曹 波
陕西通宇公路研究所有限公司 陕西西安 710118
摘要：随着隧道使用寿命的延长，隧道病害问题日益突出，普遍出现衬砌混凝土裂缝、渗漏水等病害。为了及早发现运营中隧道存在的病害，掌握隧道的技术状况，保障隧道的安全运营，需要通过经常检查、定期检查、应急检查或专项检查等方式对隧道进行检测，为进一步采取病害处治措施提供科学依据和合理建议。相对于公路路面已普遍采用快速检测技术而言，目前，公路隧道主要采用人工目测辅以简易测量器具的方式对土建结构进行常规检测，现场记录病害数据及其影像。该方式存在耗时费力、效率低、安全隐患大、主观性强、需要交通管制以及信息反馈周期长等缺点，愈加难以满足现阶段公路隧道检测工作量大、检测结果时效性高等要求，因此，研究公路隧道病害快速检测相关内容至关重要。
关键词：公路隧道；病害；快速检测；现状
1公路隧道病害的种类
影响隧道正常运行的病害可以称为隧道的病害。因为隧道具有复杂性，其出现的病害也是五花八门的，是不可预知的，所以对隧道病害的认识是非常重要的。隧道中经常出现的病害可以大致分为:衬砌出现裂缝、隧道有渗漏水现象、外观有蜂窝麻面、墙体的剥落、衬砌出现异形等。病害发生的位置一般在衬砌结构、隧道出入口、防水结构、掌子面。要通过病害的形式来寻找病害的原因，通过现象看本质，这样才能最大程度上解决病害难题。通过大量的数据和例证，可以大致把隧道病害分为裂缝、结构变形、渗漏水、二衬外观等病害，其中，裂缝主要发生在衬砌、洞门等结构性的裂缝;水害指有渗漏水、路面积水、路面出现结冰冻结、甚至出现冰柱;变形指断面的变形、衬砌上的移动、错台的错缝、边墙的下沉、以及底板出现隆起的情况;外观病害是混凝土出现的剥落、剥离现象，以及蜂窝、麻面的情况。
2公路隧道病害快速检测技术要点
2.1超声波技术检测。由于超声波具有较高的频率，因此也可以应用该技术对公路隧道进行无损检测。在应用超时检测技术时，检测人员应合理选择传感器的安装位置，并通过接收装置来接收不同传输时间超声波所反馈的信息数据，然后根据超声波的实际传输速度、位移和时间等参数来对波速进行计算，同时应结合传播介质及波速来对公路隧道结构的材料弹性、抗折以及抗压性等进行计算分析。应用超声回弹技术能对混凝土的强度、结构缺陷、动弹性模量和厚度等参数进行有效的检测分析。同时为了进一步提高检测结果的准确性，还可以结合钻孔取芯等技术方法来验证公路隧道衬砌结构的实际强度及厚度等参数。
2.2激光技术检测。应用激光技术主要是对公路隧道表面进行无损检测。在检测时主要是利用了激光在传播中遇到狭缝会发生衍射现象的原理来检测分析隧道表面结构是否存在缺陷。同时，还可以利用激光的光电放射原理通过光电转换器来对公路隧道表面结构进行检测分析，以了解其是否存在位移弯沉等问题。在无损检测中还可以利用激光的光时差原理，通过记录激光在短距离内的传播时差对公路隧道病害进行检测判断。
2.3多谱技术检测。多谱分析技术是通过频谱较小的不同特种滤光镜对公路隧道结构表面拍照成像，然后利用多谱投影设备对胶片进行分析，从而实现对公路隧道病害的无损检测。在实际应用中，应采用6种滤光镜，并用所有滤光镜分别对同一位置进行拍照，在分析胶片时应在彩色背景下来观察黑白胶片，以便发现较小的灰色阴影部分。另外应重叠不同胶片进行观察，从而根据光色的细小不同对隧道表面结构的湿块等病害进行分析研究。多光谱技术的检测主要适用于较为干燥隧道表面的细小裂缝缺陷检测，其对检测人员的技术水平有较高的要求。另外，检测人员也可以综合运用红外热成像等技术以提高检测的准确性。
3我国公路隧道快速检测技术应用现状
在实际的检测工程中，以裂缝病害为例，实际采集过程中受运营隧道内部环境，如混凝土衬砌表面纹路和裂缝的不均匀性、烟雾粉尘黏附等因素的影响，采集的原始图像（包含裂缝病害信息、衬砌混凝土背景信息）含有大量噪声，导致图像处理分析难度大幅提高。对于病害处理方式，目前采用软件自动识别和人工复核相结合的半自动处理模式，即首先通过分析软件对隧道图像进行分类，将图像分为确定无病害的、确定有病害的以及疑似有病害的3类，从而将需要处理的图像范围大大缩小；再采用人工复核的方式，确认各类病害的类型、大小等。这种处理方式可以大幅度提高数据处理效率。由于检测车采集的是静态图像，对于渗漏水病害，如滴漏、喷射等间断性或持续性的病害，往往不能准确地体现病害的表现形式和具体状态。针对运营年限较长、病害较为严重或者技术状况较差的隧道，建议根据检测车的初步检测结果，采用人工检测的方式对重点病害进行现场复核，以获得全面准确的隧道病害信息，为隧道安全评价和病害处治提供更加准确可靠的数据。
4治理公路隧道病害的有效措施
4.1围岩加固法。①主要包括预注浆的加固，适用的条件是地质条件不好、围岩级别差，在大多数情况下要结合结构来进行换轴、套衬补强，主要目的是保证施工安全;②中空锚杆注浆适用的范围是地质条件非常差，围岩极其破碎，在一般情况下与结构换轴、套衬补强等处治方法联合使用，主要的目的是通过改善围岩的性质来改善衬砌的受力;③边墙基础注浆一般适用于边墙基础发生不均匀沉降，采用钢化管灌浆加固基础;④空洞回填注浆:在衬砌的背后存在着脱空或者有围岩破碎松动掉块的现象，发生不同程度的裂缝或者变形，一般采取内表面的补强以及结构的换轴。
4.2治理衬砌侵蚀病害的措施。衬砌侵蚀也是公路隧道工程的主要病害问题之一。这主要是环境水会对水泥砂浆和混凝土产生结晶性、溶出性以及结晶与溶出交替或同步发生的复合型侵蚀作用。在对衬砌侵蚀病害进行处理时，应根据侵蚀作用的不同而采取相应的防治措施。在对溶出性侵蚀病害进行治理时，其防蚀治理的重点是防止衬砌结构出现渗水情况。而由于结晶性侵蚀病害主要是由于环境水与水泥砂浆中的化合物发生反应而产生结晶物质，导致衬砌结构体积膨胀并进而受到破坏。当混凝土频繁发生干湿变化时，结晶析出量将随之增加，这会加快侵蚀的速度。所以在对衬砌结构的结晶侵蚀病害进行治理时，既要采取防渗措施，同时还要避免混凝土构件与侵蚀水发生反应。因此施工人员在公路隧道工程的混凝土施工中应尽量选择具有较好耐侵蚀性能的水泥，并可以在混凝土混合料中掺入适量外加剂，以提高混凝土的抗侵蚀能力。同时在施工中应确保混凝土密实度能达到施工要求，以提高衬砌结构的完好性和强度。此外，在衬砌施工中应选择不会与侵蚀水发生化学反应的施工材料，并应将防蚀浆液灌注到衬砌结构背后，以提高其防侵蚀能力。施工人员还应在衬砌结构表面设置防水层，以提高防水效果，并应在衬砌结构外设置相应的排水设施。
结论
综上所述，公路隧道病害问题是很复杂、困难的，不能仅仅利用唯一的标准来进行评判，需要从实践出发，一步一个脚印地去丰富和细化这些内容，达到逐渐完善、日趋完美的地步。对隧道病害的分析、处理，必须以原始的资料和检测报告作为唯一依据，并且考虑经济、耐久性、施工时间等方面，真正达到经济合理、结构耐久性好、一次根治。在处理病害的时候，必须动态追踪，实时关注最新状态，根据实际情况做出判断，要根据现场情况来调整或者制定合理的处理方案。
参考文献
[1]王平让．隧道病害快速检测技术现状及分析比较［J］．公路与汽运，2019（3）．
[2]崔广炎.隧道衬砌典型病害无损检测辨识方法研究[D].北京：北京交通大学，2019.