隧道裂缝病害检测方法研究
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摘 要:在工程中通常根据裂缝情况来评价其破坏程度,因此需了解裂缝检测仪器的作用机理,选择合适的仪器对裂缝病害进行量测,得出较正确的数据进行分析。
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-016-01
近二十年来,许多特长隧道、大跨度扁平隧道、双层隧道、沉管隧道、盾构隧道、高海拔隧道、寒区隧道相继建成,相应的隧道病害也日益突出。隧道的衬砌处于复杂的围岩地质体中,受到周围岩体变形压力、松动压力、周围不均匀力学形态、温度和收缩应力作用、膨胀围岩压力、冻涨压力、腐蚀性介质作用、运营车辆的循环荷载等作用,导致隧道混凝土衬砌结构产生的裂缝和变形,造成隧道更大灾害隐患出现。在工程中通常根据裂缝情况来评价其破坏程度,因此需要合适的检测工具及方法来得到准确的数据,从而进行正确的分析。
隧道裂缝的检测包括宽度检测和深度检测,并且两者的检测仪器不同,原理也各不相同,现分别对目前比较常用的仪器及其检测机理进行论述,并结合工程实例过风崖隧道,对仪器进行合理的运用。
1宽度检测
1.1常用仪器及检测原理
裂缝宽度宜采用裂缝读数显微镜或裂缝宽度测试仪器检测,现有的裂缝宽度的测量方法分四类:塞尺或裂缝宽度对比卡、裂缝显微镜、图像显示人工判读的裂缝宽度测试仪器、图像显示自动判读的裂缝宽度测试仪器。
(1)塞尺或裂缝宽度对比卡:测试精度低,不常用,一般用于粗测。
(2)裂缝显微镜:用具有一定放大倍数的显微镜直接观测其裂缝宽度,读数精度一般为0.02mm―0.05mm,需要人工近距离调节焦距并读数和记录,有些还需另配光源,测试速度慢,测试工作的劳动强度大,而且有较大的人为读数误差。裂缝显微镜方法是目前裂缝测试的主要方法。
(3)图像显示人工判读的裂缝宽度测试仪器
近年内市场上有通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上,然后依据屏幕上的刻度尺,人工读取裂缝宽度的裂缝测试仪器,这种测试仪避免了裂缝显微镜必须近距离调节焦距的要求,降低了裂缝测试的劳动强度,但仍需人工估测和记录宽度,因此必然存在人工读数时的离散。
(4)图像显示自动判读的裂缝宽度测试仪器
该类仪器的最大特点是对裂缝深度的自动判读,即通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上,然后对裂缝图像进行图像处理和识别,执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽度,这类测量仪器具备了摄取裂缝图像并自动判读以及显示、记录和存储功能,测试实时快速准确,代表了裂缝宽度测量仪器的发展方向。
1.2检测数据
过风崖的裂缝宽度采用裂缝读数显微镜进行测量,其左洞右侧检测结果见表1。
表1左洞右侧典型裂缝宽度变化情况表
2深度检测
2.1常用仪器及检测原理
检测混凝土结构的非贯通性裂缝的深度目前有超声单面平测法、超声双面斜测法、钻孔对测法、以及横波法、表面波法、冲击回波法和取芯法等。目前最有效的方法是运用超声波法检测。声波测试是机械波测试方法中的一种,其理论基础是建立在固体介质中的机械波的传播理论上。该方法是以机械扰动的方法向介质混凝土结构发射超声脉冲波,在一定的空间距离上接收介质物理特性调制的声波,通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数,解决一系列工程中的有关问题。它是一种方便、灵活、快捷、技术含量高的无损检测技术,在建筑工程质量控制中得到广泛应用。超声单面平测法是一种最为简便、快速的方法。单面平测法检测裂缝深度应用的是声波的衍射现象。
2.2检测数据
过风崖隧道二次衬砌的裂缝深度采用非金属超声检测分析仪(NM-4A型)进行检测,典型裂缝深度变化情况见表2。
表2 典型裂缝深度变化情况
3检测结果分析
由检测数据可知,隧道裂缝在前期有所变化,在2月12日到4月16日的这段时间内,隧道内部裂缝都没有明显的变化。5月21日的检测结果显示,在LK66+437处的裂缝深度有所变化,同时在拱腰位置该裂缝的宽度也有一定的变化。另外,裂缝宽度大于规范限制的0.5mm,因此应对其原因进行分析,从而采取有效措施进行补救。
参考文献:
[1]山体局部塌陷对过风崖隧道工程安全的影响分析[R].河南省道路检测工程技术研究中心,平顶山太澳高速公路有限责任公司,2009.
[2]濮存亭,孙刚柱.超声平测法检测混凝土裂缝深度测试方法试验研究[R].第九届全国建设工程无损检测技术交流年会.
[3]濮存亭.混凝土裂缝宽度检测方法与仪器[J].
[4]程效军,金雯,刘春.用影像处理技术进行裂缝检测[J],2000.