隧道工程无损检测技术
隧道工程质量无损检测的方法组合探讨
隧道工程质量无损检测的方法组合探讨摘要：随着我国经济的快速发展，城市基础项目建设不断扩大规模，开发和投资力度进一步得到增加。
在中国道路工程的实际施工过程中，隧道的施工仍然存在着很大程度的技术困难，提高隧道施工技术的施工质量水平和施工安全，才能真正全面提高整体道路的施工技术水平。
目前进行的地下隧道的施工过程中，为了达到安全性方面的综合考量，在隧道施工进行前就必须要对整个隧道地质状况结构等方面进行全面检查，主要采用到的检测方式之一便是隧道无损探伤测试技术。
本文对隧道工程质量无损检测的方法组合进行探讨，以期为无损检测技术在隧道工程中更好的应用提供参考。
关键词：无损检测技术；隧道施工；方法引言近年来，随着科技水平的提高，无损检测技术在隧道质量检测领域中得到广泛应用。
通过无损检测技术，可以在不破坏隧道结构形态与施工成品的前提下顺利完成质量检测作业，并准确识别到更多的质量通病、质量隐患，这对隧道工程建设质量与综合效益的提升有重要的意义。
因此，为进一步保证隧道工程安全，应切实提高无损检测技术应用水平，为技术大规模应用推广奠定坚实基础，从而提高隧道质量检测质量。
1无损检测技术在隧道工程中的应用重要性隧道工程项目在投入正式运营时，由于受到长期车辆荷载反复作用影响，同时受到环境温度以及化学物质等各方面因素条件的侵蚀，隧道工程自身使用性能从原理角度出发已经逐渐呈现出不断退化的状态。
为了尽可能避免其出现一系列使用安全的问题，需要结合实际情况，积极采取有针对性的检测技术，对隧道工程具体使用情况进行有效测试。
但是切记不能对隧道工程造成任何的损害影响，否则势必会导致隧道工程使用性能受到不良影响。
无损检测技术在应用时，对隧道工程相关参数进行快速有效的测量和获取，对其自身性能情况进行确定。
同时对可能会出现的一系列病害问题进行快速有效判断，保证整个检测结果具有一定准确性和有效性，促使检测工作能够得到全方位有效执行，为检测工作的执行质量以及效率提升提供保证。
隧道工程衬砌地质雷达无损检测技术
隧道⼯程衬砌地质雷达⽆损检测技术隧道衬砌质量地质雷达⽆损检测技术1 前⾔1.1⼯艺概况铁路隧道衬砌是隐蔽⼯程，⽤传统的⽬测或钻孔对其质量进⾏检测有较⼤的局限性；应⽤物理勘探的⽅法对隧道衬砌混凝⼟进⾏⽆损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。
1.2⼯艺原理电磁反射波法（地质雷达）由主机、天线和配套软件等⼏部分组成。
根据电磁波在有耗介质中的传播特性，当发射天线向被测介质发射⾼频脉冲电磁波时，电磁波遇到不均匀体(接⼝)时会反射⼀部分电磁波，其反射系数主要取决于被测介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进⾏适时接收和处理，达到探测识别⽬标物体的⽬的(图1)。
图1 地质雷达基本原理⽰意图电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT，即可据下式算出异常介质的埋藏深度H：H V T=??2 (1)式中，V 是电磁波在介质中的传播速度，其⼤⼩由下式表⽰：V C =ε (2)式中，C 是电磁波在⼤⽓中的传播速度，约为3.0×108m/s ；ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。
雷达波反射信号的振幅与反射系统成正⽐，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表⽰为：2121εεεε+-=r (3)反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越⼤，反射信号越强。
雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。
电导率越⾼，穿透深度越⼩；频率越⾼，穿透深度越⼩。
2 ⼯艺特点电磁反射波法（地质雷达）能够预测隧道施⼯中衬砌的各种质量问题，分辨率⾼，精度⾼，探测深度⼀般在0.5m ～2.0m 左右。
利⽤⾼频电磁脉冲波的反射，中⼼⼯作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz ；采⽤宽带短脉冲和⾼采样率，分辨率较⾼；采⽤可调程序⾼次迭加和多波处理等信号恢复技术，⼤⼤改善了信噪⽐和图像显⽰性能。
（1）操作简单，对⼯作环境要求不⾼；（2）对衬砌隐蔽⼯程质量问题性质判断⼀般精度较⾼，分辨率可达到2～5cm ，检测的深度、结构尺⼨以及⾥程偏差或误差⼩于10%，缺陷类型识别准确度达95%以上；（3）通过专业的RADAN 6.0分析软件，专业的技术⼈员可以迅速的完成数据处理等。
桥隧工程健康检测技术工艺
桥隧工程健康检测技术工艺桥隧工程健康检测技术工艺引言：桥隧工程是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分，其安全性和稳定性对于交通运输的顺畅和人民生命财产安全至关重要。
然而，由于长期使用和自然环境的影响，桥隧工程可能会出现各种损坏和病害问题。
开展桥隧工程健康检测是保障其正常运行和延长使用寿命的关键。
一、传统检测技术1. 目视检查：传统的桥隧工程健康检测方法之一是通过目视检查进行表面观察。
这种方法简单直观，但无法发现深层次的问题。
2. 物理探测：利用物理手段如敲击、声波等来探测结构是否存在损坏或空洞等问题。
这种方法可以发现一些明显的破损情况，但对于细微的问题可能无法准确判断。
二、非破坏性测试技术1. 超声波检测：利用超声波在材料中传播时受到不同材料特性影响而产生反射、折射等现象，通过接收和分析超声波信号来判断结构的健康状况。
2. 磁粉探伤：利用磁粉颗粒在磁场作用下在材料表面形成磁线，通过观察磁粉的分布情况来判断材料是否存在裂纹、缺陷等问题。
3. 红外热像检测：利用红外辐射技术来检测结构表面温度分布的差异，从而判断结构是否存在隐患。
三、无损检测技术1. 振动测试：通过给结构施加外力或监测自然振动来获取结构的固有频率和振动模态，从而推断出结构的健康状态。
2. 声发射检测：通过监测结构在加载过程中产生的声波信号，分析其频谱和幅值等特征来判断结构是否存在损伤。
四、图像处理技术1. 摄像头监测：安装摄像头对桥隧工程进行实时监测，通过图像处理算法对视频进行分析和识别，以发现可能存在的问题。
2. 三维激光扫描：利用激光扫描仪对桥隧工程进行三维扫描，生成高精度的点云数据，并通过图像处理算法进行分析和比对，以检测结构的变形和损伤情况。
五、无人机技术1. 空中摄影测量：利用无人机搭载的相机进行航拍，获取高分辨率的图像数据，通过图像处理和三维重建技术对桥隧工程进行检测和分析。
2. 热成像检测：利用无人机搭载的热红外相机对桥隧工程进行热成像检测，通过分析结构表面温度差异来判断结构是否存在异常情况。
高速公路隧道衬砌质量无损检测技术规程
公路隧道衬砌质量无损检测技术规程1范围本标准规定了公路隧道衬砌质量无损检测方法。
本标准适用于山西省境内公路隧道衬砌施工过程、工程验收及运营维护的质量检测。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JTG F60-2009公路隧道施工技术规范JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程3术语和定义3.1地质雷达法借助空间探测雷达原理，使用仪器向被探测物体（地质体、建筑物等）发射高频电磁波束，通过观测研究反射电磁波的时间滞后及强弱特征，来研究地质体的电磁勘探法。
3.2声波反射法利用激振声波信号，实测加速度或速度响应曲线，依据波动理论进行分析，评价锚杆锚固质量的无损检测方法。
3.3介电常数介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，在相同的原电场中某一介质中的电容率与真空中的电容率的比值即为介电常数。
3.4相对介电常数介质相对于真空的介电常数。
3.5采样率每个采样周期的采样点数。
3.6采样间隔相邻采样点间的采样时间间隔。
3.7时窗信号采集的时间范围。
3.8直达波由信号发射端直接传播到接收端的波。
3.9有效异常检测目标体产生的异常。
3.10干扰异常检测目标体以外的其他因素引起的异常。
3.11二度体具有一定走向，且沿走向方向变化不明显的目标体。
3.12三度体没有明显走向的不规则目标体，是三维空间函数。
3.13锚杆锚固岩体、维护围岩稳定的杆系状结构物。
本标准中所涉及的锚杆均指系统锚杆。
3.14频率域以频率作为变数对振动所进行的研究。
3.15锚固段通过粘结材料或机械装置将锚杆与周围介质锚固的部分。
3.16自由段利用弹性伸长将拉力传递给锚固体，且运行期内能够适应设计范围内的拉力变化以及伸缩和弯曲变形的杆体部分。
3.17锚固密实度锚杆孔中填充粘结物的密实程度，一般用锚杆孔中有效锚固长度占锚杆设计长度的百分比来评价。
公路隧道的无损检测与养护管理技术
公路隧道的无损检测与养护管理技术摘要：随着高速公路的快速发展，隧道的数量和长度也在不断增加，如何能快速、准确地对隧道进行检测，既能保证施工质量，又能快速地检测，保证施工进度，隧道无损检测技术由此而产生。
本文主要介绍了地质雷达法和超声波法等隧道无损检测方法，并对隧道胡养护管理进行了简单分析损检测的新技术关键词：无损检测；地质雷达法；超声波法引言随着交通行业的大力发展，新增里程显著，规模和数量居世界前列。
当前，国家进一步加大交通基础设施建设投资力度，给公路建设带来了前所未有的机遇和挑战。
无损检测技术是保证隧道安全运营的重要手段，而在大规模的建设的同时养护管理工作也同样重要。
一、主要的路基路面无损检测技术1、频谱分析技术频谱分析检测技术是通过对不同传播介质中传播表面波的传播频率进行分析来完成检测的一种技术。
其检测原理分析如下：即在高速公路的路面上，进行短暂快速的一次冲击，以该冲击源为中心将会产生一系列的频率波，并顺着地表向下传播一定的距离，并向四周传播的瑞雷波面，改变冲击的力度及方式会改变瑞雷面波的频率及信号类型，这样便可在多处布置传感器，并检测不同波的频率。
根据所接收波的频率变化，通过频率的分析技术，对不同深度的分层介质的力学性能进行分析，从而实现快速、准确的检测。
2、图像技术图像技术主要是指红外成像及激光全息图像技术。
红外成像技术是指通过对不同材料导热性能不同原理的应用来工作的，借助精度较高的热敏传感器对结构内部的温度分布及热传导进行检测分析，并将检测结果以图像的方式显示出来，以达到了解其内部情况的目的。
而激光全息图像技术是指以全息方式获得的全息图为主要的研究对象，依靠研究全息图所得的各项数据而获得相关力学数据，该方法可为管理人员提供整个场地的状况，并且检测结果可靠性、直观性较好超声波检测技术超声波检测技术根据在介质中布置的不同位置的传感器所测量的超声波在介质中所传播的波的各项参数，来判断其路面结构内部的破损状况的一种检测方法。
隧道衬砌地质雷达无损检测技术
隧道衬砌地质雷达无损检测技术引言近年来，随着城市建设和交通网络的不断扩张，隧道在交通和地下工程中扮演着重要的角色。
然而，由于隧道的地下环境复杂多变，隧道的衬砌状况无法直接观测和评估，给隧道的安全运行带来潜在风险。
因此，开发一种准确、高效的无损检测技术对于保障隧道的安全运行至关重要。
本文将介绍一种基于地质雷达的隧道衬砌无损检测技术，该技术能够在不破坏隧道结构的情况下，对隧道衬砌的状况进行非接触式检测和评估。
地质雷达技术简介地质雷达技术是一种利用电磁波原理进行非接触探测的技术。
它能够通过测量电磁波在地下介质中的传播时间、反射和衰减情况来获取地下物体的信息。
地质雷达可以探测地下的岩体、土层、管线等物体，因此在地质勘探、矿山勘查、地质灾害预警等领域有着广泛的应用。
隧道衬砌无损检测技术原理隧道衬砌无损检测技术基于地质雷达技术，通过在隧道壁面布设接收天线和发射天线，发射和接收地质雷达信号。
隧道衬砌无损检测技术主要包括以下几个步骤：1.信号发射：通过发射天线向隧道衬砌发射地质雷达信号。
2.信号传播和反射：地质雷达信号在衬砌中传播，部分信号会因为界面反射而返回接收天线。
3.信号接收：接收天线接收到反射信号，并将信号送入接收系统进行处理。
4.数据处理和分析：通过处理和分析接收信号，提取出衬砌的信息，如衬砌的位置、变形情况等。
5.结果展示和评估：将处理得到的信息进行可视化展示，并进行评估和判断。
隧道衬砌无损检测技术优势相比于传统的检测方法，隧道衬砌无损检测技术具有以下几个优势：1.非接触式检测：地质雷达技术是一种非接触式探测技术，可以在不破坏隧道结构的情况下进行检测。
2.高效快速：隧道衬砌无损检测技术可以实现较快的检测速度，大大提高了检测的效率。
3.多参数信息获取：通过地质雷达技术，可以获取到衬砌的位置、变形情况等多个参数信息，为后续评估和维护提供详细数据支持。
隧道衬砌无损检测技术应用案例隧道衬砌无损检测技术已经在实际工程中得到了广泛的应用。
隧道工程无损检测技术解决方案
隧道工程无损检测技术解决方案
3.1隧道锚杆长度及密实度检测技术方案
（1）背景
锚杆在隧道初期支护起到支撑作用、加固围岩、提高层间摩阻力，形成“组合梁”、“悬吊”作用。
但由于锚杆工程隐蔽性强、施工工艺复杂、影响因素较多，容易出现锚杆长度短缺、灌浆质量不佳等问题，从而给工程质量造成巨大的安全隐患。
因此在施工完成后，需要采用有效的检测方法对锚杆的长度和注浆密实度进行检查。
（2）检测依据
1.《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）
2.《锚杆锚固质量无损检测技术规程》（JGJ/T182-2009）
3.《水利水电工程锚杆无损检测规程》（DL/T5424-2009）
4.《铁路隧道锚杆支护技术规范》（Q/CR 9248-2020）
（3）测试原理
锚杆长度及灌浆密实度测试，主要利用弹性波的反射特性、波形对比及衰减特性；通过弹性波的反射时间及对应波速可检测出锚杆长度，通过波形对比及衰减特性可确定锚杆灌浆密实度。
锚杆长度及密实度检测示意图
（4）工程案例。
隧道工程无损检测技术
• 无论是从“松动压力”或“变形压力”观点出发，松 弛带之范围大小都是设计隧道和评价围岩稳定性的重 要参数之一。
• 采用声波探测技术，可以在隧道施工现场测定松弛带 的性状和范围。
5
松弛带的测定方法：
• 在施工毛洞中选择代表性断面，布置若干组 测孔，用单孔法或双孔法进行声测。测出隧 道围岩径向的纵波速度Vp、横波速度Vs，动 模量 等参数，作为判断松弛带范围的依据。
17
• 常规情况一般仅采用单一的注浆前后的声波 纵波或横波波速的对比来进行评价，最近较 常采用的是综合利用声波纵波和横波波速， 及用下式换算得到有关围岩各项物理力学指 标(剪切模量和动弹性模量)后，再进行评价。
动剪切模量
Gd Vs2
动弹性模量
Ed
Vs2 3Vp2 4Vs2
Vp2 Vs 2
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一维弹性杆件 反射系数公式：
杆长计算公式：
R 1V1 A1 2V2 A2 2V2 A2 1V1 A1
L V t2
砂浆饱和度计算公式： D (L L1) / L
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• 由反射系数公式可知，当应力波从正常的锚杆部 位传到空浆部位, 波阻抗相对变小, 其反射系数为 正值，空浆部位的反射波和入射波相位同相, 锚 杆底部如和岩体接触的不紧密, 底部反射会明显 且和入射波同相位。应力波传播到不密实部位通 常表现为波幅的突然衰减。应力波反射法就是在 实测波形中找出不符合衰减规律的波, 例如相对 前后波幅突然增大或减小的波, 结合仪器给定的 其他参数, 综合判断锚杆质量。
隧道分类<按不同性质分为不同的种类>
1、按地质条件：土质隧道、岩质隧道
2、按埋置深度：深埋隧道
埋深h≥3D
隧道建设中的隧道检测技术有哪些进展
隧道建设中的隧道检测技术有哪些进展在现代交通基础设施的建设中，隧道扮演着至关重要的角色。
为了确保隧道的安全性、稳定性和耐久性，隧道检测技术不断发展和创新。
这些技术的进步对于及时发现隧道结构的缺陷和潜在问题，保障隧道的正常运营和人员的生命财产安全具有重要意义。
传统的隧道检测方法主要包括人工目视检查和简单的测量工具。
人工目视检查依赖于检测人员的经验和观察力，通过肉眼观察隧道表面的裂缝、渗漏水、剥落等现象。
然而，这种方法存在主观性强、效率低下、难以发现内部缺陷等局限性。
简单的测量工具如尺子、水准仪等，虽然能够提供一些基本的几何参数，但对于复杂的结构问题往往无能为力。
随着科技的飞速发展，一系列先进的检测技术应运而生。
其中，地质雷达检测技术是一种应用广泛的无损检测方法。
地质雷达通过向隧道结构内部发射高频电磁波，并接收反射回来的信号，从而获取隧道内部的结构信息。
它能够有效地检测隧道衬砌的厚度、背后空洞、钢筋分布等情况。
与传统方法相比，地质雷达具有检测速度快、精度高、结果直观等优点，为隧道质量评估提供了重要依据。
超声波检测技术在隧道检测中也发挥着重要作用。
超声波在介质中传播时，遇到不同的界面会产生反射和折射。
通过分析超声波的传播特性，可以判断隧道结构内部的缺陷类型、位置和大小。
例如，对于混凝土结构中的裂缝、疏松等缺陷，超声波检测能够提供较为准确的评估。
此外，超声波检测还可以用于检测岩石的强度和完整性，为隧道围岩的稳定性分析提供支持。
激光扫描技术为隧道检测带来了全新的视角。
通过高速旋转的激光扫描仪，能够快速获取隧道表面的三维点云数据。
这些数据经过处理后，可以生成高精度的隧道三维模型，直观地展示隧道的几何形状和表面特征。
利用激光扫描技术，可以检测隧道的变形、收敛等情况，对于监测隧道结构的长期稳定性具有重要意义。
同时，结合图像处理和数据分析算法，还能够自动识别隧道表面的裂缝等缺陷，提高检测效率和准确性。
此外，红外热成像技术在隧道检测中也逐渐得到应用。
隧道病害无损检测技术
隧道病害无损检测技术隧道病害无损检测技术的研究与应用摘要：隧道病害无损检测技术是在传统隧道检测技术的基础上发展起来的，具有高效、精准、快捷等特点。
本文主要介绍了该技术的研究意义、研究现状、技术原理、检测方法和应用案例等方面，旨在为相关领域的研究提供参考。
第一章：引言随着交通事业的发展和城市化进程的不断加速，隧道建设已经成为现代城市中不可或缺的一部分。
然而，由于隧道建设的复杂性和特殊环境的影响，隧道病害问题一直是公路、铁路和城市交通建设中的重要问题之一。
因此，研究隧道病害检测技术具有重要意义。
传统的隧道检测技术，如视觉检测、手工测量等，效率低下、精度不高、工作强度大，难以满足现代隧道建设对快速、精准、安全的检测要求。
近年来，隧道病害无损检测技术得到了快速发展，成为研究热点，其主要特点是兼具了高效、快捷、精准、无损等多项优势。
本文将从研究现状、技术原理、检测方法、应用案例等四个方面，对隧道病害无损检测技术进行介绍。
第二章：研究现状近年来，隧道病害的无损检测技术已经取得了一定的发展。
无损检测技术主要包括激光扫描技术、地震成像技术、超声波检测技术、声波波谱检测技术、电子束检测技术和红外热像检测技术等。
其中，激光扫描技术在几何测量方面效率高、精度高，能够制作出准确的隧道三维模型，有利于隧道病害的检测和定量分析；地震成像技术依靠地震波（包括横波和纵波）的传播特性，在探测隧道内部缺陷和裂缝时效果较好；超声波检测技术主要是利用超声波在材料中传播时的反射、折射和穿透等现象，对隧道病害的检测也具有较好的效果。
声波波谱检测技术则进一步利用了声谱分析技术，从声波相位和振幅的变化上分析声波在介质中传播时所受到的阻尼、吸收和散射等因素。
电子束检测技术相比其他技术则具有更高的分辨率，可以检测到微小的病害位移和变形，但其检测时间要相对较长。
红外热像检测技术则是通过检测物体发射的红外辐射来反映其表面及内部结构状态，对隧道病害的检测在在热量扩散、热容变化等方面表现优秀。
隧道工程的无损检测与病害诊断技术
隧道工程的无损检测与病害诊断技术摘要：随着隧道工程的发展，隧道运营过程中逐渐暴露出诸多病害，严重影响行车安全。
本文对目前隧道工程的常见病害产生的原因进行了分析，并提出病害的处治意见，同时介绍了运营期隧道的无损检测技术。
关键词：隧道隧道无损检测病害处治由于隧道工程特殊的赋存环境，在隧道运营后，隧道病害具有隐蔽性强、诊断难、治理难的特点。
运营期的隧道检测既不能破坏其原有结构，也不能影响隧道的正常运营，因此隧道工程结构的无损检测、健康诊断、常见病害处理等已经成为工程界和学术界关注的问题1隧道隧道无损检测项目及方法1.1 隧道隧道结构主要尺寸检测隧道隧道结构的尺寸主要采用激光隧道断面仪和全站仪进行检测。
通过对隧道隧道结构主要尺寸的检测，查看隧道断面净空状态，判断隧道是否侵入界限。
1.2 裂缝观测对衬砌上的裂缝采用目测为主，辅以裂缝测宽仪量测，用钢卷尺量测裂缝长度与间距。
主要量测裂缝的尺寸及深度，并提交病害分格检测展示图，从而了解不同段落裂缝病害的分布规律。
1.3 结构密实度无损检测主要采用地质雷达进行检测。
通过地质雷达检测可以得到衬砌厚度数据、背后空洞分布情况等内容。
1.4 结构强度检测结构强度主要采用结构回弹仪进行检测。
因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度推求混凝土的抗压强度，从而评判结构的强度。
1.5 钢筋锈蚀受力检测本检测项目采用仪器为钢筋锈蚀检测仪，通过测得的电位值评估钢筋的锈蚀状态。
2隧道常见病害成因分析2.1结构裂缝隧道工程中结构裂缝表现为道床裂缝、边墙裂缝、顶板裂缝等形式。
结构裂缝的出现往往是在设计、施工过程中多方面的因素导致的，常见主因主要包括以下几点：①差异沉降。
在设计过程中，由于设计方案不合理，使得地基加固效果不佳，导致地基工后沉降及纵向差异沉降较大，其值大于结构允许范围后，势必造成结构病害性裂缝。
同时，设计人员对围岩类别判断有误，致使衬砌设计厚度不足，也会因承载力不足而导致裂缝的发生。
隧道工程无损检测技术分类介绍
• 围岩不同分带，其波传播特征是：①应力升高的裂隙 压密带，表现为波的相对高速区；②应力下降的裂隙 张裂或松动圈，表现为相对低速区；③原岩应力状态 为原岩正常的波速区。
• 根据实测资料，典型的Vp-L曲线，大致可归纳为四 种： (a)“一”型，无明显分带，围岩较完整； (b)“ㄟ”型，无松弛带，有应力升高，围岩较坚硬； (c)“厂”型，无应力升高带，有松弛带； (d)“凸”型，松弛带和应力升高均有。
4
4.1.1 围岩松弛带声波检测
• 隧道在开挖前，岩体应力处于平衡状态，开 挖后出现自由空间，周围的应力状态发生变
化，进行新的调ห้องสมุดไป่ตู้，应力重分布，既所谓二 次应力效应；
• 二次应力场性态除了与岩土体性质有关外， 主要与隧道开挖的形状、尺寸以及开挖方式
有关，其应力大小与隧道地区初始应力、构 造背景、埋深及地下水活动等条件有关；
V
式中：R---松弛带厚度(m)；D---开挖断面宽度(m)； h--开挖断面高度 ；v、V---围岩、岩石试件波速(m/s)。
②掘进机开挖(大约为 爆破的1/2左右)
R
0.06 6.0
v
v
2
V
③对塑性变形
及膨胀围岩：
R 8.0e0.35v
11
测试注意问题
1. 传感器耦合：声波测孔的耦合有两种方法, 一种是干耦合, 另一种是水耦合
• 异于开挖前的岩体，或受开挖影响范围内的
岩体称“围岩”；而强度有明显降低、产生
塑性变形范围的岩带称“松弛带”。
5
h
b 2 fk
• 围岩松弛带的性态和范围的确定，是隧道支护设计和 评判围岩稳定的重要参数之一。过去铁道部门以普氏
理论的 fk 值(普氏系数、拟摩擦系数)来确定所谓
隧道土建结构检测项目及无损检测方法的应用
（2）净空断面检测
检测隧道净空断面实际轮廓，检查是否存在侵入 设计内轮廓线，是否侵入建筑限界。激光断面
仪法、隧道立体全扫描—隧道三维激光扫描 仪。
断面仪测量初支轮廓图
53
3.5 隧道衬砌质量雷达检测
直接钻孔法除了有不能以点代面的局限性外， 钻孔会击穿防水板造成隧道地下水的渗漏，因 此很少使用。 无损检测方法主要有两种：地质雷达法和声波 法(冲击回波法、反射波法)。 地质雷达具有检测速度快、分辨率高、结果图 像直观等优点，是衬砌无损检测的主要方式、 本节介绍下地质雷达法检测。
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Байду номын сангаас
钢筋锈蚀电位检测
• 钢筋锈蚀是影响结构物耐久性的主要因素之 一，钢筋锈蚀程度逐步严重直接影响到结构 物的安全使用。
• 半电池电位法是指利用混凝土中钢筋锈蚀的电 化学反应引起的电位变化来测定钢筋的锈蚀状 态。通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混 凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的 大小，来评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。
31
（1）基本原理 （2）判断的基本依据：
• 1） 声时（声速） • 2） 波幅的变化 • 3）主频（或频谱）的变化 • 4） 波形畸变
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（3）测试方法
测试方法总体分为两类： 第一类采用厚度式 换能器（平面探头）进行平面测试；第二 类采用径向振动式换能器进行钻孔测试。
平面测试方法有对测法、斜测法和单面平测 法。混凝土不密实区和空洞、结合面质量 检测采用对测法或斜测法，或两者相结合 。表层损伤一般采用单面平测法。
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21
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检测实例
测区共检测20个测点，检测数据矩阵和等值线图
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混凝土中氯离子含量的测定与评定
隧道施工技术检测内容和试验方法
隧道施工技术检测内容和试验方法一、隧道施工技术检测内容1.隧道开挖质量检测：包括路基平整度、边坡稳定性、土层厚度等检测，可以使用地质雷达、地质钻探等方法。
2.支护结构检测：包括支护结构的稳定性、变形情况等检测，可以使用回弹仪、应变计等方法。
3.隧道地质构造检测：包括地层岩性、地形地貌等构造检测，可以使用地质雷达、地探仪等方法。
4.隧道施工工艺检测：包括施工工艺的合理性、施工进度等检测，可以使用摄像机、测量仪器等方法。
5.隧道材料检测：包括隧道支护材料、混凝土等材料的质量和性能检测，可以使用强度试验、成分分析等方法。
6.开挖工程检测：包括隧道开挖范围、开挖深度等检测，可以使用摄像机、测量仪器等方法。
7.隧道衬砌检测：包括衬砌的质量和稳定性检测，可以使用超声波检测、摄像机等方法。
二、隧道施工技术试验方法1.地质勘探试验：通过地质雷达、地探仪等方法对隧道附近地质情况进行勘探，确定隧道开挖的地层情况，预测可能遇到的地质灾害。
2.材料强度试验：对隧道支护材料、混凝土等材料进行强度试验，确定其质量和性能是否符合设计要求。
3.支护结构变形试验：对隧道支护结构进行变形监测，使用应变计、回弹仪等方法，评估支护结构的变形情况，确保支护结构的稳定性。
4.隧道开挖工程试验：对隧道开挖工程进行施工进度、开挖深度等试验监测，使用摄像机、测量仪器等方法，确保开挖工程的质量和进度。
5.衬砌施工试验：对隧道衬砌施工进行试验监测，使用超声波检测、摄像机等方法，评估衬砌的质量和稳定性。
6.隧道施工过程试验：对隧道施工过程中的工艺、材料等进行试验监测，使用摄像机、测量仪器等方法，确保隧道施工的安全性和质量。
总结：隧道施工技术检测内容包括隧道开挖质量、支护结构、地质构造、施工工艺、材料、开挖工程和衬砌等，试验方法包括地质勘探试验、材料强度试验、支护结构变形试验、隧道开挖工程试验、衬砌施工试验和隧道施工过程试验等。
这些检测和试验方法可以确保隧道施工的质量和安全性，提高隧道工程的可靠性和稳定性。
公路隧道的无损检测与养护管理技术
建材发展导向2018年第19期284随着我国公路建设里程增加，公路隧道的数量也呈现出明显增加。
公路隧道经过长期使用会产生一些病害，如漏水、裂缝等，这些问题会缩短隧道的使用寿命，直接影响列车行驶安全，提高运营成本。
隧道运维养护中无损检测技术较为常见，有必要做好相关分析研究工作。
1 无损检测技术概述1.1 大地雷达检测法。
大地雷达检测法，电磁波通过表层上的发射器发射，电磁波直接穿过被检测媒介。
公路隧道材料存在不均匀性与导电差异性，电磁波经过后振幅出现不同程度的削减，同时信号传达抵达中断点后天线接收介电性的发射。
通过移动发射天线，电磁波在隧道表层出现不同程度的变化。
1.2 红外线现场照相。
红外线现场照相技术，隧道内部岩石的表面温度辐射利用红外线热像仪进行拍摄记录，利用仪器内部配置的记录装置详细记录，全面记录实时捕获的信息。
当隧道内部结构存在破损或其他情况时，检测设备上会出现温度变化等，技术人人员通过对比分析检测仪记录情况，经过计算、分析得出隧道内部岩石结构情况。
1.3 多普分析测量法。
所谓多普勒分析法，指的是利用特种滤光镜对公路隧道表面进行拍照，各种滤光镜至少要经过同一位置一次，然后分析已经拍摄好的胶片，将黑白照片放置在彩色背景下仔细观察，详细观察可以明显到很多细小的灰色阴影，重合不同胶片可以看到不同的细小的光色，可以分析得到墙体表面的问题。
2 公路隧道养护管理技术分析2.1 隧道维修管理基本模式。
由于自然条件等因素的影响，隧道在使用过程中的寿命会大大缩短，同时结构物的安全性和持久性也存在一定差异，这为后期的维护管理造成一定的挑战。
在维修管理中需要尽可能掌握可能存在的病害，通过及时对原因和损伤情况进行分析，采取科学合理的措施进行补救。
2.2 隧道的养护作业模式。
（1）多个工种进行综合作业。
通过全面负责管理施工工作，拟定维修方案，并做好各个工种之间的衔接，并提前向养护管理中心提交计划，管理中心指定详细的维护计划，避免不同工种相互影响，充分考虑监控与巡检部门所提供的信息调整维修方案。
公路隧道无损检测技术应用探讨
公路隧道无损检测技术应用探讨摘要：在公路隧道建设的过程中，为了及时发现其中所产生的质量问题，需要充分发挥无损检测技术的优势，快速地找到其中所产生的病害，之后再提出更加科学的应对方案，凸显无损检测技术的利用优势。
本文简述了公路隧道无损检测技术的作用以及依据，探讨了公路隧道无损检测技术的应用，为公路隧道的施工及营运检测提供参考。
关键词：公路隧道；无损检测技术；应用探讨在公路隧道建设的过程中，对质量安全有着较高的要求，为了减少各种安全事故的发生以及所产生的损失，在实际工作中需要充分地发挥无损检测技术的优势，创新现有的检测模式，并且还需要严格地核对各项数值，提出有效的应对方案以及改进措施，全面保障公路隧道无损检测技术的利用效果，提高公路隧道建设的水平[1]。
1、公路隧道无损检测技术的作用以及依据1.1公路隧道无损检测技术的作用为了满足公路隧道营运的要求，在实际工作中需要加强对公路隧道无损检测技术的科学实施，严格按照相关的标准提出有效的检测方案，使各项工作可以更加有序地进行。
在进行公路隧道无损检测过程中能够通过对公路隧道质量的系统性评定和量化分析，掌握公路隧道各项指标，进一步地为后续养护工作提供重要的依据，同时也可以快速地发现在公路隧道施工中存在的质量问题，优化现场的工作方案，使各项施工可以更加顺利地进行[2]。
运用公路隧道无损检测技术可以使各项配比变得更加合理，减少前期的成本投入，进一步地提高整体的施工管理水平，促进各项管理工作能够具备较强的通畅性。
通过科学而有效的公路隧道质量检测工作能够防止工程事故的发生，使各项工程能够满足高质量的建设标准。
例如在工程竣工验收中能够配合着公路隧道无损检测技术来做到工程质量等级的科学划分，完善当前的评价模式，为公路隧道营运提供重要的保障[3]。
从中可以看出公路隧道无损检测技术中的优势较为突出，不仅可以保证公路隧道本身的质量，还有助于使公路隧道的施工工期能够符合预期要求，减少各种质量问题的发生，全面提高公路隧道的整体效益。
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锚杆周围砂浆密实度90%以上，锚 2L/c时刻前无砂浆缺陷反射 固段砂浆密实，砂浆与周围岩土 波，锚杆底部反射不明显， 体密贴 信号衰减明显。 砂浆密实程度75%以上，锚固段砂 2L/c时刻前出现轻微砂浆缺 浆基本密实，砂浆与周围岩土体 陷反射波，但锚固段无砂浆 基本密贴。周围砂浆有轻微缺陷。 缺陷，锚杆底部反射较明显， 信号衰减较明显 砂浆密实程度＜75%，锚固段砂浆 有明显缺陷反射波 不密实，砂浆与周围岩土体不密 贴。周围砂浆有明显缺陷。
2. 声波发射震源：有自发射（一发二收）、电 火花、锤击
– 自发射能量小、测距短，适用于单孔； – 电火花能量较大，可用于跨孔，一般需要交流电 源，在洞室内难度大； – 锤击硐壁表面，能量大，适用单孔。
3. 跨孔孔斜校正：跨孔测试要求对穿测试孔平行, 但
在洞室内很难做到, 当出现两个孔的方位和倾角都不 一致时, 就应进行孔斜校正, 以保证测试成果的可靠 性。
式中：R---松弛带厚度(m)；D---开挖断面宽度(m)； h--开挖断面高度 ；v、V---围岩、岩石试件波速(m/s)。
②掘进机开挖(大约为 爆破的1/2左右) ③对塑性变形 及膨胀围岩：
v R 0.06 6.0 v V
2
R 8.0 e
0.35v
11
测试注意问题
13
4.1.2 围岩分级指标的声波检测
• 围岩分级声波检测中，应注意声波测试设备及 工作条件的不同，跨孔法、单孔法、锤击法测 试结果略有差异，各自计算的完整性系数Kv彼 此相差±10%左右。 • 目前，各行业波速划分标准不同，基本如下表：
围岩类别 Kv Vp(km/s) Ⅰ ＞0.75 ＞5 Ⅱ 0.75～0.5 4～5 Ⅲ 0.5～0.35 3～4
隧道工程无损检测技术
隧道分类<按不同性质分为不同的种类>
1、按地质条件：土质隧道、岩质隧道 2、按埋置深度：深埋隧道 埋深h≥3D 浅埋隧道 0.5D ＜埋深h＜3D 超浅埋隧道 埋深h＜D 3、按长度分： 特长隧道 L＞3000m 长隧道 1000m＜L≤3000m 中隧道 500m＜L≤1000m 短隧道 L≤500m 4、按地理位置：山岭隧道 城市隧道 水下隧道
1. 传感器耦合：声波测孔的耦合有两种方法, 一种是干耦合, 另一种是水耦合
– 干耦合即利用一个胶囊包在测试探头上,然后往胶 囊内注水, 通过胶囊内的水和胶囊橡胶和孔壁耦合, 这种方法的好处是现场工作简单, 工作效率比较高, 但缺点也很大, 这是由于孔壁没有直接和水接触, 发射信号衰减很大； – 水耦合方法是在探头的外端加装一个阻水橡胶气 囊, 这样可以直接往钻孔内注水, 使探头换能器直 接通过水和孔壁耦合, 减少发射能量的衰减。该方 法现场操作比较复杂, 工作效率较低, 但能保证资 料的可靠性。尤其适用顶孔、角孔测试。 12
5
h
b 2 fk
• 围岩松弛带的性态和范围的确定，是隧道支护设计和 评判围岩稳定的重要参数之一。过去铁道部门以普氏 理论的 fk 值(普氏系数、拟摩擦系数)来确定所谓 “坍落拱”的高度，大量的生产实践表明与实际情况 有较大出入。 • 无论是从“松动压力”或“变形压力”观点出发，松 弛带之范围大小都是设计隧道和评价围岩稳定性的重 要参数之一。
23
一、基本原理
• 锚杆检测的应力波理论及弹性波反射原理与基桩 检测原理完全一致，也是通过实测锚杆顶端加速 度或速度响应时域曲线，籍波动理论分析来判定 锚杆的长度及灌浆的饱满度。
• 由于锚杆的长径比远远大于基桩的长径比，因此， 该理论基础和方法更接近一维波动方程的假设条 件，而且，波在锚杆这种较为均匀介质中的传播 和反射情况比在混凝土非均匀介质中传播和反射 更显得单纯，易于准确的判别反射波信号。
15
锚杆长度、砂浆饱满度的检测
• 对于全长粘结砂浆锚杆，其握裹水泥砂浆的 灌注饱满与否，是锚杆能否按设计要求起作 用的关键因素，尽管砂浆饱满度并不等同于 锚固效果，但目前是反映锚杆锚固效果最有 效的指标。砂浆饱满度的检测尚处于发展阶 段，有很多需要完善的地方。
16
围岩注浆加固效果的检测
• 隧道注浆是隧道加固和止水的主要方法之一。但 由于注浆工艺的可灌注性、适用性及围岩地质情 况的复杂性等多种因素的影响，注浆效果并不一 定都是令人满意的。为了解注浆质量是否达到预 期要求，目前国内较多使用的是弹性波法、分析 法(分析压浆记录)、检查孔法(压水试验、渗水试 验)等。其中弹性波法由于操作方便、代表性好成 为主要的无损检测手段而普遍采用。
• 注浆前后各选代表地段分别测试。 • 跨孔法检测精度高于单孔法，检测范围大， 也易采用CT等技术进行高层次的均匀性分析
21
目前存在的主要问题：
① 评判指标与被加固的岩土体自身的物理力学 特性和设计要求密切相关，难以有统一标准； ② 隧道现场检测的难度很大，尤其是拱顶部分， 配套的仪器系统有待完善； ③ 检测需钻孔，检测简便性和代表性有待提高。 同时，对于土体超声波衰减严重，需电火花 激振，操作难度较大。 ④ 其它问题同松弛带测试。
隧道围岩性态的监测（如围岩松弛带检测等）、
工程措施效果检测（如爆破影响带检测）、喷
锚支护和注浆加固效果的检测等。
4
4.1.1 围岩松弛带声波检测
• 隧道在开挖前，岩体应力处于平衡状态，开 挖后出现自由空间，周围的应力状态发生变 化，进行新的调整，应力重分布，既所谓二 次应力效应； • 二次应力场性态除了与岩土体性质有关外， 主要与隧道开挖的形状、尺寸以及开挖方式 有关，其应力大小与隧道地区初始应力、构 造背景、埋深及地下水活动等条件有关； • 异于开挖前的岩体，或受开挖影响范围内的 岩体称“围岩”；而强度有明显降低、产生 塑性变形范围的岩带称“松弛带”。
二、数据分析的主要原则
• 锚杆砂浆饱满度检测目前处于定性-半定量阶
段，还没有统一的密实度(饱满度)评价分类标
准。工程界一般以饱满(密实)、基本饱满(局
部不密实)、不饱满(锚固段不密实)、空浆(主
要部分不密实或无浆)四类分类的较多。
26
饱和度检测分类评价表
饱和度 类别 Ⅰ ( 优) 分类原则 特 征
22
4.2.3 锚杆长度和饱满度的检测
• 工程锚杆有锚固型、摩擦型及全长粘结型锚 杆三种，全长粘结型锚杆目前在水电工程， 交通工程上采用较多。 • 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》( GB 50086-2001)要求对锚固型和摩擦型锚杆须进 行一定数量的原位抗拔试验，以检验锚杆的 抗拔力，对全长粘结型锚杆应检查砂浆密实 度，且注浆密实度大于75%为合格。 • 锚杆饱满度检测主要针对全长粘结型锚杆。
8
Ⅲ
图中：Ⅰ类—松弛带，Ⅱ类---应力升高带，Ⅲ类---原岩带
(a)只有Ⅲ类； (b)有Ⅱ、Ⅲ类； (c)有Ⅰ、 Ⅲ类； (d)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。
无松弛带
9
• 根据每个代表性横断面的Vp-L曲线，画 出松弛带的范围。
10
根据日本池田和彦等研究，得出弹性波测定松 弛带的经验公式：
①爆破法开挖：
v R 0.05 ( D h) 6.0 v V
28
三、检测曲线特征分析
• 锚杆检测方法是利用锚杆的螺纹钢外露端, 在其端部 安放接收换能器。用锤敲击锚杆端部产生激发波, 激
发波沿锚杆传播至锚杆另一端, 部分能量通过浆体进
入岩石, 部分波在锚杆的另一端发生反射。反射波将 由锚杆外端的压电换能器接收, 根据接收到的弹性波 波形特征，对锚杆的锚固质量作出评价, 根据波的发 射与反射时间差, 计算锚杆长度。
• 采用声波探测技术，可以在隧道施工现场测定松弛带 的性状和范围。 6
松弛带的测定方法：
• 在施工毛洞中选择代表性断面，布置若干组 测孔，用单孔法或双孔法进行声测。测出隧 道围岩径向的纵波速度Vp、横波速度Vs，动 模量 等参数，作为判断松弛带范围的依据。
7
• 围岩不同分带，其波传播特征是：①应力升高的裂隙 压密带，表现为波的相对高速区；②应力下降的裂隙 张裂或松动圈，表现为相对低速区；③原岩应力状态 为原岩正常的波速区。 • 根据实测资料，典型的Vp-L曲线，大致可归纳为四 种： (a)“一”型，无明显分带，围岩较完整； (b)“ㄟ”型，无松弛带，有应力升高，围岩较坚硬； (c)“厂”型，无应力升高带，有松弛带； (d)“凸”型，松弛带和应力升高均有。
Ⅱ ( 良)
Ⅲ (合格)
砂浆密实程度＜75%，锚固段砂浆 2L/c时刻前出现严重砂浆缺 Ⅳ 不密实或空浆，砂浆与周围岩土 陷反射波或周期性同相反射 (不合格) 体脱贴。 波，或锚杆底部出现周期性 27 同相反射波
• 目前存在的主要问题： ① 对于锚杆饱满度，检测理论尚处于定性 -半定量阶段； ② 对锚杆评定标准无明确规定，相关检测 数据尚需系统积累； ③ 对空心锚杆、其他材质锚杆无成熟经验， 只有通过现场对比试验，作出相对性判 断。
29
一维弹性杆件 反射系数公式： 杆长计算公式： 砂浆饱和度计算公式：
1V1 A1 2V2 A2 R 2V2 A2 1V1 A1
L V t
2
30
D ( L L1 ) / L
• 由反射系数公式可知，当应力波从正常的锚杆部 位传到空浆部位, 波阻抗相对变小, 其反射系数为 正值，空浆部位的反射波和入射波相位同相, 锚 杆底部如和岩体接触的不紧密, 底部反射会明显 且和入射波同相位。应力波传播到不密实部位通 常表现为波幅的突然衰减。应力波反射法就是在 实测波形中找出不符合衰减规律的波, 例如相对 前后波幅突然增大或减小的波, 结合仪器给定的 其他参数, 综合判断锚杆质量。
V p Vs
2
2
• 用动模量作为评定指标的优点：
① 比单一的P波波速、S波波速更综合(同时反映 P波波速和S波波速)； ② 物理含义也更直接，如动剪切模量重点反映 了剪切特性，动弹性模量重点反映了岩土体 物理力学特性； ③ 比单一的P波波速、S波波速变化明显，易于 误差分析。