公路隧道健康诊断

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1、混凝土破坏剥落混凝土混入的编制袋隧道健康诊断：是指对影响隧道结构物安全性、耐久性的病害进行检查和调查，并对隧道的病害进行分析，评价隧道的安全状况，提出整治病害的对策和措施。隧道健康诊断主要包括对隧道病害的检查、调查、分析和隧道安全性的评价，以及提出隧道病害整治的措施。随着我国公路交通事业建设的快速发展,隧道健康状况日益成为公路隧道养护中极其重要的环节。3、公路隧道健康诊断对于公路隧道健康的检测，最初的检测手段多是根据肉眼观察进行判断，受人为因素影响较大，存在着效率低，准确性差的问题。为了探询隧道内部病害的

2、真正原因，采用了钻孔方法，钻孔检测虽直观，但检测速度慢，风枪成孔垂直度较难控制，且探杆感觉、卷尺量测受人为因素影响较大，同时破坏隧道防排水系统，影响隧道寿命，检测结果代表性差，难以全面反映隧道整体及各部位质量。根据国外的经验和实践，对隧道进行无损伤探测手段(包括非接触式扫描探伤设备和其他物探手段等)的开发被提上日程。先后出现了运用声学、光学、机械振动技术、射线技术、电子和电气技术等检测技术。上述方法中，撞击回波法、地质雷达和激光扫描技术应用价值最大。撞击回波法：是用钢球产生的超声波和音速范围内的机械应力脉

3、冲检测结构。用传感器记录观察到的多次反射波,并进行频率分析。该方法检测速度较快,但是检测深度依赖于要检测的材料结构、强度以及应力脉冲的频带,尺寸效应显著,球的尺寸要适合给定的检测状态。地质雷达：是一种利用高频脉冲电磁波探测混凝土及下覆介质分布形态的一种无损伤检测方法。使用的是高频电磁波，电磁波在介质中传播时，因介质介电常数变化或介质几何形状变化而产生相位及回波能量、波形的变化,由计算机将收到不同的波阻抗界面产生的数字信号进行成像处理和分析计算，从而推断地下地质结构。衬砌与围岩、围岩中的空洞或欠密实区、围岩

4、中的含水区或裂缝、衬砌裂缝等均为良好的反射界面或目标体。该检测技术采用了先进的连续透视扫描无损探伤技术，探测精度比传统检测方法高，且又是连续扫描，可获得隧道探测的连续结果。这种检测手段目前在国内外得到了广泛应用，并取得了重要成果。美国GSSI公司生产、劳雷公司销售的SIR-2000型地质雷达仪分辨率高，擅长于进行大数据量、高密度的连续扫描探测并实时绘出彩色波形剖面图。地质雷达的检测内用：衬砌厚度；衬砌缺陷情况，如是否均匀连续、是否密实、有无离析、蜂窝麻面、裂缝深度及其位置；初期支护背后、初期支护与二次衬砌

5、之间空洞及其位置、深度、填充处理情况；脱空回填不密实激光扫描：是近几年首先在欧洲发展起来的新型检测技术,由于其扫描速度快、测量精度高(可达0.2～0.3mm)、获得三维空间数据的同时获得三维图像等优点,在德国、瑞士等国家普遍应用。下图是隧道扫描仪的作用原理。安装在水平轴线的激光器以极高的速度旋转,并测量表面反射。这样可以得到隧道内壳表面高分辨图,以此评价表面的裂缝、剥落和其他可看得见的异常现象。除了可视照片外,还能拍摄表面的红外图。只要有足够的温度梯度,这两种图都可以说明湿块、空腔和内壳后的水。隧道扫描仪

6、的优点归纳如下:(1)对交通没有或只有轻微的负面影响;(2)能以数字形式按比例绘制全部面积的内壳表面;(3)同步多路记录(可视照片+红外图);(4)测量能够重现;(5)重复测量能够获得有关损伤发展的数据。目前流行的3D激光扫描仪主要根据以下3种原理设计:(1)Triangulation;(2)Pulse2based;(3)phase2based。不同应用领域需要选择相应的3D技术,才能有效利用。近几年来在隧道地质病害诊治中应用地震CT技术，并取得了一定的进展。另外还有声波检测法、应力应变法等也在隧道检测中

7、采用。隧道无损检测各种技术的优缺点布里渊散射光时域反射监测技术(简称BOTDR)：是国际上近几年才研发成熟的一项尖端技术。与常规的监测技术原理不同，它具有分布式、长距离、实时性、精度高和耐久性长等特点，能做到对大型基础工程设施的每一个部位具有像人的神经系统一样进行感知和远程监测，因而这一技术已成为一些发达国家，如美国、日本、瑞士、加拿大和法国等国竞相研发的课题，并在各类大型基础工程设施的应变监测和健康诊断中得到了成功应用，取得了多项技术发明和重要进展。我国在BOTDR工程应用方面的研究工作还刚刚开始，还没

8、有见到相关的工程应用实例。4、公路隧道病害原因分析影响隧道健康的病害种类很多，成因较为复杂，理论研究目前尚有一定的困难，但是，理论和机理研究是隧道病害防治的基础。目前，对几种主要隧道病害的认识理论见下表。公路隧道病害的根源,主要包括支护系统强度不足和水害。公路隧道病害的类型主要有水害、冻害、衬砌裂损、衬砌侵蚀等。公路隧道病害危害：隧道病害发生较多的地段，从地质情况看，一般是断层破碎带，风化变质岩地带、裂隙发育的岩体、岩溶地层、