隧道病害快速检测技术现状与研究

隧道检测技术分析及发展展望分析摘要：过去隧道质量检测基本上都是以人工检测为主，检测结果取决于检测人员技术水平的高低，人工检测效率较低且无法满足现场需求。

但是，随着我国科学技术水平的快速发展，我国的科研人员也先后研发了多种新型隧道检测技术。

基于此，本文重点分析了隧道检测技术及其未来的发展前景。

关键词：隧道；检测技术；发展展望1.隧道检测技术现状分析隧道工程存在的质量问题大致包括以下几类：二衬混凝土的厚度、强度存在偏差；二衬背后存在空洞、密实度不够问题；二衬钢筋保护层厚度不足、钢筋缺失、间距偏大问题；底板钢筋缺失、仰拱擅自改动底板、仰拱与填充层厚度偏差、衬砌表面出现裂纹、隧道衬砌出现掉块、衬砌渗漏等问题。

而新建隧道验收，需检测衬砌、底板的厚度及其背后的空洞、钢筋的分布情况及其间距，针对于运营中的隧道通常需检测其质量及可能出现病害的路段。

1.1检测衬砌与底板质量及其背后空洞检测衬砌与底板质量及其背后空洞时，国内外常用的检测方法主要为探地雷达法。

最近几年，探地雷达法在隧道检测中得到了广泛应用，过去隧道检测基本上使用的都是人工手持天线贴近衬砌线的方法，只有少数使用液压系统支撑天线贴近衬砌，检测过程中，若遇接触网固定杆，则需下降天线，而且每次只能检测一个纵剖面，而检测2公里长的隧道通常则需花费6个天窗时。

但是，电气化隧道检测要求天窗修过程中必须停电作业，并禁止列车运行。

同时，隧道底板检测同样也需使用探地雷达法。

1.2检测衬砌、底板强度检测衬砌、底板混凝土强度时，通常会使用有损检测法及无损检测法。

过去常用的钻孔法则属于有损检测法，尽管该检测方法能够直接检测衬砌质量，但是该方法会损坏衬砌结构的完整性及隧道的防水系统。

而常用的无损检测法主要包含回弹法、超声回弹综合法及超声波法。

回弹法是使用回弹仪检测衬砌、底板表面特定范围内混凝土的强度，检测结果具有局限性。

超声波法尽管会受到混凝土骨料颗粒大小的影响，但其可反映混凝土结构的内部强度。

公路隧道病害检测与处治技术分析摘要：现阶段，公路隧道工程施工较为复杂，受不同地质结构和水分条件的影响，在选择施工材料时，除了要结合工程施工具体情况合理选择，还要考虑到外界因素，在容易出现隧道渗漏问题的工程施工中，应尽量选择防水防渗性能较好的施工材料，同时，做好病害检测与处治工作。

基于此，本文就公路隧道病害检测与处治技术进行简要探讨。

关键词：公路隧道；病害检测；处治技术1公路隧道常见的病害分析随着我国交通基础建设的迅猛发展，隧道的建设数量在急剧增加。

大多数隧道修建在地质条件复杂的山区地段，经过多年的运营，常会产生影响运营安全的病害问题，例如衬砌开裂，且随着裂缝的发育，常常引发渗漏水、变形等一系列的工程问题。

1.1环向裂缝隧道施工缝是该病害频发位置，具体表现为裂缝在施工缝两侧以不断延展或贯通的形式在延伸致一定长度后自行截止，其核心成因有以下几点。

一是隧道工程建设中，混凝土振捣工作未高质落实，或后期养护工作质量欠缺，导致混凝土结构抗拉强度无法匹配过大的收缩徐变应力，使二衬混凝土裂缝问题相继出现。

二是在已有裂缝的二衬部位开展浇筑作业中，钢拱架对自体收缩产生的限制影响，使应力向薄弱位置陆续集中，造成裂缝问题发生。

三是混凝土结构收缩、外部温度变化等因素催化下，衬砌厚度部位偏薄位置较易形成不规则样式的隧道环向裂缝。

1.2纵向裂缝该类裂缝常见于隧洞边墙处，直接干扰隧道主体稳定程度。

其发生原因为：隧洞结构自体不均匀沉降；外界温度应力及侧压力超出标准负荷范围。

1.3 施工缝开裂该病害对隧道结构安全性能仅持有轻微影响。

然而，因渗漏水问题的长期作用影响，将使得隧洞结构主体耐久程度被不断催发减少。

其成因为: 施工缝形成部位普遍为隧道边墙处的短板、薄弱环节，该裂缝实质性质可被定义成收缩裂缝，其深度、宽度较为有限；而混凝土未被充分振捣及养护缺失同样可使施工缝产生开裂问题。

2公路隧道工程试验检测的要点分析2.1动载试验操作试验检测在公路隧道工程施工中一般是指检测公路隧道施工材料、施工质量、施工环境等，通过试验检测及时发现公路隧道施工中潜在的质量安全因素，以免出现公路隧道衬砌开裂、隧道渗漏、路面沉降以及塌陷等问题。

公路隧道病害检测技术分析摘要：近年来，我国高速公路建设飞速发展，遇水搭桥，穿山挖遂，已经建设成了密集的高速公路网，而我国是一个多山的国家，75%左右的国土是山地或是重丘，公路的大规模修建必然带起了公路隧道的大发展。

隧道横穿各种复杂地层，在高速公路建成投入运营后，养护压力加大，各种隧道病害也随运营时间的变长而相继出现，因此隧道的养护市场发展潜力大，如何在隧道出现病害时及时有效的采取合理的处理措施成为了一个重要课题，本文通过某高速公路隧道的病害处理，讲述了如何进行隧道病害的检测，修复方案设计及工程应用。

关键词：公路隧道；病害检测；技术分析1公路隧道病害1.1公路隧道常见病害公路隧道目前已经发现的常见病害可谓是多种多样，从结构的角度可以归类为：有裂缝、渗水漏水、材质使用时间过长导致劣坏、背后出现空洞、支撑结构变形、下沉；从运营的角度可以归类为：渗漏水、支撑结构损坏破裂、通风性能不好、照明性能不够完善、有塌方导致的落石、界限不足等。

本篇文章根据危害产生的原因来划分了四点：水的危害、破裂损坏、被腐蚀、冷冻。

这里面水的危害分别是；涌出水、滴漏水、渗出水还有滋润水；破裂损坏分别是：支撑结构形变、支撑结构性变动、支撑结构裂开；腐蚀程度根据物质性质不同划分为水害侵蚀、冻害侵蚀、烟害侵蚀等；其中冻害侵蚀中又分为路线的、排水沟的和挂冰的等。

1.2公路隧道病害产生原因1.2.1 隧道水害隧道水害是最为普遍的病害，会造成隧道施工材料被水侵蚀软化，从而导致材料内部性的损坏，大大加剧了隧道工程对人生命安全的威胁。

衬砌是隧道工程防止水害最重要的保护层，因此在实际工作中，对衬砌的定时周期性的检测是保障隧道施工不被水侵蚀软化，减少隧道工程施工材料内部性的损坏，大幅降低隧道工程对人生命安全威胁的有效手段。

隧道水害普遍同时危害性极大，不仅对工程建筑和建筑设备造成恶劣后果，同时因为隧道工程改变了原有的地形结构，因此水害也会对原本的地形结构造成巨大威胁。

第3卷 第5期 地下空间与工程学报V o.l3 2007年10月 Chinese Journal o fU nderground Space and Eng i neering O ct.2007隧道病害研究现状与进展*刘海京1,2,夏才初1,朱合华1,罗鑫1(1.同济大学土木学院地下建筑与工程系,上海 200092;2.重庆交通科研设计研究院,重庆 400067)摘 要:根据国内外隧道病害研究现状,笔者对隧道病害研究方法和特点进行了分析与综述,结合隧道健康诊断与维修加固需要,指出了目前研究中存在的问题,在此基础上,提出了病害研究的总体思路。

关键词:隧道病害;隧道健康诊断;隧道维修与加固中图分类号:U457+.2 文献标识码:A 文章编号:1673 0836(2007)05 0947 07Studies on Tunnel D a m ageLI U H a i-ji n g1,2,X I A C ai chu1,Z HU H e hua1,L UO X i n g1(1.G eotechnical D e par t m ent,T ongji Universit y,Shanghai200092;2.Chongq i ng C o mm unica tion and D esign Instit u te,Chongqing400067,China)Abstract:Based on prev ious research on tunne l da m ages,the m ethods and proble m s o f t unne l da m age i nspec ti on,eva l uati on,d i agnos i s,m aintenance,repa ir and rei n f o rcem ent are analyzed and d iscussed,a t last s uggesti ons are proposed for f uture research.K eyword s:t unne l da m ages;tunne l da m age eva l uati on;t unnel repa ir and rei n f o rcem ent1 前言国内外调查研究表明[1~3],相当比例的隧道衬砌结构存在裂损、变形、掉块和渗漏水等病害现象,病害的存在会影响交通质量,威胁到隧道内行车的安全,缩短公路隧道的维护周期和使用寿命。

隧道结构健康监测技术研究隧道是古往今来人类建筑史上的伟大创造，随着现代交通和城市化的快速发展，越来越多的隧道被建造并投入使用。

然而，由于隧道建筑结构处于地下深处，环境复杂，隧道结构健康监测难度大，若未能及时发现和处理隐患问题，将给交通运输和人民生命财产安全带来巨大风险。

因此，隧道结构健康监测技术的研究至关重要。

一、隧道结构健康监测现状目前，对于现有的隧道结构健康监测技术，国内外学术研究和工程实践都已经取得了不小的进展，主要分为三类：1.传统的现场监测手段，例如人工巡检、实测、传感器数据采集等。

优点在于直观、简单易操作，但缺点也比较明显，比如受巡检人员水平影响大，监测精度、及时性和效率都不能保证。

2. 基于数学模型和计算机模拟的虚拟监测技术。

利用先进的计算机技术，将实际情况通过数学模型转换到虚拟仿真中进行监控判断。

缺点是受监测对象、监测数据存在误差等因素影响，需要对其进行精细化模型化、前期数据处理和参数校正。

3. 新型监测技术，如无损测试技术、机器学习算法和人工智能技术的应用等。

比如无损震源测试技术可对隧道内部封闭的钢筋混凝土结构开展非破坏性检测和评估，通过测试获取隧道结构物的振动特性，进而反演其动力学参数、结构参数。

通过批量采集隧道结构物实测图像和感谢数据，结合大数据分析与挖掘技术，机器学习算法和神经网络算法等，可有效实现隧道健康状况实时感知和隧道工况智能控制。

二、隧道结构健康监测技术的发展方向未来的隧道结构健康监测技术具体发展方向包括：1. 构建由多种监测手段相互交叉的综合监测系统，既可以采用现场实测监测技术，也可以结合虚拟仿真技术和新型监测技术等。

在实时、准确地监测目标对象的同时，确保监测数据的全面性和可靠性。

2. 通过研发新型高性能传感器、数据分析处理技术，提高监测质量。

如提高传感器的信号精度、稳定性、抗干扰性等性能参数，加强数据采集与传输方式的设计和优化，采用先进的大数据分析和人工智能技术等手段实现数据挖掘与分析，提升监测数据的价值。

高速铁路隧道病害识别与维修技术研究随着现代交通网络的不断扩大和铁路运输的快速发展，高速铁路隧道在交通基础设施中扮演着至关重要的角色。

然而，由于高速铁路隧道长期处在恶劣的地下环境中，其结构和设备容易受到各种病害的侵扰。

因此，对于高速铁路隧道病害的准确识别和及时维修成为了保障运输安全和提高线路可用性的关键。

高速铁路隧道病害的识别是确保隧道安全的首要任务。

传统的巡视方法对于隧道病害的检测无法到达，而且人工巡视存在一定的局限性。

因此，随着科技的发展，一系列先进的无损检测技术应运而生。

比如，激光扫描技术可以快速获取隧道表面的几何信息和裂缝状况，红外热像仪可以检测出隧道结构和设备中的温度异常，地电阻率测量技术可以识别隧道周围岩土层的变异情况等等。

通过结合这些先进的技术手段，对高速铁路隧道进行全方位的无损检测，可以更加准确地发现并识别出隧道病害，为后续的维修工作提供可靠的依据。

高速铁路隧道的维修技术也是保障运输安全的重要环节。

一旦隧道病害被识别出来，及时的维修措施是必要的。

然而，由于高速铁路隧道的复杂性和特殊性，传统的维修手段无法满足快速高效的维修需求。

因此，近年来，各种先进的隧道维修技术得以研发和应用。

例如，光纤传感技术可以实时监测和评估隧道结构的变形和应力情况，激光焊接技术可以快速修复隧道衬砌的裂缝，聚合物材料修补技术可以有效加固受损的隧道结构等。

这些新技术的应用大大提高了维修效率，减少了维修对线路的影响。

随着交通运输行业的不断发展，高速铁路隧道病害识别与维修技术的研究也日益深入。

例如，利用人工智能技术进行图像识别，结合无人机巡视技术，可以快速、全面地获取隧道信息并辅助病害识别。

此外，利用大数据分析技术和物联网技术，可以对多个隧道的运行数据进行实时监测和分析，及时发现问题并采取措施。

这些新的技术方法的研究和应用，将进一步提高高速铁路隧道病害识别与维修技术的精确性和可靠性。

总之，高速铁路隧道病害识别与维修技术的研究对于保障运输安全和提高线路可用性至关重要。

运营铁路隧道病害检测与整治现状摘要：在隧道施工过程中，要根据隧道施工条件和遇到的问题及时进行总结，改进优化施工方案。

本隧道锚杆施工过程中，经过对作业时间的摸索和总结，从方案的可行性、安全性、施工效率等方面不断调整和优化人员与机具配置，改进施工工艺，使作业效率极大提高，每组锚杆完成数量由起初十多米逐渐提升到了30~40m，使整治项目能够如期完成。

本文主要分析运营铁路隧道病害检测与整治现状。

关键词：运营隧道；病害；整治剖析；隧道病害引言施工过程中要加强监控量测，根据监控数据及时调整施工措施和进度，特别在隧道衬砌凿除过程中，必须严格按照设计要求控制每次凿除范围，做好工后检测，保证隧道施工安全。

注浆参数在施工过程中通过试验调整，注浆应严格控制压力，并在加压过程中对衬砌密切观察，防止对衬砌造成损坏。

1、隧道病害情况在铁路隧道运营过程中，部分线路隧道出现了不同类型的缺陷或病害。

隧道衬砌是承受地层压力、防止围岩变形坍落的主体建筑物。

衬砌承受地层压力的大小，主要取决于工程地质、水文地质条件和围岩的物理力学特性，同时与设计方案、施工方法、支护衬砌是否及时和工程质量的好坏等因素有关。

隧道衬砌存在的缺陷，隧道衬砌存在的缺陷主要有衬砌厚度缺陷、衬砌混凝土质量缺陷、衬砌背后空洞或回填不密实。

衬砌厚度缺陷的主要原因：岩体开挖不到位、模板支设出现偏差。

衬砌混凝土质量缺陷的主要原因：①麻面。

模板内表面粗糙、未清理干净、湿润不足，模板拼缝不严密而漏浆，混凝土振捣不密实，气泡未排出以及养护不规范。

②露筋。

绑扎钢筋或安装钢筋骨架时未放垫块或垫块位移、钢筋位移、结构断面较小、钢筋过密使钢筋紧贴模板，导致混凝土保护层厚度不足。

③蜂窝。

混凝土配比不准（浆少石多）或搅拌不匀、浇筑方法不当、振捣不合理，造成砂浆与石子分离；模板严重漏浆等。

④孔洞。

骨料粒径过大、钢筋配置过密导致混凝土下料中被钢筋挡住，混凝土流动性差、分层离析、振捣不实，混凝土受冻、混入泥块杂物等。

公路隧道检测与监测技术的现状及发展趋势摘要：传统的隧道监控方式主要是依靠人工进行，它的自动化程度低、劳动强度大、实时性低、监控手段多，很难进行有效的监控。

本文介绍了公路隧道监测技术，并将监测与监测技术有机地结合在一起，结合目前隧道施工的特点及施工现场的实际，提出了目前隧道监测技术中的一些问题，如：传输速度慢、人工识别效率低、检测与监测系统不健全等。

为了解决上述问题，本文结合目前科学技术的最新发展，对隧道探测和监控技术的发展方向进行了分析。

关键词：公路隧道；隧道病害；检测与监测技术；现状；趋势引言：随着我国公路隧道监测体系的发展和需求，对快速判断交通状况、突发事件的及时处理提出了更高的要求。

由于传统的探测手段存在问题，而诱导和控制方案的缺陷较多，给隧道的行车平稳、生命财产的安全带来了很大的风险。

一、公路隧道概述隧道是地区间的一种优势联系方式，它可以减少行驶距离、节省资源、改善运行环境、保护自然环境、减少事故发生。

近几年，随着高速公路的大规模修建，新建和运行的公路隧道越来越多。

截止到2020年末，中国境内的公路隧道（不包括港、澳、台）21316座，21999.3千米。

在这些工程中，有1394个专业隧道，6235.5km,5541个长隧道，9633.2km。

目前，我国隧道数量最多，地质条件和施工环境最为复杂，隧道结构形式多种多样。

新建隧道工程开挖存在岩溶、突水、突泥、瓦斯突出等潜在危险，特别是在高原应力软岩环境下，存在岩爆、塌方、围岩大变形等危险，对隧道结构的长期稳定性有重要影响。

运营隧道的结构病害多为错台、衬砌变形、裂缝、掉块、漏水、蜂窝麻面等。

因此，必须加强对隧道衬砌的物理力学参数、健康状况及相关的环境监测。

目前，施工道路隧道结构的安全状况和稳定状况的检测和监测已成为国际上各领域的一个热点问题。

二、公路隧道检测与监测技术现状隧道检测与监测技术现状公路隧道施工分为四个阶段：勘察设计、施工、竣工验收、运行。

公路隧道病害快速检测技术发展和应用现状摘要：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。