中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
1 引言
我國(guó)是世界上鐵路隧道運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的國(guó)家，相關(guān)調(diào)查研究表明相當(dāng)數(shù)量的隧道存在病害問(wèn)題，嚴(yán)重影響到我國(guó)鐵路的行車(chē)安全。國(guó)內(nèi)鐵路完成六次提速，列車(chē)運(yùn)行對(duì)數(shù)大大增加，維修養(yǎng)護(hù)的 “天窗”時(shí)間相對(duì)較短，因此縮短病害隧道的檢測(cè)和整治時(shí)間，減小對(duì)鐵路隧道正常運(yùn)營(yíng)的干擾顯得尤為迫切。目前，國(guó)內(nèi)隧道一旦出現(xiàn)病害，鐵路工務(wù)人員通常結(jié)合隧道病害的表觀特征和隧道所在地區(qū)的地質(zhì)、氣候、水文等情況及施工總結(jié)資料等信息，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷隧道病害產(chǎn)生的原因，結(jié)合隧道病害類(lèi)型及病害程度制定出相應(yīng)的整治措施。或是采用探地雷達(dá)等無(wú)損檢測(cè)方法配合鉆孔取芯方法進(jìn)行隧道隱蔽病害的檢測(cè)，再依據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判讀，人為主觀性較強(qiáng)。由于缺乏對(duì)隧道病害系統(tǒng)科學(xué)的檢測(cè)，導(dǎo)致對(duì)隧道病害產(chǎn)生的原因缺乏準(zhǔn)確的判斷，致使采取不合理甚至錯(cuò)誤的整治方案，可能產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)甚至威脅到施工人員的人身安全。因此積極探索科學(xué)、系統(tǒng)、快速有效的隧道病害檢測(cè)方法，為病害分類(lèi)、分析病害原因、劃分病害等級(jí)等提供科學(xué)可靠的依據(jù)，從而制定出科學(xué)合理的病害整治措施是當(dāng)務(wù)之急。
2 既有隧道病害分類(lèi)及檢測(cè)技術(shù)
2.1 既有隧道病害類(lèi)型
常見(jiàn)既有鐵路隧道病害主要有襯砌裂損、滲漏水、凍害及襯砌材料劣化等幾個(gè)方面。其中，隧道襯砌裂損表現(xiàn)形式為襯砌變形、襯砌移動(dòng)、襯砌開(kāi)裂三種；隧道滲漏水病害表現(xiàn)形式為隧道漏水和涌水（拱部滴水、隧底冒水、孔眼滲水），隧道襯砌背后積水，潛流沖刷及侵蝕性水對(duì)襯砌腐蝕等。隧道凍害表現(xiàn)形式主要有掛冰、冰錐、冰塞、冰楔、圍巖凍脹、襯砌材料凍融破壞及襯砌冷縮開(kāi)裂。隧道襯砌材料劣化主要表現(xiàn)為隧道襯砌的腐蝕。也有專(zhuān)家把隧道典型病害分為表面病害和非表面病害兩大類(lèi)，其中表面病害主要包含隧道襯砌裂損、襯砌滲漏水、襯砌拱墻掛冰等；非表面病害則主要指借助儀器才能進(jìn)行檢測(cè)的病害，主要包括隧道襯砌背后空洞、襯砌厚度不夠、襯砌強(qiáng)度不足等[1][2][3]。
2.2 既有隧道病害檢測(cè)技術(shù)
針對(duì)既有鐵路隧道常見(jiàn)病害類(lèi)型，檢測(cè)手段從最初的目測(cè)等僅限于隧道表面病害的檢測(cè)方法發(fā)展到后來(lái)的以鉆孔取芯、后裝拔出法等為代表可檢測(cè)部分隱蔽病害及隧道襯砌結(jié)構(gòu)性能的微破損檢測(cè)方法，再發(fā)展到近年來(lái)能全面診斷隧道健康狀況的無(wú)損檢測(cè)方法。
（1）目測(cè)。對(duì)于既有隧道病害的檢測(cè)，最初的檢測(cè)手段多是根據(jù)目測(cè)進(jìn)行判斷，受人為因素影響較大[4]。目測(cè)雖能較直觀的檢測(cè)隧道表面滲漏水、基底翻漿冒泥、拱頂掛冰、襯砌出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)臺(tái)或者剝落掉塊等，方法較為靈活，但這只能觀測(cè)到隧道表面病害，對(duì)于襯砌內(nèi)部情況、襯砌與圍巖接觸面及圍巖內(nèi)部情況等隧道隱蔽病害則無(wú)能為力，導(dǎo)致隧道病害整治治標(biāo)不治本，無(wú)法徹底根治。
（2）微破損檢測(cè)。國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的微破損檢測(cè)方法有鉆孔取芯法及拔出法，主要用來(lái)檢測(cè)混凝土襯砌的強(qiáng)度。由于檢測(cè)時(shí)所造成的局部損傷對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的整體沒(méi)有太大影響，不會(huì)危害結(jié)構(gòu)的安全，所以廣義的理解，也將其計(jì)入非破損檢測(cè)范疇[5]。鉆孔取芯法檢測(cè)結(jié)果直觀、準(zhǔn)確、代表性強(qiáng)。但是其缺點(diǎn)也是明顯的，首先鉆孔取樣耗時(shí)多、效率低，其次鉆孔檢測(cè)時(shí)容易對(duì)隧道防水層造成破壞且影響隧道美觀。同時(shí)鉆孔取芯檢測(cè)不宜大面積使用，只能選擇性的進(jìn)行，對(duì)工人在鉆孔位置選擇經(jīng)驗(yàn)方面要求很高，選擇不合理容易造成檢測(cè)結(jié)果失準(zhǔn)，難以對(duì)整條隧道質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)判與推定。因此鉆孔取芯法不宜單獨(dú)使用，通常用來(lái)對(duì)回彈法和超聲回彈綜合法等檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行校正，以提高檢測(cè)的可靠性[6]。
拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)是一種通過(guò)拔出儀檢測(cè)實(shí)體混凝土中錨固件的拔出力來(lái)確定混凝土抗壓強(qiáng)度的一種方法。雖然拔出法操作簡(jiǎn)單，但拔出法必須在澆筑混凝土之前將錨固件布置在預(yù)定位置，無(wú)法對(duì)沒(méi)有預(yù)埋錨固件的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)。針對(duì)拔出法的這種缺陷，人們后來(lái)在拔出法的基礎(chǔ)上發(fā)展了后裝撥出法，即在混凝土結(jié)構(gòu)硬化后對(duì)其表面鉆孔、切槽并埋入固定好錨固件，接著拔出錨固件，再根據(jù)拔出力推定混凝土強(qiáng)度的一種試驗(yàn)方法。后裝拔出法可隨時(shí)隨地對(duì)沒(méi)有預(yù)埋錨固件的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)，彌補(bǔ)了拔出法不能對(duì)沒(méi)有預(yù)埋錨固件的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的缺陷。拔出法在我國(guó)起步較晚，但其在引入國(guó)內(nèi)后發(fā)展較為迅速，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)很多研究單位在后裝拔出法的研究試驗(yàn)方面進(jìn)行了卓有成效的工作[7]。
（3）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)近年來(lái)廣泛應(yīng)用于隧道施工監(jiān)控量測(cè)和質(zhì)量控制以及既有隧道病害檢測(cè)方面。它是一種在不破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下利用聲、光、熱、電、磁和射線(xiàn)方法，測(cè)定有關(guān)混凝土性能方面的物理量，推定混凝土性能、缺陷等的測(cè)試技術(shù)。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法主要有探地雷達(dá)（地質(zhì)雷達(dá)）法、聲波/超聲波法、回彈法、激光掃描法、紅外熱像法、超聲回彈綜合法等，本文將對(duì)以上無(wú)損檢測(cè)方法予以重點(diǎn)分析。
3 現(xiàn)有無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析
3.1采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的必要性
新建鐵路隧道驗(yàn)收檢測(cè)指標(biāo)日趨完善，傳統(tǒng)檢測(cè)已無(wú)法滿(mǎn)足檢測(cè)要求，同時(shí)為了更全面地掌握隧道病害信息徹底根治隧道病害，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鐵路隧道工程中的應(yīng)用將是一種趨勢(shì)。以下從既有鐵路隧道病害檢測(cè)以及新建隧道質(zhì)量控制兩個(gè)方面對(duì)采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的必要性進(jìn)行闡述。
（1）是縮短既有鐵路隧道病害檢測(cè)時(shí)間的重要手段。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)完成了既有鐵路新一輪大提速以適應(yīng)繁忙的運(yùn)輸任務(wù)，“天窗”時(shí)間也將隨之相對(duì)縮短。適時(shí)研究現(xiàn)有隧道健康安全檢測(cè)方法及隧道病害的整治技術(shù)，以提高既有隧道檢測(cè)和整治效率，減小對(duì)既有線(xiàn)繁忙運(yùn)輸?shù)挠绊懯呛苡斜匾摹鹘y(tǒng)落后的沿用眼看尺量的隧道病害檢查和檢測(cè)手段，不僅檢測(cè)效果差，難于發(fā)現(xiàn)隧道隱蔽病害，而且隧道病害檢測(cè)耗時(shí)、費(fèi)力，且對(duì)既有鐵路線(xiàn)的正常運(yùn)營(yíng)影響較大。
隨著運(yùn)營(yíng)年限的增加，部分早期修建的老舊隧道已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前鐵路運(yùn)營(yíng)要求，亟需進(jìn)行改造擴(kuò)建，為保障改造施工質(zhì)量和施工工期，節(jié)省改造費(fèi)用，需要對(duì)老舊隧道進(jìn)行全面科學(xué)的健康診斷，而傳統(tǒng)檢測(cè)方法無(wú)論是在檢測(cè)效果還是在檢測(cè)效率上都無(wú)法滿(mǎn)足要求，而無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有全面高效等特點(diǎn)，是縮短隧道病害檢測(cè)時(shí)間的上乘之選。
（2）是新建鐵路隧道質(zhì)量控制的有力保證。
隧道施工監(jiān)控不到位是影響鐵路隧道質(zhì)量控制的重要原因之一。以前新建鐵路隧道竣工交驗(yàn)時(shí)，主要采用觀測(cè)、尺量、鉆孔抽查、查看資料等方法進(jìn)行。這樣的檢驗(yàn)方法主要是驗(yàn)收外觀質(zhì)量，對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量缺乏全面的了解，使新建隧道可能留下襯砌背后空洞或襯砌強(qiáng)度不足等隱蔽缺陷。在《鐵路隧道襯砌質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)規(guī)程》（TB10223—2004、Z341—2004）和鐵運(yùn)（2004）42 號(hào)《鐵路運(yùn)營(yíng)隧道襯砌安全等級(jí)評(píng)定暫行規(guī)定》頒布后，無(wú)損檢測(cè)已作為檢查隧道襯砌隱蔽缺陷的一種有效而重要手段得到普遍采用，最大限度的從源頭防范隧道病害的發(fā)生[8]。因此，在新建鐵路隧道質(zhì)量控制和驗(yàn)收中應(yīng)廣泛使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。
3.2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要用于在建隧道的施工安全保障和質(zhì)量控制以及既有隧道健康綜合診斷兩個(gè)方面。
（1）在建隧道中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
在隧道施工安全保障方面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要有地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及隧道施工監(jiān)控量測(cè)等，其中地質(zhì)超前預(yù)報(bào)主要對(duì)掌子面前方巖溶洞穴、管道、暗河等不良地質(zhì)體的位置，斷層破碎帶位置、規(guī)模及富水狀況，煤層、瓦斯、天然氣儲(chǔ)存狀態(tài)等進(jìn)行檢測(cè)，為正確選擇開(kāi)挖斷面、支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化施工方案提供依據(jù)，并為預(yù)防隧道涌水、突泥、突氣等可能形成的災(zāi)害性事故及時(shí)提供信息，使工程單位提前做好防范準(zhǔn)備工作；隧道施工監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容一般包括圍巖及支護(hù)狀態(tài)觀測(cè)，隧道洞口段、淺埋和偏壓段地表沉降監(jiān)測(cè)，拱頂下沉及凈空變位收斂量測(cè)，錨桿抗拔力量測(cè)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)量測(cè)，隧道內(nèi)分段涌水量和水壓、涌水含砂量與含泥量觀察、地表水水位觀察等。通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)，為判斷圍巖穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌可靠性，二次襯砌合理施作時(shí)間，以及修改施工方法、調(diào)整圍巖級(jí)別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)，指導(dǎo)日常施工管理，及時(shí)預(yù)報(bào)圍巖險(xiǎn)情，確保施工安全。
在隧道施工質(zhì)量控制方面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要有：隧道襯砌強(qiáng)度、隧道襯砌內(nèi)部鋼拱架、鋼格柵分布形態(tài)、襯砌與圍巖結(jié)合面質(zhì)量、襯砌背后裂隙、空洞及回填密實(shí)程度、隧道限界等指標(biāo)的檢測(cè)。
（2）在既有鐵路隧道健康診斷中的應(yīng)用
既有鐵路隧道健康診斷中，無(wú)損檢測(cè)內(nèi)容主要有隧道拱腰及邊墻隱蔽病害的檢測(cè)，主要包括襯砌厚度、襯砌強(qiáng)度、襯砌背后空洞的分布等指標(biāo)；隧底隱蔽病害的檢測(cè)，包括底板、仰拱的厚度及強(qiáng)度，底板裂損部位及程度，基床以下軟弱夾層病害等[7]。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新的無(wú)損檢測(cè)方法，如激光掃描、紅外熱像儀等可用于隧道襯砌表面病害如裂縫分布情況、襯砌表面滲漏水、蜂窩麻面等指標(biāo)檢測(cè)，檢測(cè)效率高且工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。
2.3 現(xiàn)有無(wú)損檢測(cè)方法對(duì)比分析
通過(guò)上述分析可知，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)無(wú)論是在新建隧道的質(zhì)量控制、安全保障方面還是在既有鐵路隧道病害診斷和維護(hù)方面都有著廣泛的應(yīng)用前景。下面將著重介紹幾類(lèi)在既有鐵路隧道病害檢測(cè)方面常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法，每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析見(jiàn)表1。
（1）探地雷達(dá)法
探地雷達(dá)(簡(jiǎn)稱(chēng)GPR)采用無(wú)線(xiàn)電波檢測(cè)地下介質(zhì)分布和對(duì)不可見(jiàn)目標(biāo)進(jìn)行掃描，通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)向被探測(cè)物發(fā)射寬頻帶短脈沖的高頻率電磁波，當(dāng)該波在介質(zhì)傳播過(guò)程中遇到不同介質(zhì)交界面時(shí)，部分電磁波會(huì)被反射回來(lái)被雷達(dá)接收天線(xiàn)接收，通過(guò)記錄反射波的雙程走時(shí)、反射波的幅度與波形等信息，研究被探測(cè)介質(zhì)的分布和屬性。由于探地雷達(dá)具備無(wú)損檢測(cè)，可連續(xù)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描，操作簡(jiǎn)便靈活，探測(cè)精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在隧道工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其在隧道病害檢測(cè)中的應(yīng)用主要有：檢測(cè)隧道襯砌中鋼筋布置，襯砌厚度，襯砌內(nèi)裂縫及背后空洞，襯砌空洞、回填疏松地段及襯砌裂隙積水等[9][10][11]。
（2）回彈法
回彈法由于其使用的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試迅速以及檢測(cè)費(fèi)用低廉，且不破壞混凝土的正常使用，在國(guó)內(nèi)隧道工程中的應(yīng)用比較廣泛，主要用于混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)。回彈法是借助回彈儀對(duì)混凝土表面進(jìn)行彈擊，重錘受到彈力作用后回彈一定距離，通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出重錘被反彈回來(lái)的距離，以回彈值（反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來(lái)推定混凝土強(qiáng)度。回彈法在國(guó)內(nèi)的使用已經(jīng)有了幾十年的歷史了，然而也有學(xué)者如清華大學(xué)土木工程學(xué)院廉慧珍教授對(duì)回彈法檢測(cè)強(qiáng)度提出了質(zhì)疑，她認(rèn)為不同材料的強(qiáng)度和硬度之間不能建立相關(guān)關(guān)系，混凝土碳化層和混凝土本身是不同的材料，混凝土碳化層的硬度和內(nèi)部混凝土的強(qiáng)度沒(méi)有關(guān)系，再基于碳化層的硬度引進(jìn)“折減系數(shù)”來(lái)推算混凝土的強(qiáng)度，在概念上是錯(cuò)誤的[12]。
（3）彈性波（聲波/超聲波/地震波）法
地震波、聲波、超聲波的力學(xué)本質(zhì)是相同的，只是頻率不同，都屬?gòu)椥圆?。彈性波檢測(cè)比探地雷達(dá)復(fù)雜得多，工程檢測(cè)中，一般情況下探測(cè)深度大于5 m 的選用地震波法，大于20 cm 的選用聲波法。小于20 cm 的選用超聲波法[13]。在隧道工程無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用中，超聲波通常與回彈法結(jié)合，以提高檢測(cè)精度。聲波法檢測(cè)則包括直達(dá)波法和反射波法兩種，應(yīng)根據(jù)不同的檢測(cè)目的選用，其中直達(dá)波法用于檢測(cè)隧道襯砌表層混凝土質(zhì)量，判定淺部典型病害，而反射波法適用于檢測(cè)隧道襯砌混凝土厚度、內(nèi)部缺陷等[14]。
（4）激光掃描法
激光掃描是近年來(lái)首先在歐洲發(fā)展起來(lái)的新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[4]，由于其掃描速度快、檢測(cè)精度高、檢測(cè)時(shí)能同步獲得三維圖像等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論在新建隧道竣工驗(yàn)收，還是在既有隧道病害檢測(cè)中都具有廣泛的應(yīng)用前景。如德國(guó)在紐倫堡——茵戈施塔特鐵路新線(xiàn)竣工驗(yàn)收時(shí)采用了GRP5000激光掃描技術(shù)[15]。近年來(lái)激光掃描技術(shù)作為新型非接觸式高精度海量數(shù)據(jù)收集技術(shù)，在虛擬城市建模、林業(yè)測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)以及逆向工程中都有應(yīng)用[16]，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)應(yīng)用激光掃描技術(shù)所獲取海量數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行了大量的研究，以便激光掃描技術(shù)能在更多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
（5）紅外線(xiàn)法
紅外線(xiàn)法屬于非接觸性無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其使用的紅外熱像儀檢測(cè)不受時(shí)間、空間的限制，較為靈活[17]。紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。其檢測(cè)無(wú)接觸、速度快、結(jié)果直觀、可進(jìn)行大面積檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，使得紅外線(xiàn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用前景非常廣闊。國(guó)內(nèi)某正在研發(fā)的公路隧道病害集成檢測(cè)車(chē)針對(duì)隧道滲漏水的檢測(cè)就使用了紅外熱像儀，試驗(yàn)時(shí)其所檢測(cè)的隧道襯砌表面滲漏水紅外圖像經(jīng)過(guò)多指標(biāo)修正后，與實(shí)際所測(cè)結(jié)果相近。
（6）綜合檢測(cè)法
綜合無(wú)損檢測(cè)法是指采用兩種或兩種以上的單一方法，獲取多個(gè)物理參量，從不同角度綜合評(píng)定混凝土質(zhì)量。因此，同單一非破損檢測(cè)方法相比，綜合檢測(cè)法具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性。目前已被采用的綜合法有超聲回彈綜合法、超聲鉆芯綜合法、聲速衰減綜合法等。而在實(shí)際工程中應(yīng)用較為廣泛的是超聲回彈綜合法。超聲回彈綜合法是超聲波法與回彈法檢測(cè)的綜合，利用低頻超聲波儀和回彈儀對(duì)同一測(cè)區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行聲速值和回彈值的測(cè)試，利用已建立起來(lái)的測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)，推算該測(cè)區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度的一種方法[6][18][19] 。
表1 既有鐵路隧道病害常見(jiàn)無(wú)損檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)分析
Table 1 Analysis on the advantages and disadvantages of the common non-destructive testing methods for the disease of existing railway tunnel
檢測(cè)方法 隧道工程 中的用途 不足 優(yōu)點(diǎn)
地質(zhì) 雷達(dá)法 檢測(cè)襯砌中鋼筋布置、襯砌厚度、襯砌內(nèi)裂縫及背后空洞等。 初襯和二襯表面位置難以確定，電磁波在非均勻介質(zhì)中的傳播速度不易確認(rèn)，襯砌空洞位置定位不精準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果判讀對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)性較強(qiáng)。 無(wú)損傷，檢測(cè)連續(xù)，操作簡(jiǎn)便靈活，探測(cè)精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)等。
回彈法 一般適用于新建隧道襯砌強(qiáng)度檢測(cè)。 容易受操作方法、儀器性能、混凝土材料（如水泥種類(lèi)、用量，外加劑和摻合料的種類(lèi)、配比等）、施工質(zhì)量、氣候環(huán)境、測(cè)區(qū)選擇等的影響。 設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試迅速、檢測(cè)費(fèi)用低廉且不破壞混凝土結(jié)構(gòu)。
超聲 /聲波法 襯砌強(qiáng)度和完整性檢測(cè)。 聲波法檢測(cè)速度慢，不適用于大面積的隧道病害檢測(cè)；超聲法則對(duì)高強(qiáng)度混凝土的反映不夠敏感，很難全面反映混凝土整體質(zhì)量。 檢測(cè)結(jié)果能較好地反映被測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的局部質(zhì)量且檢測(cè)方法有較好的靈活性[7]。
激光 掃描法 襯砌的裂縫、變形、侵限、不平整施工縫等的分布情況。 作為一門(mén)新興技術(shù)，設(shè)備較貴且缺少相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程。 檢測(cè)時(shí)間短，角度廣（360°），定位精準(zhǔn)，測(cè)量的圖像數(shù)據(jù)可作為評(píng)定隧道健康狀況及運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理信息平臺(tái)。
紅外線(xiàn) 檢測(cè)法 主要用于襯砌滲漏水的檢測(cè)。 能較好檢測(cè)被測(cè)物的表面熱狀態(tài)，但很難確定被測(cè)物內(nèi)部的熱狀態(tài)；檢測(cè)設(shè)備更新速度快，購(gòu)買(mǎi)維護(hù)成本較高。 無(wú)接觸、高靈敏度、高效率，可進(jìn)行大面積檢測(cè)。
超聲回 彈綜合法 隧道襯砌強(qiáng)度檢測(cè)。 襯砌混凝土碳化深度較大時(shí)誤差較大，需配合鉆孔芯法進(jìn)行評(píng)價(jià)或修正。 可彌補(bǔ)單一檢測(cè)法在較低或較高強(qiáng)度區(qū)間檢測(cè)的不足，能較全面反映混凝土襯砌整體質(zhì)量情況。
3 既有隧道病害綜合檢測(cè)技術(shù)展望
論文主要對(duì)現(xiàn)有隧道病害檢測(cè)方法現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行了闡述，總結(jié)出現(xiàn)有常見(jiàn)隧道病害無(wú)損檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)存在的問(wèn)題對(duì)既有鐵路隧道病害綜合檢測(cè)技術(shù)從以下四個(gè)方面進(jìn)行展望。
（1）繼續(xù)對(duì)現(xiàn)有無(wú)損檢測(cè)技術(shù)理論基礎(chǔ)及影響因素進(jìn)行深化研究。如探地雷達(dá)的電磁波在混凝土介質(zhì)中的傳播特性及傳播影響因素有待全面深入研究?，F(xiàn)有混凝土外加劑和配比與多年前相比已經(jīng)有了很大變化，使用回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)已經(jīng)有了幾十年的歷史了，為減小檢測(cè)誤差，還需進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)研究。
（2）無(wú)損檢測(cè)方法種類(lèi)多，涉及學(xué)科領(lǐng)域?qū)拸V，而隨著科技的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在加強(qiáng)更新?lián)Q代的同時(shí)，還應(yīng)積極開(kāi)拓新的無(wú)損檢測(cè)方法，使得無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在數(shù)據(jù)處理上更高效、便捷，檢測(cè)結(jié)果直觀、智能，減小檢測(cè)結(jié)果判讀依靠人工經(jīng)驗(yàn)帶來(lái)的誤差等。
（3）目前國(guó)內(nèi)尚缺乏既有鐵路隧道專(zhuān)用病害綜合檢測(cè)車(chē)，有必要開(kāi)展鐵路隧道多功能無(wú)損檢測(cè)車(chē)的研發(fā)。國(guó)內(nèi)研制的隧道病害檢測(cè)車(chē)大多用于公路隧道上，而且沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。例如國(guó)內(nèi)大多數(shù)在建隧道在使用探地雷達(dá)進(jìn)行襯砌質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，通常借助裝載機(jī)或者汽車(chē)臨時(shí)搭載雷達(dá)天線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)，由于無(wú)法使得雷達(dá)天線(xiàn)密貼襯砌表面且很難保證雷達(dá)天線(xiàn)沿測(cè)線(xiàn)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而嚴(yán)重地影響了檢測(cè)效果，圖1所示為國(guó)內(nèi)某公路隧道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)施圖[20]，圖中可見(jiàn)其借助搭建在裝載機(jī)上的腳手架進(jìn)行檢測(cè)，不僅檢測(cè)效果差、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且工人檢測(cè)作業(yè)安全性很難保障。為了降低檢測(cè)車(chē)的使用成本，所研制的檢測(cè)車(chē)要便于拆卸和安裝，通用性強(qiáng)，可用于公路、鐵路在建隧道以及既有隧道的病害檢測(cè)。檢測(cè)車(chē)還應(yīng)具有檢測(cè)多種病害的功能，同時(shí)具有病害檢測(cè)自動(dòng)識(shí)別程度、檢測(cè)精度及檢測(cè)效率高，數(shù)據(jù)后處理速度快等特點(diǎn)。
