隧道衬砌快速无损检测解决方案
发布时间:2018-09-21
隧道衬砌无损评估

采用探地雷达,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,提出整合探地雷达(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
 
探地雷达沿隧道纵向扫面,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,对探地雷达信号衰减测量
    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。
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