隧道結(jié)構(gòu)總是處在相對(duì)潮濕環(huán)境中,隨著時(shí)間的推移,會(huì)出現(xiàn)混凝土襯砌惡化,鋼筋銹蝕,襯砌背后空洞,滲水等病害現(xiàn)象,威脅到隧道的安全運(yùn)營(yíng)。對(duì)襯砌檢測(cè)與評(píng)估也面臨許多困難,如關(guān)閉隧道,每次只能檢測(cè)一個(gè)側(cè)面,面磚遮蔽問(wèn)題,檢測(cè)操作等。當(dāng)前人工檢測(cè)方法和破壞性檢測(cè)方法是有的,但也面臨困難,勞動(dòng)強(qiáng)度大,關(guān)閉隧道費(fèi)用昂貴等,因此,開(kāi)發(fā)一套快速,經(jīng)濟(jì)有效的隧道無(wú)損檢測(cè)解決方案來(lái)保證隧道安全是有必要的。
美國(guó)SHRP2提出了一套無(wú)損檢測(cè)解決方案,在這個(gè)方案中,提出整合探地雷達(dá)(GPR),紅外熱成像儀(IRT)和高清視頻圖像系統(tǒng)(HRI)多種技術(shù)互相對(duì)比驗(yàn)證,有效地解決隧道襯砌檢測(cè)問(wèn)題。SHRP2解決方案具有非接觸,無(wú)損,探地雷達(dá)不受表面材料(面磚),快速檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。
● 襯砌厚度與鋼筋深度;
● 混凝土襯砌惡化與剝離
● 襯砌與基巖間的脫空
● 襯砌背部滲水
● 裂縫探測(cè)
探地雷達(dá)沿隧道縱向掃面,每隔一米布設(shè)一條測(cè)線;紅外熱成像儀與高清攝像機(jī)沿隧道縱向采集,分左右立面與拱頂。檢測(cè)速度控制在16-24公里/小時(shí)。
美國(guó)匹茲堡阿姆斯壯隧道檢測(cè)應(yīng)用案例(Armstrong Tunnel)(2015年9月22-25日):
從以上圖片可以看到:
● 42英尺處,有面磚脫膠:HRI未發(fā)現(xiàn),IRT低溫,GPR衰減小,GPR介電常數(shù)??;
● 80英尺處,襯砌惡化:HRI面磚丟失,IRT溫度無(wú)變化,GPR衰減大,GPR介電常數(shù)??;
● 100英尺處,襯砌惡化:HRI面磚丟失,IRT溫度無(wú)變化,GPR衰減大,GPR介電常數(shù)??;
● 混凝土襯砌惡化
a. 基于ASTM D6087-03,對(duì)探地雷達(dá)信號(hào)衰減測(cè)量
b. 墻面區(qū),信號(hào)中度和高度衰減為14.4%,低衰減為10.9%
● 混凝土襯砌內(nèi)部含水
a. 采用GPR測(cè)量介電常數(shù)方法
b. 墻立面14.1%被測(cè)到高含水(10%以上)
c. 墻立面73.4%被測(cè)到中等含水(2-10%)
d. 墻立面12.5%被測(cè)到低含水(<2%)
實(shí)踐表明SHRP2定義的隧道無(wú)損評(píng)估是可行的。無(wú)損檢測(cè)方法與實(shí)際情況有很好的吻合。這套系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)隧道襯砌檢測(cè)而開(kāi)發(fā)的,幾種不同的技術(shù)互相驗(yàn)證對(duì)比并結(jié)合。