隧道衬砌快速无损检测解决方案

2018-09-21
欧美大地仪器设备中国有限公司
应用行业：

内容节点: 概述; 实验/设备条件; 样品提取; 实验/操作方法; 实验结果/结论; 仪器/耗材清单

隧道衬砌无损评估

采用探达，红外热像和高清图像整合系统

隧道结构总是处在相对潮湿环境中，随着时间的推移，会出现混凝土衬砌恶化，钢筋锈蚀，衬砌背后空洞，渗水等病害现象，威胁到隧道的安全运营。对衬砌检测与评估也面临许多困难，如关闭隧道，每次只能检测一个侧面，面砖遮蔽问题，检测操作等。当前人工检测方法和破坏性检测方法是有的，但也面临困难，劳动强度大，关闭隧道费用昂贵等，因此，开发一套快速，经济有效的隧道无损检测解决方案来保证隧道安全是有必要的。

美国SHRP2提出了一套无损检测解决方案，在这个方案中，提出整合探达（GPR），红外热成像仪（IRT）和高清视频图像系统（HRI）多种技术互相对比验证，有效地解决隧道衬砌检测问题。

优点

● 无损

● 非接触

● 快速检测（16-24公里/小时）

● GPR 对于GPR，不受表面材料（面砖）影响

检测项目

● 衬砌厚度与钢筋深度

● 混凝土衬砌恶化与剥离

● 衬砌与基岩间的脱空

● 衬砌背部渗水

● 裂缝探测

检测方法

探达沿隧道纵向扫面，每隔一米布设一条测线；红外热成像仪与高清摄像机沿隧道纵向采集，分左右立面与拱顶。检测速度控制在16-24公里/小时。

应用案例

美国匹兹堡阿姆斯壮隧道检测应用案例（Armstrong Tunnel）（2015年9月22-25日）：

阿姆斯壮隧道

阿姆斯壮隧道热成像

GPR信号衰减分布图（东西墙对比）

介电常数分布（东西墙对比）

IRT 红外温度分布图

从以上图片可以看到：

● 42英尺处，有面砖脱胶：HRI未发现，IRT低温，GPR衰减小，GPR介电常数小；

● 80英尺处，衬砌恶化：HRI面砖丢失，IRT温度无变化，GPR衰减大，GPR介电常数小；

● 100英尺处，衬砌恶化：HRI面砖丢失，IRT温度无变化，GPR衰减大，GPR介电常数小；

检测结果

● 混凝土衬砌恶化

a.基于ASTM D6087-03，对探达信号衰减测量

b.墙面区，信号中度和高度衰减为14.4%，低衰减为10.9%

● 混凝土衬砌内部含水

a.采用GPR测量介电常数方法

b.墙立面14.1%被测到高含水（10%以上）

c.墙立面73.4%被测到中等含水（2-10%）

d.墙立面12.5%被测到低含水（<2%）

结论与建议

实践表明SHRP2定义的隧道无损评估是可行的。无损检测方法与实际情况有很好的吻合。这套系统是专门针对隧道衬砌检测而开发的，几种不同的技术互相验证对比并结合。