公路隧道病害自动化检测方法

隧道衬砌表观病害如开裂、渗漏水、内装脱落、附属设施损坏等的检测与记录,一直以来都采用人工观测与简单工具辅助的方法进行,检测结果的精度和准确性受人为因素、隧道内环境影响较大,前一次检测的记录与后一次检测的记录不一致的现象十分普遍,很难通过前后记录对比掌握隧道衬砌表观病害的变化情况。另外,人工检测所需时间长,对交通影响较大。

随着科技水平的发展,数字化方法及数字图像技术已在隧道病害检测和评价分析中得到应用,国内外均已开发出了隧道工程病害自动化检测、评价分析的专业设备和仪器,满足有效、快捷、量化的要求。目前,隧道衬砌病害自动化检测系统在日本、德国等国家使用已相当成熟,在国内隧道检测使用量也在逐步增加,而且在各大省份的类似项目上均投入了使用,并得到了相当好的效果。其现场检查效率远远大于我们常规的检查方法(即用登高车或脚手架等使技术人员靠近衬砌表面,逐一地人工进行检查的方法),且准确率较高,不存在漏检。

隧道衬砌病害自动化检测系统工作流程一般可分为检测准备阶段、现场检测阶段和室内分析阶段。

1.检测准备阶段

采用隧道自动化检测系统进行衬砌扫描前,应先收集隧道早期的病害检查资料,明确隧道检测范围,同时,还应在检测区段内边墙上使用明显的标志,每隔5m或10m标出隧道里程桩号,以便于检测数据的精准定位和图像校准。

2.现场检测阶段

自动化检测系统的现场工作十分简单,三维激光扫描系统可以5km/h左右的速度对隧道进行扫描,需要临时封洞或封道。高清视频扫描系统扫描速度可达50～80km/h,对正常交通完全没有影响。全自动隧道快速检测车及快速检测车隧道内工作照如图6.5-1、图6.5-2所示。

图6.5-1　北京雷德华澳-ITIS全自动隧道快速检测车(www.xing528.com)

图6.5-2　快速检测车隧道内工作照

3.室内分析阶段

自动化检测系统收集的现场数据通过系统自带的后处理程序,采用人工、自动与人工相结合或全自动的方式,对检测获得的现场数据进行判读,然后再对结果进行数据分析和统计,如图6.5-3、图6.5-4所示。

图6.5-3　隧道衬砌检查结果展布图(整体)

图6.5-4　图隧道衬砌裂缝检查结果示意(局部)

值得注意的是,隧道衬砌表观病害自动化检测是将现场检测工作带回室内,但它并不能完全取代现场工作。自动化检测系统获得的检测数据,特别是采用高清视频获得的现场图像,需要进行必要的人工判读和现场校核。特别是一些老旧隧道,衬砌内表面污染严重,各种渗水痕迹、结露痕迹、昆虫爬痕,内装涂层起层、干裂,油灰积垢等图像即使人工判读都很可能出现误判。误判、漏判率过高,将使自动化检测成果失去应有的价值。完全自动化判读识别隧道衬砌表观病害尚未实现。