铁路隧道检测技术现状及发展趋势

传统隧道质量检测方法以人工检查为主,结果依赖于检测人员水平,效率极低,远不能满足现场需求。为了检测设备的研制和保障铁路隧道运营安全,通过调研国内外多种隧道检测新技术和不同类型的综合检测车,分析现有隧道检测技术的特点,结果表明:目前的检测技术存在病害检测指标相对单一、自动识别程度低、检测速度较慢等问题。提出铁路隧道检测环境与公路隧道及城市轨道交通相比存在的一些差别,得出铁路隧道检测技术有以下发展趋势:(1)隧道衬砌质量无接触式检测;(2)激光扫描将成为表面病害主要检测方式;(3)检测设备高度集成化;(4)检测数据采集和处理自动化;(5)铁路隧道检测车需采用专用轨道车辆。     

一种适合隧道工程抢险的地面综合处理车的设计

介绍了一种适合隧道工程抢险的地面综合处理车的设计,根据"广播宣传、应急隔离、钻孔和注浆、地面清理、地面反压"等功能的要求,对车型的选择、资源布置、车体尺寸、车体颜色等几方面进行研究和设计。最后通过应用实例来对地面综合处理车的设计进行验证,显现了地面综合处理车在隧道工程施工过程中地面的正常巡查和应急抢险处理上发挥的重大作用,证明了设计的必要性和成功性。     

隧道超欠挖三维扫描检测系统设计及应用

针对隧道开挖时采用全站仪等传统检测设备测量断面少、检测效率低的问题，基于三维激光扫描技术，针对隧道点云数据的特点，设计了隧道三维扫描检测系统，开发了高效快速的隧道超欠挖检测算法。经现场测试，该系统可以自动识别隧道超欠挖的数量、位置、体积等信息，且适用于复杂隧道环境，维护方便，有助于保障铁路隧道施工质量。     

车载隧道衬砌雷达检测全自动伺服系统研究与开发

为满足运营铁路隧道衬砌检测要求,提出车载隧道检测装置机械系统设计方案,并根据隧道检测总体结构设计方案,合理构建测控系统。在隧道衬砌雷达检测装置机械系统、测控系统设计的基础上,完成装置零部件的制造、装配与测控系统的搭建并实现系统联调。通过在赣龙线某隧道的现场试验,总结了隧道检测装置的优点及存在的问题。     

铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术

针对铁路隧道衬砌表观病害检测需求，梳理并分析技术现状，介绍隧道衬砌表观病害智能检测系统的研制情况和系统组成。提出铁路隧道衬砌表观病害智能检测面临的技术难点，分析图像快速采集、病害智能识别、病害样本库构建等智能检测关键技术。通过基于实测数据集以及现场检测复核等手段，验证铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统关键参数。结合现场运用情况，分析铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统运用效率。智能检测系统应用表明，铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术可大幅提升隧道衬砌病害检测的自动化和智能化水平。     

高速铁路隧道断面积检测

隧道断面积检测国内外广泛采用的非接触式测距仪有激光测距仪、雷达测距仪和摄像测量装置。论述与分析激光测距仪、雷达测距仪和摄像测量装置的检测原理及优缺点,根据高速铁路隧道特点和运营管理的特殊性进行比选,结合隧道断面积计算方法,提出摄像检测装置适合高速铁路隧道断面积动态检测。     

铁路隧道建筑限界快速检测技术研究与应用

铁路隧道建筑限界检测是确保运输安全的一个重要环节。本文基于三维激光扫描技术,提出了一种快速铁路隧道建筑限界检测技术。首先利用三维激光扫描仪等设备进行数据采集,然后经数据分析提取隧道断面轮廓线,进而判别侵限点是否存在,最终得到隧道限界断面图、隧道综合最小建筑限界尺寸表等成果。在既有线铁路隧道中的应用经验表明,与传统隧道建筑限界检测技术相比,该检测技术应用更便捷,检测结果更准确。     

基于点云数据的轨道结构与隧道空间限界一体化自动检测方法研究

为了保证列车运营安全,需要在日常运营过程中进行隧道限界检测,但现有检测方法存在测量干扰大、效率低、断面非连续性、与轨道结构相互独立等不足。为此,提出一种基于点云数据的轨道结构与隧道空间限界一体化自动检测方法。在通过中轴线拟合提取隧道任意位置断面的基础上,建立基于钢轨顶面的隧道限界检测坐标系,引入不同类型的隧道限界框,采用改进射线算法实现多种隧道类型的限界自动检测分析。对既有铁路隧道进行现场实验表明,采用该方法可实现侵限位置和侵限尺寸值的准确获取,并给出侵限断面图,满足隧道检测精度要求,在隧道日常运营维护中能够发挥重要作用。     

铁路隧道无损检测技术与应用

指出铁路隧道无损检测的必要性,介绍当前无损检测的主要内容和常用检测方法、原理,以及外业检测事项、报告成果形式,最后给出隧道衬砌检测、隧底检测的具体实例。     

城市轨道交通隧道结构病害检测技术综述与发展趋势

以近些年我国城市轨道交通隧道病害检测技术为对象,总结目前针对不同隧道病害所采用的常用检测技术以及新型检测技术,其中新型检测技术包括传感器检测技术、数字照相检测技术、激光扫描检测技术以及多功能集成的隧道检测车技术。详细介绍这几种新技术的原理,对比这几种检测技术的适用范围(检测病害类型)以及在环境条件、检测频率、处理速度、费用、人工依赖程度等各个方面的优势与劣势,表明自动化、实时化和集成化将是未来隧道检测技术发展的重要方向,传统人工+设备的检测模式将逐步转化为设备自动检测,技术人员的主观判别将逐渐被自动化检测代替;而集成化的检测设备也必将成为未来隧道检测设备的发展趋势。     

既有铁路有砟隧道渗漏水检测技术研究

针对既有铁路有砟隧道在重载、高密度列车荷载作用下产生的病害检测方法进行研究,对既有隧道病害检测方法进行适用性分析,认为高密度电法检测可用作有砟隧道混凝土垫层或仰拱病害检测,并进行现场试验验证。尽管这种无损检测方法有待于进一步论证和推广,但其研究为有砟隧道混凝土垫层及仰拱病害检测提供了新的思路,现场试验也论证了检测方法的可行性,可为既有铁路有砟隧道混凝土垫层或仰拱病害整治提供依据。     

运营老旧铁路隧道病害检测与分析研究

当前我国隧道工程正在由建设期转入运营期,越来越多的隧道即将进入服役阶段,对于运营多年的老旧铁路隧道,病害问题尤为突出。以成渝铁路某隧道为例,通过地质雷达、裂缝检测仪等无损检测仪器对隧道病害进行检测,从外观病害、地质雷达检测结果、水样成分分析角度对隧道病害展开研究。在此基础上,从工程水文地质、设计与施工理念、运营维护、病害关联性方面对老旧病害隧道病害原因进行分析。     

高速铁路隧道检测车检测臂末端跟随技术在新建双线隧道中的应用

针对新开通高速铁路隧道潜在病害和新建高速铁路隧道衬砌质量检测效率低的问题,研发了高速铁路隧道检测车。检测车具有3条检测臂,可同时检测隧道上部3条测线,最高检测速度可达10 km/h。在一新建双线高速铁路隧道进行了检测臂未端跟随试验。结果表明:该检测车性能稳定,安全可靠,人机交互界面良好,操作方便;检测臂端部与隧道内壁距离能较好保持在(100±20)mm,很大程度上提高了隧道衬砌质量检测效率和准确性。     

铁路隧道检测与监测技术的现状及发展趋势

总结了铁路隧道检测与监测技术的现状,介绍国内外新的检测与监测技术,根据当前隧道建设特点和现场实际情况,指出了隧道检测与监测技术仍存在的数据传输速度慢、人工识别效率低、检测与监测体系不完善3大问题。针对这些问题,结合最新的科学技术进展,分析了隧道检测与监测技术的发展趋势。     

地质雷达在高铁隧道检测中的应用

截至2017年底,我国投入运营的高速铁路已超过2.5万km,其中运营高铁隧道2 835座,总里程达4 665 km。运营高铁隧道的检修数量多、天窗时间短,主要采用目视检查、敲击等传统人工手段检测,效率低、准确性不高,给高铁隧道管理部门带来巨大的养护维修压力。利用地质雷达检测隧道衬砌与传统人工检查方法相比,具有无损、准确、高效等优点,并经过多年实践和发展,技术手段已日臻成熟,但其应用在运营高铁隧道检测时间不长。针对运营高铁隧道养护维修特点和要求,在总结多条线路检测经验的基础上,系统介绍隧道衬砌的地质雷达检测方法和流程,并给出常见隧道衬砌病害及干扰的雷达图像特征,对运营高铁隧道检测工作的有序开展和检测结果的科学解读具有一定参考意义。     

隧道衬砌检测智能雷达系统的研发与应用

铁路隧道检测是铁路建设与运营中的重要环节,检测技术包括声波检测、线上监测、电磁波检测等。随着科技不断进步和新技术应用推广,针对当前隧道衬砌检测中的数字化和智能化难点,深入研究探地雷达数据解译问题,采用人工智能、大数据、互联网等技术研发了TR-1型智能雷达系统。经过在建隧道现场试用,证实TR-1型智能雷达系统具有检测轻便化、管理数字化、识别智能化等优势,可有效提高隧道衬砌检测质量和效率。     

隧道表面图像多目标智能识别算法研究

隧道表面病害已经成为轨道交通基础设施巡检的重要任务之一,人工巡检方法耗时长、强度高,需要智能化、自动化的目标检测与病害识别算法研究。提出一种隧道多目标分类方法和智能识别理论模型,对采集的隧道表面图像进行精细化标注并建立数据集,采用基于语义分割的理论模型对隧道图像目标进行智能分类识别。考虑隧道纹理的特殊性,本研究对算法中模型结构进行改进优化,实现隧道多种目标的智能化检测。试验中,通过测试集和隧道正线图像进行对比试验,其中隧道典型病害裂缝的检测率为94.2%,渗漏水的检测率为96.9%,验证了模型和算法的有效性。     

铁路隧道衬砌状态检查车研制及运用

通过对国内外隧道衬砌、隧底检测技术和装备进行对比分析,结合我国铁路隧道衬砌状态检测需求,对车载地质雷达系统的主要技术指标和关键技术问题进行了探讨,提出了隧道状态快速检测车的技术方案,研制了铁路隧道衬砌状态检查车。该车可同时对衬砌5条测线、隧底3条测线进行检测,实现了全隧道的无损检测,最高检测速度可达10 km/h,并在新建和既有铁路上得到成功运用,显著提高了铁路隧道无损检测的效率,减轻了劳动强度。     

地质雷达检测技术在寒冷地区客运专线隧道工程中的应用

传统的隧道混凝土衬砌结构检验方法是开孔或开槽取样检测,不仅效率低,代表性差,偶然性大,而且破坏了衬砌的整体性。本文介绍了应用地质雷达检测隧道衬砌质量的基本原理,及在寒区客运专线隧道无损检测中的应用情况,提出了评定缺陷程度的量化指标。在寒区客运专线隧道拱顶、左右边墙、左右拱腰和仰拱处进行了无损检测,雷达图像可清晰显示出衬砌厚度、空洞和钢拱架。检测结果表明,地质雷达便于检查隧道施工质量,有利于加强施工质量管理和控制。     

京承铁路21号隧道病害检测与安全评估

目前对运营隧道病害的检测已十分普遍,但根据检测结果对隧道进行安全评估一般都是依靠技术人员的经验以定性判断为主,受人为因素影响较大。本文应用观测、超声波、地质雷达等方法对京承铁路21号隧道衬砌裂缝、渗漏水、衬砌背后不密实等进行检测,应用隧道病害检测结果建立数学模型,采用ANSYS软件进行定量分析,检算隧道的安全性。评估结果表明,该隧道病害导致其安全系数不满足规范要求,建议对部分病害处进行加固处理。