公路隧道渗漏水病害快速检测及图像处理技术
摘要：隧道施工属于在地下区域开展的施工，因此渗漏水的问题成为建设施工中面临的一个个主要问题，要解决这类问题，首先是需要应用专业的技术对渗漏水的问题应用先进的专业技术进行检测，随后进行图像的技术处理工作。本文从公路隧道施工的检测方法入手，分别对不同的检测方法进行分析，并选取快速检测系统的设备应用和图像处理方法进行举例分析。
关键词：公路隧道施工；渗漏水病害；快速检测；图像处理
在公路隧道项目的建设施工中，如果渗漏水问题和相关的病害不能进行及时的发现和有效的控制，就会给这类工程项目建设本身带来更大的难度。同时也会给建设施工的质量埋下很大的安全隐患，从而影响公路隧道施工建设的质量和应用效果。
一、公路隧道检测方法
上文已经提到，公路隧道施工的水渗漏病害，需要应用专业的检测技术和方法提高检测工作的质量。这不仅仅是为了防止渗漏水的现象的发生，或者说在现象发生时及时采取措施进行解决，更是为了给整个公路隧道施工的质量提供有力的保障[1]。在具体的检测方法方面，包括了传统的检测方法和相对比较具有先进性的无损检测方法，下文分别针对这两种方法的具体应用进行分析。
（一）传统检测法
所谓的传统检测方法，主要就是指应用一种尽量不借助外部设备和技术的方法完成随队渗漏水情况的检测。基于此检测方法的这一特点，在具体检测过程的实施中，重点需要依靠检测人员的专业技术和工作经验。这也从另一个侧面反映出了传统检测方法在一定程度上会受到技术人员的技术水平和一定的外部干预因素的影响。关于具体的检测方法，传统方法又可被细分为以下几种类型：
首先，技术人员目视检测。这种检测方法的应用，主要是依靠技术人员结合现场的施工作业状态，结合施工技术和工艺的信息，通过对施工作业面的外观进行观察来开展检测工作，其在观察过程中需要目视检测的环节和区域包括了隧道本身的缝隙分布情况和隧道平整度。通过对隧道结构的检测，可以进一步分析出其衬砌施工的安全性能，并再进一步对路面的安全性做出判别。另外，目视检测中还需要针对洞口边坡进行检测，检测要点在于其稳定性和围护排水设施的完备性。第三点，目视检测的过程中，还应当关注隧道中必备的配套设施的完备性，例如，隧道内部的消防设施是否齐备、隧道内部的通讯设备是否能够保持正常运转的状态、隧道内的排水和照明设施是否落实配备到位[2]。从实际行动维度的方法上，检测人员除了目测之外，还可以结合运用触觉检查，即通过手的触摸感受路面平整度或者衬砌效果是否实施到位。另外，检测人员还可以通过敲击材料表面，通过聆听发出的声音，对于衬砌施工的密实性进行检测。
其次，通过量测检测的方法。这种检测方法的应用，是现阶段公路隧道的建设中，应用于隧道水渗漏问题检测的一种比较普遍的方法，其具体的实施方法是结合工程检测的相关标准要求，通过借助量测工具，实现对相应区域的检测，这种检测方法的应用，在隧道水渗漏病害检测的背景下，主要可以应用于对隧道的洞口边坡区域的检测，且由于量测的方法可借助专业的工具进行，在实际的检测工作开展中，检测准确性更高，且检测工作的操作更加便捷。另外，虽然这种检测方法相对来说传统性更强，但在其具体的功能上可以用于与无损检测的结果进行对照，从而辅助提升检测工作的准确性。
（二）无损检测法
无损检测方法的主要优势在于，检测工作对公路隧道的正常运行所产生的影响更小。且检测效率和准确性也更高。常见的无损检测方法包括了地质雷达检测法、声波检测法等，本文列举地质雷达检测和声波检测两种方法进行具体分析。
首先，地质雷达检测方法，也被称作GPR检测方法。这种检测方法的应用，对检测的具体环境有相应的要求，其主要的应用原理是通过应用高频率的电磁脉冲波，利用其反射作用达到探测的目的。在进行水渗漏判别时，主要依靠对反射信息中的信息接收时间（双程走时）、波形幅度等信息，对于渗漏水的区域结构进行判别，从其应用的区域来看，主要集中在隧道的底部。
其次，声波检测方法的应用。声波法的原理是通过人工干预，实现频率在不同赫兹范围内的向相应介质的传播，从而观测声波在其内部传播的特性，并进一步对介质的物理力学性质进行确定，其之所以能够被应用于渗漏水的检测，主要是由于这种检测方法的应用能够对介质的密实程度进行检测，当出现裂缝现象时，声波可以直接通过波长和频率的变化对渗漏情况进行反映[3]。
二、快速检测系统
（一）快速摄像设备
关于摄像设备的研究，首先应当从其设备的结构角度入手进行。从快速摄像设备的角度分析，其主要由车载平台和采集中心两方面结构构成。其中，车载平台在形式结构上主要呈现出工字型。由移动框架、前后梁以及中梁和立柱结构组成，另外 还包括了起到动力作用的电池设备。而采集中心的結构包括了工业用定焦相机、里程控制卡以及编码器、交换机等组成。这一设备的工作原理与其系统运行的设计模式有密切的关系。当车载平台上的装配与控制系统开始运行后，此平台通过运行汇总电动编码器的运行，产生电子脉冲，并进入控制卡，完成对控制程序的激活。使其作用在工业定焦照相机进行图像拍摄。
（二）图像分析处理器
从这一工作环节的具体流程角度分析，可知图像处理工作的进行，需要分以下几个步骤进行。第一，图像前期预处理；第二，图像分割[4]；第三，病害特征的计算；第四，病害的分类。其中，图像预处理和分割主要依靠计算机软件系统在前期来完成，要想准确的获取病害方面的信息，则需要重点对特征计算和分类角度注意细节工作的针对性。在计算环节中，需要注意通过像素查找、像素分析、像素区域标记的方法逐步的完成计算过程。最后，通过求和与乘积的方式完成病害的计算。而关于分类方面的分析，则是通过结合病害特征信息进行分析，观察和总结病害信息的特点，从而做出相应的判别。
三、结束语
公路隧道渗漏水的检测技术有传统和无损两种形式，不同的技术类型有其自身的特点。另外，图像的处理，是检测完成后需要进行的一项重点工作。在实际工作的开展中，相关的技术人员应当结合隧道施工的实际，选取适当的检测方法，以及时准确的完成对于渗漏的检测，提高隧道建设施工的质量。
参考文献：
[1]蔡飒，单积明.高速公路隧道渗漏水病害分析及治理措施[J].市政技术，2017（2）.
[2]李建辉.贵广客专隧道衬砌渗漏水病害检测及整治[J].铁道运营技术，2016，23（3）：56-57.
[3]丁浩，江星宏.公路隧道渗漏水病害分级方法优化思考[J].公路交通技术，2016，33（6）：89-94.
[4]彭小庆.某公路隧道渗漏水病害处治及分析[J].山西建筑，2015，43（6）：201-203.
（作者单位：中交第二公路工程局有限公司）