巡鹰智检：如何用结构雷达和阵列超声排查新建隧道渗水点？

　　 隧道渗水一直是新建公路隧道中的常见问题，严重威胁着隧道的安全和使用寿命。传统的排查方法在准确性和效率上面临诸多挑战 。

　　近年来，结构雷达与阵列超声成像作为新型的渗水排查技术，得到了越来越广泛的应用。这些无损检测技术可以提供一个更准确、更快速的检测和定位隧道渗水点的方法 。

　　结构雷达： 借助电磁波在不同物质中传播速度的不同，通过时间延迟和振幅变化的测量，可以快速找到渗水区。

　　阵列超声成像： 当探头沿着隧道壁移动时，如果遇到空洞或渗水处，其超声波的反射回波与入射波会有较大差异。通过分析不同位置反射回波的差异变化，可进一步判定渗水点的具体位置。

　　应用案 例

　　近日，某在建隧道在施工过程中发现渗水情况，出于安全考虑，施工暂停并邀请相关检测机构进行大面积的渗水位置排查，以便进行针对性的支护设计与施工方案修正。巡鹰智检受检测机构邀请参与了其中两个区域的检测(A区 & B区)。

　　解决方 案

　　巡鹰智检提出的解决方案是：先采用结构雷达进行大面积盲扫找出可能的渗水区域，再通过阵列式超声仪器进行详细检测，以确定确切的渗水位置。

　　检测结果 —A 区

结构雷达GP8100的区域扫描结果

　　上图左侧为区域扫描结果图，从中可看到横向钢筋为箍筋，在垂直方向上近似等间距排列。纵向钢筋为主筋，在水平方向上中间区域呈四根为一组排列(紧密)，在两边区域呈单根排列(稀疏)。

　　中、右两图为隧道内部结构的扫描结果在现实场景上的对应位置投影。将真实位置与对应扫描结构完全融合为一体，方便数据管理、记录，可为后续隧道维护工作做快速、精准定位指导。

GP8100雷达剖面图

　　从雷达剖面图上判断，7～13 cm深度(蓝框范围)的倒置双曲线形状主要为双层钢筋网信号反射所致;在60 cm深度左右(黄色标记线)出现连续的板状反射信号，则主要为混凝土初支(板厚)的信号反射所致;在钢筋和初支底板深度之间，未见明显富水(渗水)信号。

　　接着，我们用PD8050阵列式超声成像，按黄色箭头的方向进行扫描。

PD8050线性扫描结果

　　根据结果可见，上图中浅层约7 cm深度处可看到周期性的钢筋分布信号;在1-15号测线区域，约59 cm位置处看到清晰的底板反射信号。中间有部份不连续情况，是由于表层钢筋反射了一部分超声信号，导致深层目标物无法被探测所致。

　　整体而言，初支底板信号能被较清晰的反映出来(超声成像时，不宜将信号增益调节过大，否则容易误判空洞或缺陷)。

对GP8100和PD8050的结果进行分析

　　对GP8100线性视图(左)左和PD8050线性视图(右)进行分析，均可看到浅层钢筋信号以及60 cm深度处的初支底板较连续的信号，且钢筋和底板之间未见明显富水区域。

　　综上可初步判断 A 区的施工质量较好，未见明显渗水情况 。

　　检测结果 —B 区

GP8100区域扫描结果

　　首先，仍然采用GP8100进行大面积区域扫描。左图为区域扫描结果图，图中横、竖向钢筋分布和A区类似，但图中白圈所示区域，钢筋之后存在明显信号增强的区域，怀疑是渗水所导致。

　　中、右两图为扫描结果的AR结构投影。通过降低结构图像的透明度，右图工程师在怀疑区域做标记，为后期PD8050的测试做定位标识。

　　进一步验证该区域为何存在渗水情况，我们选取B区中雷达区域扫描中的第8道测线和A区中雷达区域扫描中的第9道测线进行对比分析。

A区和B区雷达线扫对比

　　左图为B区的第8道测线的剖面视图，右图为A区的第9道测线的剖面视图。从两幅图对比来看，A区未见任何富水和渗水情况，B区内钢筋和底板之间存在明显富水信号。

　　通过B区的雷达AR结构观测，也发现钢筋和底板之间存在明显富水信号和渗水的可能(左图中红圈所示)，我们进而采用PD8050寻找该区域的渗水原因。

PD8050的线性扫描结果

　　上图(右)为PD8050的线性扫描视图。在水平方向约1.4 m处，初支底板之后(约65～73 cm深度处)存在明显空洞反射信号，其实际位置也与之前的雷达扫描结果(左图))相对应，进一步判断此处可能存在空洞，从而导致渗水。

　　针对上述结果，我们继续采用 PD8050 针对该区域进行全 3D 矩阵扫描，再次确认了在 68-74 cm 深度位置存在空洞的结果 。

　　底板之后的空洞位置，深度约68-74 cm左右(图中蓝圈所示)

　　施工队根据我们的检测反馈，将所有电子档数据保存并分享给汇报对象，在现场即制定了B区的修正方案。

　　关于巡鹰智检

　　巡鹰智检(Screening Eagle Technologies )，由瑞士无损检测仪器品牌Proceq和新加坡机器人技术公司Dreamlab合并而成，为建筑和基础设施建设行业的智能检测提供技术平台。

　　“科技护卫已筑”(Protect the built world)-巡鹰智检的使命是运用直观的软件、智能设备、相机、传感器和云端互连的科技平台，实现高效的数字化现场工作，良性的资产回报及持续提升的资产价值，从而助力良性的经济发展、可持续的未来、保护建筑世界的安全、可靠和长久运营。