试论无损检测技术在隧道工程测量施工中的应用

发表时间:2021/5/12   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:黄森海
[导读] 摘要:传统的检测方法如钻芯法、凿孔法检测时对隧道工程的结构带来损伤性的影响。
        广西锦绣前程人力资源股份有限公司  广西南宁  530000
        摘要:传统的检测方法如钻芯法、凿孔法检测时对隧道工程的结构带来损伤性的影响。所以,这就让无损检测技术在隧道工程的测量施工活动中有着比较好的应用条件。以隧道工程的测量施工实际需要为依据,在隧道的支护结构测量施工以及隧道裂缝中应用无损检测技术。在检测隧道裂缝的时候,首先通过对传感器的应用对电磁波发射器进行采集,然后通过波导杆发射到隧道测量区域的电磁波,之后经过转换法处理有关的信号。最后,通过计算的相关系数值确定测量区域是否有裂缝情况。在测量隧道支护结构的时候,通过对检测仪器的应用,采集和分析测量信号,能够得到锚杆自由段的长度,这样就使无损检测技术在隧道工程中起到质量评定作用。
        关键词:无损检测技术;隧道工程;测量;施工;应用;
        导言
        隧道的耐久性以及结构情况会对隧道施工技术的情况进行直接的反应和体现。因为隧道工程的工序特别复杂。而隧道结构的耐久性会面临各种各样的因素的干扰。为评定隧道工程的建设质量,在完成隧道工程施工活动之后,也需要通过对一些工作方法和技术进行应用开展检测活动。当前,在隧道工程的施工活动中,质量测量已经成为特别重要的测量程序之一。测量工作主要会检测隧道的裂缝情况以及结构强度、隧道的外观等方面的内容。在有关的参数符合规范要求后,方可证明隧道工程的建设质量合格。如果有参数未达到有关的标准和要求,就需要进行相应的返工处理。在隧道工程的施工中,检测技术的应用虽然能够探测出隧道缺陷,然而也会在应用的过程中对隧道的结构有一定的损伤情况。所以,隧道工程的测量施工在公路隧道的领域是急需解决的问题。之前就有一些工作人员将电磁波无损检测技术在不同种类的隧道工程测量活动中进行应用,其检测结论跟以往的损伤检测技术进行对比分析基本一致。不过,在开展测量活动的时候,没有损伤到隧道的结构。然后,无损检测技术就在隧道工程的测量活动中有着更加广泛的应用范围。
        1.无损检测技术概述
        无损检测技术的发展历经了三个主要的阶段,第一阶段是无损探伤,第二阶段是无损检测,第三阶段是无损评价。无损检测主要是通过对电、磁、光以及声等特性的应用,在不会对被检测对象造成不利的影响或者损害的情况下,对被检测对象是否存有不均匀的情况或者缺陷的现象进行检测。同时,也能够对缺陷的数量以及性质、位置、大小等参数进行确定,进而对被检测对象所处的状态进行评定所采用的一种技术方式的总称。该技术不但在产品的质量控制工作中有着特别重要的意义,而且也被当前的企业以及很多科技工作人员接纳而且认同。同时,也能够对那些正在运行状态下的设备开展在役检查活动也有特别重要的功能和意义。无损探伤技术在上世纪五六十年代就已经有一些实践应用,其作为无损检测的前期环节,主要通过对射线以及超声等技术进行应用,检测试件的异常或者缺陷情况。得出的最后检测结果分为无缺陷和有缺陷两种。在科学技术持续发展的推动下,生产实践活动对于无损检测技术也有更高的标准。在发展无损检测的时候,不但应当对试件是否存在缺陷情况进行探测,而且也应当对缺陷的具体信息进行探测。由于工业化进程的逐步推进,这也让生产活动所采用的一些构件和材料也在逐步发展和改革。尤其对在役设备的经济性和安全性有更高的标准,这就推动了无损检测技术进入到第三环节,也就是无损评价环节。无损评价是在第14届世界无损检测大会上提出的,而且以比较快的速度得到了各国无损检测行业的认可。在这一环节中,人们不但要了解和掌握缺陷的大小位置以及属性等信息,而且也要对这些缺陷信息给结构带来的影响进行分析和评估,进而得出关于综合性指标的结果。
        2.无损检测技术在隧道工程测量施工活动中的应用
        2.1无损检测技术在隧道裂缝测量施工中的具体应用
        把电磁波发射器作为电磁波信号元,通过对波导感的应用,把电磁波信号传递到隧道裂缝的测量区域。然后以无线传感器作为信号接收装置,对隧道裂缝的电磁波信号进行采集。然后以被测到的电磁波发射频率范围和具体的施工环境条件,选择适宜的无线传感器。因为隧道裂缝扩展所产生的电磁波信号范围在168-223KHz频段内,电磁波信号的峰值频率大约为210KHz。所以,电磁波信号的接收装置就是型号为DIBO-FO的上引线传感器。在完成无线传感器的安装操作之后,也需要选择更适宜的波导杆。在选择波导杆的时候,应当对隧道工程测量活动的具体作业环境进行考量。当前,在隧道工程测量活动中应用的波导杆通常都是41.5毫米的直径,钢材的厚度是10.55毫米的16号圆钢作为波导杆的母材。在波导杆的长度方面,应当考虑到具体测量活动的需要,一般都在300-500毫米的范围内。通过对固定装置的应用,把波导杆跟传感器固定在测量范围之内。然后电磁波发射器的开关采集隧道的裂纹信号。在采集电磁波信号的时候,倘若四周有一些高压电线或者电缆等金属类的介质,就会让信号采集工作受到一些干扰,进而让所采集到的电磁波信号呈现为连续性的发声信号。这时候,所采集到的发射参数对于裂纹的检测活动老师并没有实际作用。当然,这就需要对已经采集完成的电磁波信号作必要的处理操作。比如,删除无用的信号。通过对转换法的应用处理无线传感器采集到的电磁波信号,首先就需要分解已经采集到的电磁波信号,将其分解为个频段的信号,从而得到各频段的电磁波能量。之后再选取一定的频段信号做信号重组操作,
        完成重组的信号不会有太大的噪音。然后再把完成处理的电磁波信号分成同样长度的两份,用2t表示信号的长度,用a表示前半部分电磁波信号,用b表示后半部分电磁波信号,进而得出系数ρ,通过下面的公式进行计算:
 
        在公式中,n是采集的电磁波信号总数量,v是前半部分电磁波信号数量,u是后半部分电磁波信号数量。倘若得到的相关系数ρ等于0,表明隧道区域内没有裂缝的情况;倘若相关系数ρ大于0,表明隧道区域内有裂缝的情况。
        2.2无损检测技术在隧道支护结构测量施工中的应用
        在隧道的支护结构测量实践活动中,对无损检测技术的应用主要会检测锚杆的力学情况。在施工测量活动之前,应当磨平锚杆的端头。通过对无损检测仪器的应用,通过激振的方式给锚杆发射应力波,把一个检波器安装到外侧锚杆端口,主要让其用于接收锚杆体系内反射回来的反射波。将检波器接收反射波的频率宽度设定在50Hz-12KHz的范围内。为促进工程建设进度的提升,通过对插入分析法的应用,然后用六个通道同时采集信号,插入分析法能够对外界的交流干扰进行有效的抑制,让信号的处理程序得到节省。通过已经识别到的应力波信号对隧道的锚杆自由段的长度进行计算,计算所遵循的公式是
 
        在这一公式中,L要表达的隧道锚杆自由段长度,K是隧道锚固段上界面发射波信号所旅行的时间,S是应力波在自由锚杆中的具体传播速度。倘若最后得出的锚杆自由段长度比锚杆整体长度的1/3还要大,就表明锚杆在该隧道中没有表现出支护的功能。因此,应当重新开展支护施工操作。倘若得到的锚杆自由段的长度比锚杆整体长度的1/3小,就表明锚杆的工程建设质量是合格的。通过这种无损检测技术检测分析隧道支护结构和裂纹情况,进而让无损检测技术能够在隧道工程的测量施工活动中表现出更好的应用效果。
        3.结束语
        综上所述,在隧道工程的测量施工活动中应用的无损检测技术进行分析和讨论,能够推动隧道工程建设质量的提升。所以,无损检测技术在隧道工程的测量施工实践工作中,有着比较重要的推广和应用的意义。
        参考文献:
        [1]赵佳楠.无损检测技术在隧道工程测量施工中的应用[J].中国设备工程,2020(22):157-158.
        [2]马超.无损检测技术及应用[J].影像科学与光化学,2020,38(01):46-51.
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