不同专业工区（班组）分散作业，这样的工作模式用于隧道是困难的。因此隧道内的养护工作宜采用集中调度、统一指挥、天窗内作业的维修养护模式，即由各不同专业工区共同组成养护队伍，利用天窗时间统一进洞，分头进行各自的维修工作。

1）多工种利用天窗综合作业的实施方案。多工种合理利用天窗综合作业即把各部门在同一地段的施工，组织在同一时间内平行作业。具体运作中要求：集中指挥首先需要一个指挥机构）隧道养护管理中心，管辖凡在洞内维修施工的各专业工区和职工。拟定维修方案需妥善安排各专业的施工计划，研究各工种施工作业中相互衔接的方案。初步想法是：各专业工区于天窗施工前一日，向管理中心提出次日施工计划（包括起施点线别、里程、作业项目及数量、施工人员和主要机具、车辆以及装卸车数量等）。管理中心综合各专业工区提出的计划重点研究避免相互干扰的办法，结合监控、巡检以及行车部门提供的信息安排实施方案（划分各工区作业地点、施工车辆活动范围、作业时间、各专业施工分界点及防护方式等）。于天窗前两小时通知各工区及有关巡检人员，据此做好施工准备。

2）运营维护组织、管理机构。隧道维修养护组织及其管理机构一方面要适应当前养护管理体制转变的基本方针，另一方面也要适应作业模式的基本要求。其目的是提高维修养护作业效率、确保隧道结构物的良好运营环境。根据国内外山岭隧道的维修管理经验和做法，可以根据隧道自身的特点，建立相应的维修管理体制，以适应隧道管理技术的发展。设置隧道管理中心作为养护维修综合协调管理机构，主要包括：主导体结构维修、电气设备维修、机构设备维修（通风、电力、照明等）、施工计划与调度、设备检测、灾害监控和微机管理控制等。隧道改建或重建成本高，而隧道检查和检测可及时发现病害和不足，及时进行维修养护，延长隧道使用寿命。新型无损检测技术既能反映衬砌内拱圈病害，还能反映衬砌、围岩及其之间的空洞和缺陷，速度快、检测全面，为维修、加固、养护隧道提供更详尽的资料。由自然条件引起隧道病害现象，从而导致结构使用寿命短，对该因果关系的研究在维修养护管理中很重要。高效隧道维修的管理模式要求多工种合理利用天窗综合作业，且集中指挥、行动统一、互不干扰。

作者：李桂伟 单位：河北北方公路工程建设集团有限公司