A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪应用于隧道衬砌质量检测

一、项目概况

      受**公司委托，采用A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪对项目隧道二衬厚度及内部结构质量进行评估与问题排查。

图 1

二、检测内容及主要检测设备

1、检测内容

隧道二衬厚度及内部结构质量检测。

2、主要检测设备

      此次采用的设备是德国ACS公司研发生产的A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪，由北京安仕通科技发展有限公司代理并提供技术支持和售后服务。A1040 MIRA 3D超声波断层成像仪是一款性能稳定、技术成熟的专业仪器，用于测试混凝土结构单元内部存在的缺陷，并以三维图形或层析图片进行显示。设备见图2所示。

A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪。

图 2 检测设备（A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪）

三、检测数据处理分析

1. 结构检测位置

      业主已用雷达对待测位置进行检测并划定检测区域，为更准确地评估隧道衬砌厚度及内部质量情况，特要求对已检测部位采用不同方法进行二次复检，以指导后期施工。为此，施工团队将综合运用雷达法、超声波检测和视觉检查等多种方法进行复检，提供充分的数据支持，这将有助于后期施工的顺利推进，并助力保障隧道工程的质量与安全。

2. 检测说明

2.1 单点模式检测衬砌厚度

      图 3 为结构视图B-Scan（X-Z），即结构截面图。此处设计隧道衬砌厚度为430mm，实测厚度为433.6mm，满足设计要求，且与雷达实测厚度基本一致。通过软件调整部分参数可获得较好的内部视图，上部红色强反射区域为管道显示，其余部位结构完好，光标交叉点指示二衬与初支（结构后壁/界面回波）的界面。

图 3 B-Scan（X-Z），视图为结构的截面图

      图 4 为结构B-Scan（X-Z）截面图。该处设计厚度430mm，实测厚度409.4mm，存在欠厚，与雷达实测厚度基本一致。通过参数调整可获得较清晰的内部图像，上部红色强反射为管道，其他部位结构完好。

图 4 B-Scan（X-Z），视图为结构的截面图

      图 5 为结构B-Scan（X-Z）截面图。设计厚度430mm，实测厚度488.5mm，满足设计要求，与雷达实测厚度基本一致。图像中上部两处红色反射为钢筋显示，其余结构完好。

图5 B-Scan（X-Z），视图为结构的截面图

2.2 单点模式检测衬砌内部质量

      选取典型病害部位说明：此处存在结构脱空，与雷达检测及钻孔验证结果一致。该处设计厚度430mm，周边实测值均在430mm范围左右。从图形可看出，超声波在约100mm处发生界面反射，由于脱空层较薄，超声能量衰减较小而发生多次反射，形成多次反射图形。说明：因原始数据丢失，未用软件后处理，此处展示原始图形照片。图6清晰显示脱空病害。

图 6

四、总结

（1）A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪采用回波波幅成像，波幅与颜色对应，波幅越大图像越偏红色。设备对非同种介质、空洞、裂缝及不密实结构较为敏感，遇两层不同介质、空洞、脱空及横向裂缝时振幅增大，对应图像区域变红，因此可有效检测上述结构病害。

（2）A1040 MIRA 3D混凝土三维超声波成像仪对隧道二衬厚度检测及雷达复检提供了有效的补充手段，经波速标定后，厚度检测精度可缩减至±2%以内，对常见病害或异物探测具有直观的显示效果。

（3）A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪仅需一个测试面即可进行干耦合检测，实现被测物体内部结构可视化，可显示内部剖切面图、三维图像及各角度视图，结果呈现直观。