延安东路隧道衬砌结构表观病害的检测技术与应用.pdf

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1、第1期（总第183期）No.1(SerialNo.183)2016年2月CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb.2016DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2016.01.017延安东路隧道衬砌结构表观病害的检测技术与应用陈功奇［上海公路桥梁（集团）有限公司，上海200433］摘要：延安东路隧道长期受内外环境作用，水土侵蚀及周边环境的变化导致隧道衬砌结构出现开裂和渗漏等一系列病害。为确保隧道结构健康，延安东路隧道展开一系列结构病害检测和评估工作。隧道常年经受汽车尾气等环境侵蚀，衬砌积灰严重

2、，内部环境恶劣，对结构病害的检测效率和准确性构成极大挑战。为比较人工检测结果与高清摄像检测方法，对两者的检测结果进行统计分析，寻找病害发生和发展以及与隧道施工、运营的关联性。关键词：延安东路隧道；病害检测；人工监测；高清摄像中图分类号：U456.3文献标志码：A文章编号：1004-4655（2016）01-0053-04近年来，上海加强对基础设施建设的投入，城隧道长期处于复杂的外部水土压力作用，管片常年市基础建设取得迅猛发展，城市越江隧道数量已达受汽车尾气的侵蚀，再加上隧道运营期沿线周边环十余座，成为国内越江隧道工程里程最长、发

3、展最境的变化，使得隧道出现同程度病害，主要表现为快的地区。与此同时，隧道运营安全也成为日益关裂缝、渗漏水、缺角掉块、不均匀沉降及错台等。注的问题。继前几年打浦路隧道大修后，延安东路为确保隧道结构健康，保障运营及行车安全，需及隧道也启动大修期，可以预料，未来上海城市隧道时对隧道展开结构病害的快速检测与评估，降低因工程即将由大规模建设过渡到大面积维养阶段。结构病害而导致的风险。这些早先修建的隧道，经过多年运营，出现螺本文通过对比人工检测结果与高清摄像检测方栓与钢构件锈蚀，隧道衬砌开裂渗漏水，局部纵向法，对两者的检测结果进行统计分析，

4、寻找病害发沉降过大，存在环缝漏水、漏泥，封顶块纵缝张开生和发展，以及与隧道施工、运营的关联性，为隧量过大，管片碎裂掉角等病害。这些病害给安全运道后期大修检测及评估提供参考。营造成一定威胁。加之，城市大型越江隧道结构侧1检测方法及实施流程墙往往安装装饰面、顶部设置烟道板，使得这些病1.1人工检测方法害难以通过日常人工巡查方式发现。尤其因建设初传统人工检测的方法，通过目视和拍照，针对期结构的总体性能不足，导致隧道结构开裂、渗漏隧道裂缝、渗漏、错台主要指标进行检测并做好详水、沉降以及混凝土耐久性不足，路面铺装层开裂，细记录，以便后期处

5、理数据、整理结果，比较各个[1]平整度、车辙和疲劳裂缝等状况发生。目前我国检测方法的优劣。尚缺乏系统、成熟的、适用于盾构隧道全断面快速1.2高清摄像检测方法检测与监测、安全评估预警、修复及系统养护技术，采用线阵CCD传感器探传感器探测隧道衬砌，[2-3]迫切需要开展研究。得到影像图，通过处理和识别达到对裂缝及渗漏水本次检测的延安东路隧道北线运营时间已达的检测目的。27a，检测段隧道大部分位于黄浦江下。延安东路检测系统主要分为图像采集、图像处理2个步骤。图像采集由线阵CCD相机、数据传输系统、线收稿日期：2015-11-11作者简

6、介：陈功奇（1985—），男，博士，主要从事地下工性光源、工业计算机、高速数据存储系统和供电系程方面的研究管理工作。统等组成。图像处理包括对图像提取分割、图像病53陈功奇：延安东路隧道衬砌结构表观病害的检测技术与应用2016年第1期[4]害识别提取、图像病害信息分析、形成检测结果。现场检测的主要仪器为上海同济大学研制的“隧道结构病害检测设备系统”。检测方式如图1所示，为隧道顶部114°范围。总检测弧长约为9.8m，共配备6台线阵CCD相机，12台线性光源。相机均布于半径为2.5m的圆弧上，相机设置于6段均分圆弧中间位置。单台相机

7、负责扫描范围约为1.6m，2台相机扫描范围≥20cm重叠部位以确保不会有图像遗漏。相机中心与隧道中心重合。检测精度约为0.3mm。114°R2图3现场图像采集5°08032）图像处理。在图像形成、传输或变换的过9.72R82程中，由于受多种因素的影响，图像往往与原始景55000549物之间或图像与原始图像之间存在某种差异，这种R差异称为降质或退化。在对图像进行处理分析前，图1检测方法概述必须对这些降质的图像进行完善。1.3检测内容及流程完善方法通常有两类：一类是不考虑图像降质针对延安东路隧道北线检测。主要检测渗漏的原因，只将图像

8、中感兴趣的特征有选择的突出，水、裂缝、缺角破损等病害。而衰减其次要信息。此方法能提高图像的可读性，1）图像采集。图2为现场采集图像流程。但改善后的图像不一定逼近原始图像，通常称为图图3为现场采集图，能够明显观察到管片的环号和像增强技术。另一类是针对图像降质的原因