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无损检测技术在隧道工程中的应用简介
摘要：本文根据土木工程测试技术课程内容，结合隧道工程知识背景，初步
介绍无损检测在隧道工程中的应用。主要包括锚杆质量检测仪检测锚杆质量，回弹仪检测混凝土强度，地中雷达检测二次衬砌厚度、格栅钢架及钢筋网的布置。
关键词：隧道工程无损检测二次衬砌地质雷达
1、概述
随着我国经济建设的快速发展，交通工程已经成为经济发展的强力驱动与支撑，高等级公路、高速铁路的建设得到极大推进。隧道工程由于具有优化道路线形、缩短公路里程、保护生态环境等特点，日益引起人们的重视，修建的数量越来越多，规模越来越大。表1为我国近年公路隧道统计表：
年份20032004200520062007公路隧道数量/(座)21752495288937884673长度/(Km)1000.81245.61527.01841.82555.5特长隧道数量/(座)2733434983长度/(Km)99.7126.3165.9191.8361.0表12003年～2007年我国公路隧道数量统计表
由于隧道工程地质环境特殊、施工环境恶劣，并且施工工艺、管理水平等因素都会对隧道质量产生影响，所以必然会造成施工质量难以保证的问题；同时隧道运营受周围环境影响较大，所以在隧道运营中也常会出现各种病害。
以我国铁路隧道为例，到2003年底，我国铁路运营隧道5200多座，其中60%以上存在着各种不同程度的病害。它们不但损害了隧道的整体结构，并且对铁路运营安全构成了极大威胁。
所以，我国相关法规规定，隧道交付使用前要进行全面的结构检测，同时，运营中的隧道每隔固定年份也要进行结构检测。
我国隧道传统的质量检测方法是在隧道断面上进行抽样，选取测点，采用钻孔或开槽的方法，观测衬砌厚度、衬砌背后回填情况并取得混凝土试件进行强度试验，从而对隧道结构得出评价。这种方法存在明显的弊端，主要表现在：
（1）钻孔或开槽，花费时间较长，效率较低，并且对隧道结构本身产生危害；
（2）不能发现隐蔽的缺陷，缺乏对隧道全面的了解。
为此，铁道部等相关单位在借鉴国外技术的基础上，开展了一系列的科研项目，提出了适用于我国隧道工程的无损检测方法。目前，我国是无损检测技术日渐成熟，并广泛应用于隧道工程无损检测。其中，《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10233—2004）对铁路隧道无损检测的内容、方法都有明确规定。
目前隧道中常见的无损检测方法有回弹法、超声法、红外线法、地质雷达法，这些方法针对不同的测试对象有不同的测试内容。本文结合相关知识，简要介绍锚杆检测仪、回弹仪和地质雷达分别在锚杆质量检测、混凝土强度检测和混凝土厚度及缺陷检测中的应用。
2、隧道结构简介
隧道结构具有一定的隐蔽性，一般都修建在具有一定深度的地下，结构被岩土体包围。正是由于它的这一特性，使其结构特点、设计理念，以及施工方法与其他的工程结构有较大差异。
图1为一典型的新奥法施工的隧道衬砌结构示意图：
主要由四部分：
（1）由砂浆锚杆组成的加固区；
（2）由格栅拱架（或钢拱架）、钢筋网及喷射混凝土组成的初次衬砌；
（3）由防水板材、排水管组成的防、排水系统；
图1典型隧道衬砌结构示意图
（4）钢筋混凝土组成的二次衬砌。
该结构的施工顺序：开挖洞室→打系统锚杆→施作初期支护→施作防水层→施作二次衬砌。
由于隧道工程的施工空间有限，工作面较少，所以施工质量难以保证；同时，隧道工作环境复杂，容易受地下水侵蚀，往往会加剧隧道的损害。隧道工程中常见的问题如下：
（1）锚杆未能达到设计锚固效果；
（2）衬砌背后有空洞；
（3）钢拱架是否按设计要求布置；
（4）衬砌强度不够、厚度不足。
针对隧道中的上述问题，目前隧道常见的检测项目包括锚杆质量检测、混凝土强度检测、衬砌厚度及缺陷检测及钢拱架及钢筋网的密度检测。
3、隧道工程中常用的无损检测方法及基本原理
3.1无损检测的定义
无损检测是指以不损及其将来使用和使用可靠性的方式，对结构或构件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，并进而就结构或构件对特定应用的适用性进行评价的方法。
无损检测方法按检测对结构、构件是否造成破损，分为：
（1）非破损检测方法：如回弹法、超声法、超声—回弹综合法、磁测法、电测法、电磁波法、射线法等；
（2）半破损检测方法：如钻芯法、拔出法、射钉法等。
目前，隧道工程中的无损检测方法有较多，常见的有回弹法、超声法、地质雷达法等。
3.2回弹法的基本原理
回弹法是利用回弹仪检测混凝土构件强度的方法。
基本原理：用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为强度相关的指标，来推测混凝土强度，属于一种表面硬度法，
特点：虽然检测精度不高，受操作方法、仪器性能、气候条件影响较大，但由于其设备简单、操作方便、