[发明专利]一种基于电导率的隧道渗漏水检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及隧道渗漏水检测技术领域，特别涉及一种基于电导率的隧道渗漏水检测方法及装置。

背景技术

随着我国城市现代化水平的提高和人们生活节奏的加快，地铁以其方便快捷的优势正逐渐成为大城市公共交通系统的重要组成部分，大量的省会城市及部分二线城市都在投入巨资新建地铁。与此同时，地铁隧道健康服役面临的问题却日益突出。渗漏水是最常见也是最典型的一种地铁隧道结构病害，我国的许多城市地铁都在被严重的渗漏水病害所困扰。

在地下水的长期侵蚀作用下，隧道衬砌中的混凝土和钢筋受到腐蚀，原有的微裂缝扩大、贯穿，影响隧道结构的耐久性，大量的渗漏水还会降低隧道内各种附属设施的使用功能和寿命，危及行车安全。对盾构隧道而言，发生局部渗水后，在地下水补给不充分时，地下水的流失使得孔隙水压力降低，土中有效应力增加，土体被压密而引起不均匀沉降，隧道产生变形，导致错台、管片与道床脱开、环向收敛等一系列病害，隧道的弯曲还导致隧道接缝张开，从而进一步加剧渗漏。可见，渗漏水不仅是盾构隧道中最普遍的结构病害，还会诱发一系列的其他病害，因此，对隧道渗漏水病害的检测在当前形势下显得尤为重要。

现有的隧道渗漏水常规检测通常由检测人员携带检测工具或设备，采用步行的方式进行目测或量测，这类方法存在效率低、主观性强、费时、费力等缺点。近年来，人们研究出了红外热成像法、激光扫描法、地质雷达法、光纤光栅、分布式光纤等渗漏水快速无损检测方法，但它们也存在一些难以克服的缺点。红外热成像、激光扫描等方法大多仪器设备成本较高，若要全面检测则需要依靠车辆移动，沿隧道全长检测一次周期较长、效率较低。而分布式光纤及光纤光栅通过光学原理来工作，需要另外配备大型的解调设备，增加额外的成本。渗漏水是一个随机的过程，如果采取人工或仪器定期检测，则检测间歇期发生的严重渗漏水，无法在第一时间发现和处置，有可能会酿成灾害。因此，针对当前的渗漏水问题，需要一种低成本、并能够长期、自动检测隧道渗漏水的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电导率的隧道渗漏水检测方法及装置，通过在隧道内壁布设电极阵列，使混凝土墙壁和电极形成供电回路，利用回路中电流来检测渗漏水，以解决现有检测方法存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于电导率的隧道渗漏水检测方法，包括以下步骤：

1)将隧道渗漏水常发位置标记为检测区域；

2)在每个检测区域的隧道内壁上布设电极阵列；

3)在电极阵列的某两个电极之间加上恒定电压，；当隧道混凝土墙壁呈干燥状态时，几乎不导电，电流为0；当检测区域发生渗水，两电极间的混凝土被水浸湿时，电阻显著减小，电极将与混凝土构成回路，回路中串联一电流表能检测到一定电流值；

4)根据电流表检测到的电流值判断两电极间的区域是否渗水；若电流值小于或等于阈值，则认为该区域不渗水，若电流值大于阈值，则认为该区域渗水。

所述的电极阵列呈网格状或条带状排列。为了解整个待检测区域的渗漏水情况，每个电极与其上下左右方向上相邻的电极都要进行一次组合，并检测相应的电流。根据所有电极组合的检测结果，利用以下原则可以近似确定渗漏水形状：若连续多个电极组合都能检测到电流，则可以认为这多个电极所围成的区域内都存在渗漏水，渗漏水区域一直延伸到最近的无电流的电极组合为止。因此，恒定电压施加于电极阵列中横向或纵向上两个相邻的电极上，检测时需对所有相邻电极的组合进行检测，并根据该检测结果获取渗漏水的位置和形状。

从节能的角度考虑，实际测量时仅设置一个电源和一个电流表，采用巡检的方式依次接通各个相邻电极组合，形成相应的检测回路，记录每个检测回路中的电流值，直至检测完所有电极组合。每次巡检的间隔周期为1小时～1天，根据渗漏水严重程度和隧道重要性决定。

隧道中渗漏水常发位置，对于盾构隧道，为隧道两端及旁通道附近的环缝、纵缝、注浆孔等；对于山岭隧道，为拱部、中墙等。每个检测区域的大小在0.5m×0.5m～1m×1m之间为宜。

由于电极阵列的排列方式根据检测部位决定，对于盾构隧道的接缝部位，电极应沿着接缝呈条带状排列、对于盾构隧道的注浆孔部位以及山岭隧道的大部分渗漏水部位，电极应呈网格装排列。电极阵列的个数根据待检测区域的大小决定，为了降低成本同时控制漏检数量，相邻电极的间距在10cm～20cm之间为宜。