高速公路隧道监控量测和无损检测技术分析

李红磊

（河北兴沧工程检测技术有限公司，河北沧州 061000)

0 引言

进入21世纪后，由于经济的飞速发展，以及在技术领域的升级和优化，我国在高速公路建设上取得了突破性的进展，无论是高速公路建设的总里程方面，还是建设技术等方面，都有显著增长和进步。这也意味着在当前时代背景下，对我国高速公路的建设品质提出了更高的要求。在高速公路建设的过程中，隧道工程是一种较为特殊的工程项目。为了充分确保高速公路施工的品质和效益，需要对高速公路的施工监督以及监控量测工作给予较高的关注度，优化相应的管理工作，强化控制和管理。为此，在进行高速公路隧道工程项目的施工建设上，首先是对围岩的稳定性进行精准的评估，同时还要做好支护结构的规划，在充分保障合理性的基础上，按照标准要求推动高速公路隧道工程项目的施工操作。

1 高速公路隧道监控量测和无损检测技术的概念及应用价值

1.1 高速公路隧道监控量测

高速公路隧道监控量测指的是在高速公路隧道施工建设的过程中，针对隧道施工区域进行周边围岩以及支护结构对应荷载、位移以及应力、应变情况的量测，同时对围岩的自稳能力以及变形情况进行监控，全面了解对应的支护结构内力的动态改变情况，使施工团队能够充分利用围岩的自稳能力，并结合已经获取的相应量测资料进行围岩以及隧道支护结构稳定性的评估和分析。

为了实现施工以及设计安全的动态评估和分析，在当前高速公路的隧道工程项目施工建设中，有针对性地引入监控量测工作，对项目施工区域的围岩位移情况及时监测，明确是否有较高的稳定性，以及是否保持可靠的结构，并对可能出现的问题进行预先的评估和分析，为后续合理进行支护设计的调整提供必要的支撑[1]。

结合我国高速公路施工建设的现状来说，隧道工程项目建设是数量最多的工程项目。高速公路隧道工程项目一般是较为隐蔽的地下工程，所以高速公路隧道工程项目有较高的复杂性，而且在项目施工建设过程中存在较多不可预见的问题。为了保障施工质量，除了施工团队对自身施工技术以及施工标准的把控外，还需要重视项目建设周边区域的地质以及水文条件等建设施工的干扰。一旦地质和水文条件发生波动，必然会对高速公路隧道工程项目的建设带来干扰，导致出现隧道塌方，或是突水突泥等情况。这些问题的存在不仅不利于高速公路隧道工程项目建设的如期完工，还有可能会引发安全事故。为此，科学合理地进行项目施工前的监控量测工作显得十分关键且必要。由于高速公路隧道一般是在地下隐蔽空间施工，以及在施工过程中存在多种不同条件的约束，传统的勘测技术难以发挥其优势。在这种情况下，若是依然采取传统的支护参数，不仅难以充分了解高速公路隧道工程施工区域的围岩情况，也无法精准进行围岩的划分。在施工的过程中，容易出现施工材料的浪费，甚至会诱发施工事故[2]。

1.2 高速公路隧道无损检测技术

在高速公路隧道的施工建设中引入无损检测技术，可以更好地了解隧道工程的结构情况，不会对原来的隧道结构造成破坏，所以监控量测是施工过程中的监测。无损检测技术作为一种先进的隧道检测技术，在应用上，采取的是传统的物理检测方式，能够精准地进行隧道内部围岩结构以及其他情况的测量分析。该技术应用电磁波、地震波、红外线原理等，可以精准了解隧道内部围岩结构是否稳定。无损检测技术的引入，对保障高速公路隧道工程项目施工有积极意义。当前在高速公路隧道无损检测技术的应用上，常见的技术有:

第一种是地质雷达检测技术。该技术是通过设备表层搭载的发射天线，完成电磁波的发射，这些电磁波在介质中传播时，若是介质中存在材料不均匀的情况，或是存在其他问题，会导致电磁波发生振幅改变。检测人员就可以通过电磁波三相位变化的情况了解到目标检测介质是否有异常情况出现，在检测岩层内不同深度的围岩结构情况，明确其中是否有缺陷以及异常存在[3]。

第二种是红外线现场照相技术。在进行高速公路隧道检测的过程中，可以通过红外线热像仪对隧道内部岩石表面温度辐射进行拍照，在该设备的内部一般会搭载相应的记录装置，确保能够实时捕获信息。若是岩石内部的结构有破损的情况发生，且该破损存在对高速公路隧道工程项目施工带来较大的干扰，则通过红外线现场照相技术，能够发现岩石表面存在温度改变的情况。检测人员可以通过岩石表面温度来评估岩石内部是否有缺陷或是破损情况。在使用该技术进行高速公路隧道情况检测时，一般直接将检测设备固定在自动设备上，由自动设备牵引红外线热像仪完成对整个隧道内部结构的全面扫描。

第三种是多谱分析测量技术。该技术是使用六种覆盖比较小的频谱范围的特种滤光镜对隧道表面进行拍照，同一个位置上六种滤光镜拍照的次数最少一次，然后用多谱投影机对拍摄的胶片进行分析，从彩色背景看黑白照片可以看到细小的灰色阴影，将不同的胶片重合，就可以看到细小不同的光色，分析墙体表面的渗水以及病害。

2 高速公路隧道监控量测和无损检测技术的目的及项目

在高速公路隧道项目施工中，监控量测以及无损检测都是施工开始前必须重视的内容。高速公路隧道监控量测以及无损检测的目的和项目包括以下内容。

结合现状来说，基于上文中对高速公路监控量测的价值和意义评估可知，在高速公路隧道工程项目中引入监控量测的本质是确保施工的安全性。高速公路隧道工程项目对整个高速公路工程的施工安全、经济效益有较为重要的影响。为此在具体的施工中，施工团队在正式施工前，必须要严格按照相应的标准开展高速公路监控量测工作，并及时将监控量测的数据结果反馈给分析人员。由分析人员进行数据结果和信息分析后，在其建议和帮助下方可进行相应隧道工程项目的施工规划，并结合获取的监控量测结果进行相应施工工艺的优化，确保在高速公路隧道工程项目施工建设中施工投入最小，有助于项目施工成本的科学、高效管控。

高速公路隧道工程项目监控量测的必测项目：

第一，针对围岩内部位移情况进行监测。

第二，针对周边位移情况进行监测。在进行周边位移监测时，核心是按照频率及时准确地进行监测，充分了解隧道内部围岩应力的变化情况，结合监控量测获取的数据分析围岩以及层间支护压力。根据这些数据，施工组织和设计人员能够充分了解隧道内部的情况，明确衬砌支护内部压力的相应情况，科学合理地进行相应围岩条件评估，结合评估结果给出针对性的施工方案。为此在高速公路隧道工程项目的具体施工中，监控量测的关键项目之一就是对隧道周边位移情况作出科学合理的评估。周边位移以及层间支护压力的监控量测，可以通过获取的数据信息来进行隧道安全风险评估，完成支护参数设计，可以帮助施工团队以及设计人员对隧道周边位移情况的改变以及洞内、现场施工情况进行深入的了解。

第三，在针对该项目进行开挖以及支护作业时，能够结合监控量测数据结果，对已经完成的施工段落定期外观观察，及时发现问题，并第一时间作出应对措施。通过有效地监控量测，也可以确保在高速公路隧道工程项目施工建设中，及时发现容易出现问题的位置，给出处理措施。

第四，平整度检测。

第五，抗滑性检测。周边位移情况进行监控量测可以确保高速公路隧道工程项目施工的综合效益，同时指导施工，优化设计[4]。

3 高速公路隧道监控量测和无损检测技术的流程及方法

随着时代的进步和发展，对当前我国高速公路隧道监控量测以及无损检测工作也提出了更高的要求。无论是进行监控量测，还是进行无损检测，要求检测团队在具体的检测工作中，严格按照相应的标准和流程，掌握先进的科学检测设备和方法。当前，高速公路隧道施工最常见的施工方法是新奥法，监控量测实际上也是新奥法的重要构成部分之一。在高速公路的隧道工程项目施工中，要充分发挥监控量测以及无损检测两种技术的优势，全面进行隧道情况的检测，对于通过不同检测方法获取的数据进行评估和分析，为高速公路隧道工程项目的施工建设提供科学准确的数据支撑，在后续隧道工程项目施工建设上，实现项目施工规划的科学性和安全性。

高速公路隧道施工监控量测具体的实现流程是：首先对目标施工区域进行全面的地质勘测，了解当地的地质以及水文资料信息，在完成资料分析后，结合分析结果完成监控量测计划的制订。随后根据审批完成的监控量测方案，有针对性地开展监控量测工作。在监测地表下沉的过程中，最重要的就是要进行基准点的埋设。为了确保测量的准确性且便于进行校核，需要埋设两个基准点，然后通过这两个基准点的测量，以及附近水准点进行联合测量获取原始高程。在监控量测作业过程中，通过相应的参数和数据得到围岩和位移变化，之后传输给技术人员绘制相应的曲线，提供给施工人员作为参考。通过位移—时间变化曲线图进行分析，以及结合初期支护与围岩整体稳定情况判定当前施工是否符合施工安全要求[5]。

4 结语

总之，在高速公路隧道工程项目的施工建设中，重视监控量测以及无损检测技术的应用，对保障施工建设的安全性和品质有非常突出的价值和意义。在高速公路隧道工程项目的施工建设中，引入监控量测技术以及无损检测技术，使施工团队明确目标施工区域的基本情况，针对施工过程中可能出现的突发情况做好相应的预警方案，制定预防措施保障项目施工安全。为此，科学组织实施监控量测技术以及无损检测技术，充分保障工程项目施工建设的安全和效益。