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          國內外常用的隧道監測檢測技術有哪些?
          日期:2021-4-13 9:51:54 作者:佚名 來源:本站原創
          新聞中心
            1.截至2019年底,我國現今投入使用的鐵路隧道總長有18041km,城市交通軌道隧道運營里程6736.2km,還有超過10000km 的水工隧道以及大量的綜合管廊。我國的公路隧道每年都會新增1100km,是現今世界上公路隧道規模最大的國家。
            2.長時間的運營使用,隧道會在人為或自然因素的作用下發生各類病害,主要包括襯砌裂縫和滲漏水、以及列車事故、火災事故、恐怖襲擊、洪水、地震等突發災害。
            3.對隧道進行智能化的監測檢測,實現對風險做到有效的事前預控決策,事中迅速應對,事后高效救援,保障隧道的健康運營,具有很大的社會效益和經濟效益。
            4.隧道的智能檢測主要是通過各種無損檢測技術對隧道內部進行有效檢測,獲取狀態信息或者圖像等數據,再進行病害的判斷,常用的監測手段則是采用各種傳感技術和相應設備進行多方位監測檢測,目前常用于監測隧道內的變形、裂縫、滲漏水等病害。
           隧道監測檢測技術
            (1)探地雷達技術
            探地雷達法是地下工程中較為常用的一種檢測技術,主要是利用電磁波在各種材料的介電常數的差異來檢測和辨識病害ꎮ 電磁波在遇到不同的介質界面時會生成反射波和透射波,反射波和透射波的屬性與界面兩邊的不同介電常數有關,因此主要是通過提取反射波信號特征進行病害識別。
            (2)三維激光掃描技術
            三維激光掃描技術的基本原理是激光測距原理,即根據激光往返的時間,結合激光的速度角度來判斷測點被測點的矢量距離。
            (3)沖擊回波技術
            沖擊回波法原理是利用小鋼球或者小錘敲擊混凝土的表面,在混凝土的表面產生應力波,當應力波在混凝土的內部進行傳播時,遇到內部缺陷會產生反射并且在結構的表面產生微小位移。
            (4)紅外探測技術
            紅外探測技術的原理是根據物質的熱輻射來檢測的ꎮ 世界上的物體只要溫度比絕對零度高,就會產生紅外輻射。
            (5)光纖光柵技術
            光纖傳感器的原理是將來自光源的光由光纖進入調制器,使它與待測的物理量在調制區產生相互作用,之后光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等)會發生相應的變化,稱為被調制的信號光[34] ꎮ 調制的信號光最后會轉化成電信號并與之前的信號相比較來判斷病害。
            (6)高清攝像技術
            高清攝像技術即利用攝像機對隧道內影像進行拍攝,然后利用各種數據處理算法對收集到的圖像進行分析,從而判斷隧道內發生的各類病害ꎮ 數字相機現今大多數運用CCD 相機,該技術的核心內容是如何運用圖像來進行病害的檢測。
            隧道監測檢測巡檢裝備
            隧道的高效精確檢測不僅僅需要技術,更需要相應的裝備與之配合,來充分發揮技術的作用ꎮ 通過將各種技術搭載在巡檢裝備上,進行綜合的自動智能擬人化巡檢, 是未來發展的大趨勢ꎮ
            (1)無人機
            無人機是比較理想的移動檢測載體裝備,不論國內還是國外都在努力研究拓展其應用ꎮ 無人機有著體積小、可搖感操控并且能在其上搭載多種傳感器的優點,能到達人工不方便進行檢測的地方,因此,無人機在進行數據收集方面可以發揮較大的作用。
            (2)巡檢車
            巡檢車是當今用得最多的移動檢測裝備,其運用主要是裝載各種檢測設備,例如高清相機、激光傳感器、探地雷達等設備,同時車上還可裝載與設備相應的軟件系統對設備收集到的信息進行分析處理。
            (3)巡檢機器人
            巡檢機器人目前主要運用于綜合管廊和隧道,是通過攜帶激光設備或者相機來進行視覺檢測,有輪式和履帶式。
          (作者:陳湘生,男,湖南湘潭人,深圳大學特聘教授,中國工程院院士,人工凍土力學、隧道與地下工程、特殊巖土工程、建井工程著名專家, 深圳大學土木與交通工程學院院長、深圳大學未來地下城市研究院院長,兼任深圳地鐵集團有限公司技術委員會主任、煤炭科學研究總院建井研究院院長)

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