雷达技术在公路工程隧道无损检测中的应用研究

发表时间:2021/7/1   来源:《工程建设标准化》2021年5期   作者:梁露
[导读] 公路隧道工程项目施工对于施工质量、施工安全以及施工技术的要求都相对较高
        梁露
        重庆建设工程质量监督检测中心有限公司   重庆   401120
        摘要:公路隧道工程项目施工对于施工质量、施工安全以及施工技术的要求都相对较高,为了能够最大限度地保障公路隧道工程项目的建设效率,就需要用雷达检测技术,在对公路隧道工程开展无损检测工作的过程中,确保该项技术的科学合理使用,能够建设出满足预期目标的工程项目,以此来为人们的安全出行提供可靠的保障,从而推动我国公路事业经济效益和社会效益的增长。
        关键词:雷达技术;公路工程;隧道;无损检测;应用
        1无损检测技术的应用价值
        无损检测技术在公路桥梁中的应用,具备非常显著的价值:(1)可以保障公路桥梁检测的精准性。公路桥梁检测结果的精度和准度非常重要,而在现代公路桥梁中,大量先进技术的应用虽然促进了工程整体质量和施工精度的显著提升,但是也给检测工作带来了一定的难度,依靠传统检测技术,并不能保证检测结果的精准度,无法为管理和维护部门提供准确可靠数据信息。无损检测技术的应用,能够有效满足相关检测标准的要求,也可以促进检测数据精准性的提高,为公路桥梁的检修维护提供参考依据;(2)可以保障公路桥梁检测的安全性。公路桥梁运行过程中,从保障用户生命财产安全的角度,对于桥梁的稳定性和安全性有着相当严格的要求,也必须切实提高桥梁检测的安全性。传统的检测手段会对桥梁结构产生破坏,影响桥梁的使用寿命和使用安全,无损检测技术则可以在保证检测效果的同时,避免了桥梁结构受损的问题,是一种十分安全的检测手段。
        2雷达技术在公路工程隧道无损检测中的应用要点
        2.1雷达检测指标体系及其要求
        2.1.1检测指标体系
        雷达探测技术的运用将贯穿于整个公路隧道工程的施工过程。即使在公路隧道工程竣工验收阶段,它也会以数据的形式反映出来,同时能准确观察隧道内的病害。然而,由于探地雷达技术性能的限制,无法对锚杆长度进行检测。因此,在这一环节的检测工作中,应结合其他检测方法,最终保证整个公路隧道的施工质量。
        2.1.2试验指标要求
        (1)空隙和密实度。一旦发现空洞区域,就要采用定性描述的方法进行检测,并安排二次衬砌的设计厚度。通常,混凝土的收缩会引起裂缝。当二次衬砌与支架之间出现裂缝时,高度应控制在5cm以内。由于空洞的复杂性,且与波长和速度有直接关系,空洞高度只能作为参考。同时,我们还需要对秘史进行描述,并根据密度进行划分。混凝土中常见的不密实现象是存在小空隙。
        (2)加固。雷达可以用来测量二次衬砌中的钢筋。当严格按照标准要求进行布图工作时,雷达可获得第一层钢筋的数量,从而将数量误差控制到最大。但是,对于第二层钢筋,相同的方法不得而知。
        (3)喷射混凝土厚度。在支护结构中,如果先没有刚性支护,用雷达探测法无法获得喷射混凝土的厚度参数。为了了解施工中混凝土的厚度参数,有必要进行外观检查。雷达探测喷射混凝土厚度的方法会影响混凝土厚度参数的准确性,因此只能将实测数据作为参考数据。
        (4)反转。仰拱能提供相应的深度层和厚度层参数信息,检测效果好,可作为可选的测量项目。对于深度较小的隐蔽探测工作,在明确加固数量的前提下,选择合理的频率进行探测作业。
        (5)含水。雷达回波还可以用来判断选定测量项目的含水量,检测选定测量项目的含水量。
        (6)统计衬砌厚度合格率。对于该参数的检测,为了使合格率达标,通常在隧道内设置100多个测点,以全面保证测量数据的准确性。


        2.2雷达检测过程与技术要求
        确定隧道探测线的数量和位置,要以沿道路方向为前进方向,严格按照相应规定,连续扫描拱顶、两侧墙体和路面,获取衬砌混凝土厚度参数。同时,可以根据不同的要求随意调整行数。
        (1)计算衬砌厚度时,需列出拱腰、拱顶及两侧墙体,并进行数据统计。一般情况下,双车道隧道应保证三条以上测线,3~4车道隧道应保证五条以上测线。采用纵向测线法可以为各项作业的顺利开展提供方便,而开展测量工作也需要以横向测量为辅助工作(2)对其他项目的检测,要清楚地标明起止桩号,并进行定量描述(3)为了开展检测工作,检测深度需要控制在两米以内,但在特殊情况下,深度也可达到10m(4)打印丹雷达回波彩色图像(5)衬砌厚度的绘制需要纵向测线的方法(6)严格执行疾病的评估和诊断。
        3技术的具体应用
        3.1支护厚度检测
        为了加快信号的传播速度,有必要使用天线来传输信号。雷达能在全空中直播的情况下,以最快的速度将信号反射到天线上,其次是表面波和混凝土周围的反射波。由于混凝土类型与反射波能量呈正比例分布,不同类型混凝土的反射波能量也不同。通过对雷达发射波信号的一系列检测工作,可以看出其振幅很强。根据雷达反射波的特点,可以得到混凝土厚度的相关数据,为提高检测工程质量打下良好的基础。
        3.2次砌体厚度检测
        由于一次衬砌、二次衬砌和围岩的物理性质不同,它们之间存在一定的差异。在衬砌和围岩结构中,电磁波在围岩后的传播会增大反射波振幅与图像分辨率之间的比例。同声传译不同界面产生的电磁波也会有不同的反射率,而且由于结构的不同,传播速度也会有所不同。可见,在实际检测过程中,混凝土厚度参数的判断应以反射时间和传播速度为依据。然而,无论电磁波处于哪个界面,都很难判断电磁波的传播速度。在这种情况下,我们应该通过判断隧道各层的反射时间来检测时间。当传播速度和反射时间为固定值时,借助计算公式可以得到该部位的厚度,然后利用雷达技术检测每层衬砌的厚度。一般情况下,采用探地雷达探测技术很难将喷射混凝土与衬砌分离开来。同时,在混凝土与衬砌结构紧密结合的情况下,即使采用电磁波,也不会发生反射,最终影响检测数据的准确性。
        3.3空洞区域检测与分析
        由于混凝土和空气的物理性质的影响,二者之间的差异较大,这也是造成二者之间机械介电常数差异的主要原因。衬砌施工和混凝土施工一旦达不到设计质量标准的要求,就会影响其密实度,容易导致混凝土产生裂缝。在这种情况下,如果将电磁波传输到分析界面,就会出现强烈的反射信号,混凝土结构中的裂缝和空洞会更加严重,发射图像中的界面会越来越明显。如果大部分反射波的方向相同,随着传输工作的进一步深入,反射波会逐渐增大,说明裂缝在下面。此时,根据雷达在隧道内的介电常数等信息,还可以确定空洞情况,包括空洞位置和空洞面积大小。
        结论
        总之,无损检测技术在公路桥梁检测中的应用可以取得非常积极的效果。与传统的破坏性检测相比,无损检测技术可以在不破坏桥梁主体结构的情况下检测桥梁内部缺陷,明确桥梁的技术状况,为公路桥梁的施工和运营安全提供可靠的保证。目前,公路桥梁检测中应用的无损检测技术有激光技术、图像无损检测技术、超声波技术、射线检测技术、探地雷达技术和频谱分析技术。随着桥梁技术的发展,无损检测技术的种类越来越多,对促进我国公路桥梁行业的稳定健康发展起到了积极的作用。
        参考文献:
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