研究油气管道穿越工程隧道衬砌质量检测技术

郑友林

(上海隧道工程质量检测有限公司，上海 201100)

研究油气管道穿越工程隧道衬砌质量检测技术

郑友林

(上海隧道工程质量检测有限公司，上海 201100)

油气管道主要以输送石油和天然气为主，是一种安全而又高效的油气输送方式，所以必须要对油气管道工程的隧道衬砌质量进行检测。隧道衬砌的质量关系到油气运输的安全性，主要会应用到地质雷达、测缝仪和回弹仪等精密的检测仪器。油气管道属于长距离管道，管道的断面非常小，而且荷载的情况也很复杂，所以在衬砌时受力方式上与普通的铁路隧道有很大的区别，必须要对其结构进行分析，并重视衬砌质量的检测。

油气管道；穿越工程；隧道衬砌；质量检测

1 油气管道隧道衬砌质量检测的内容

油气管道隧道衬砌质量的检测主要包括衬砌厚度的检测、衬砌混凝土强度的检测、回填密实度的检测以及空洞大小的计算。由于我国地形状况比较复杂，所以油气管道在建设时也面临着复杂地形的问题，我国大多数的油气管道隧道工程都是按照新奥法来进行施工的，所以隧道衬砌是整个油气隧道内主要的受力支撑结构，如果隧道衬砌出现了质量问题将会影响油气的安全运输，另外由于隧道工程的施工环境都比较恶劣，再加上施工工艺存在不规范的现象，极容易导致隧道衬砌出现厚度不够、初支围岩和二衬之间的贴合不够紧密、出现空洞等现象，这些都是非常严重的质量问题，会导致油气运输安全事故的发生，如果不及时的进行处治，可能会导致隧道衬砌结构加速损坏，影响整条线路的油气运输，造成巨大的经济损失。

2 油气管道隧道衬砌质量检测的方法

2.1 声波检测法

声波检测法根据检测原理可以分为透射波检测和反射波检测两种，声波检测法对隧道衬砌质量进行检测是在隧道衬砌内部发射声波脉冲信号，在根据信号频率、波形的变化，来具体判断隧道衬砌是否存在内部的缺陷。声波检测法要求隧道衬砌必须有相对称的平行表面，这种检测方法不能准确的判断出缺陷的具体位置，所以应用的比较少，声波检测法主要可以检测衬砌的厚度以及衬砌混凝土内部的缺陷，一般应用在衬砌厚度的检测上比较多。

2.2 高密度电阻率法

该方法是一种列阵检测法，检测的是物理对象内部介质电阻率的变化。该方法在检测时因为电场作用，衬砌内部的介质电流的传导呈现出一定的规律，通过对传导规律的连续扫描，分析衬砌介质内部具体的情况。例如在利用地质雷达对衬砌结构进行扫描时，如果衬砌内部介质含水量比较大，那么地质雷达的信号就会减弱，使检测的效果降低，这时就可以利用高密度电阻率法来代替地质雷达法进行检测。

2.3 冲击回波法

冲击回波法是将衬砌混凝土的表面施加巨大的瞬间冲击，当瞬时冲击发生时，衬砌结构内部会产生应力波，当应力波遇见某些不同界面时会反射回来，然后传感器接收到反射回的应力波，对应力波的波谱特征进行分析，可以检测出衬砌具体的厚度。在使用冲击回波法时，会有很多的局限性，例如冲击回波法需要衬砌表面有较高的光洁度，另外该方法对于衬砌结构本身的强度有很高的要求。

2.4 地质雷达法

地质雷达也叫做探地雷达，这种检测方法的检测效率非常高，并且可以实时成像，使检测的结果更直观的体现出来。地质雷达通过对衬砌内部发射高频率的短脉冲电磁波，然后将在衬砌内部反射回的电磁波进行具体的成像，更直观的分析隧道衬砌的质量。可以通过对反射波进行采集，电磁波在遇到不同的介质层面和异常结构时会反射回来，分析反射波就可以得出衬砌结构内分界面以及异常物体的位置和结构。

3 油气管道隧道衬砌具体的质量检测

3.1 衬砌厚度的检测

在对衬砌厚度进行检测时，可以利用地质雷达进行检测，检测前要在隧道内的衬砌结构中布置4条检测线，检测线分布在隧道表面、左右两侧及拱部，利用连续测量的方式，不超过5 m进行一次雷达测量，在进行这一步骤时需要有专人负责打标，保证标记位置的准确性。地质雷达监测完成的是隧道衬砌结构相关介质的电性分布，要将电性分布资料与地质资料融合起来，形成具体的检测图像，通过对图像的分析来判断隧道衬砌内部是否出现结构不紧密或者是空洞的现象。如果隧道衬砌结构不紧密，检测面会反射较强的信号，并且呈现比较分散的现象。如果衬砌存在空洞现象，那么三振相的信号比较明显，并且在空洞位置下部的反射信号依旧较强。两组信号反射的时程相对比较大。

3.2 衬砌混凝土强度的检测

对隧道内的混凝土结构或者混凝土构件进行检测时，需要对检测区域内各个混凝土构件的平均强度值进行计算，而且对整个区域混凝土衬砌结构的平均回弹值进行计算时，要将区域内所有衬砌结构回弹值中最大的三个数值去掉，并把最小的三个回弹值也去掉，然后对其余的回弹值进行计算，这样才能保证测区内衬砌混凝土回弹值的准确性。还要对天然气管道与支墩的连接状态进行检查，检查是否有沉降现象产生，如果管道与支墩的接触部位管道存在下沉变形的现象，那就说明此处存在沉降问题。检测衬砌渗水现象时可以利用测缝仪对衬砌结构进行检测，在检测的过程中如果发现了衬砌渗水、裂纹现象，要对出现问题的具体位置进行标记，方便修护人员进行修护。

3.3 衬砌回填密实度和空洞大小的计算

在对衬砌的回填密实度进行检测时，计算机可以把衬砌结构中的相应剖面转换为具有彩色深度的剖面结构，根据波形反射回馈的具体频率和振幅特点，把衬砌回填层具体划分为密实类型和非密实类型两种。在对砌衬空洞的大小进行计算时，要根据地质雷达检测信号反馈回的振幅特点，确定空洞位置的具体范围和顶部界面，根据反馈回的相位特点，确定空洞位置的底部界面，计算电磁波在空气中传播的速度确定空洞的具体大小。

为了避免油气管道衬砌结构发生质量问题，需要注意二次衬砌的厚度，一般二次衬砌的厚度需要达到设计厚度的70%以上，并且在某些脱空部位添加小石子混凝土进行相关的密实填筑处理。由于二次衬砌时使用的是钢筋混凝土，所以需要将原本的衬砌混凝土拆除，重新利用钢筋混凝土进行浇筑，钢筋要深入原衬砌位置0.25 m左右，并对钢筋骨架的位置进行调整，保证足够的衬砌强度和回填密实度。

4 结 论

地质雷达无损检测技术是现阶段我国油气管道穿越工程隧道衬砌质量的主要检测技术，它的检测结果比较精准，并且适用于对新老油气输送线路的全面检测，保证了油气输送管道的衬砌质量，提高了油气输送安全性。

[1] 孙勇,王武斌. 油气管道穿越工程隧道衬砌质量检测技术[J]. 四川建筑,2013,(1):159-161.

[2] 付清梅,纪夫健. 油气管道穿越工程的隧道衬砌质量检测技术[J].山东工业技术,2015,(14):61.

[3] 廖凡. 油气管道盾构法隧道管片衬砌结构优化研究[D].西南交通大学,2013.

[4] 刘青松. 油气管道隧道衬砌结构优化研究[D].西南交通大学,2010.

Study on tunnel lining quality detection technology of oil and gas pipeline crossing project

ZHENG You-lin

(Shanghai Tunnel Engineering Quality Inspection Co.,Ltd.，Shanghai 201100,China)

Oil and gas pipeline mainly transports oil and natural gas, which is a safe and efficient way to transport, therefore, it is necessary to test tunnel lining quality of the oil and gas pipeline project. The tunnel lining quality relates to the safety of oil and gas transportation, which mainly applicable to radar, thermometer and Hammer and other sophisticated detection equipment. Characterized with long distance, a very small section, and the complex loads, the force mode exists a big difference compared with common rail tunnel when lining, so it is needed to analyze its structure, and pay attention to lining quality testing.

oil and gas pipeline; crossing project; tunnel lining; quality testing

2015-11-02

郑友林(1979-)，男，江苏扬州人，工程师，研究方向：路桥工程、隧道工程施工检测。

U455.1

C

1008-3383(2016)02-0112-02