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                中交路橋科技是從事工程檢測監測、城市安全監測預警與評價、數字智能化研發為一體的復合型高新技術集團企業。電話:15631143118
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                地質雷達檢測技術在隧道工程審計中的應用
                更新時間:2024-04-02 10:38
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                前言 近年來,我國高速公路、高速鐵路和城市軌道交通事業建設發展迅速、規模龐大,建設工程質量直接關系整個項目壽命期的安全運營,隧道作為上述工程的重要組成部分,其建設規模和投資在整個項目中均占有了相當大的比重。襯砌作為隧道的主要受力結構,決定著隧道的后期能否安全運營。隧道施工時,由于受諸多因素影響,隧道襯砌可能會存在諸多工程質量隱患,如初支鋼拱架、鋼格柵和二襯鋼筋間距大于設計要求,二襯混凝土不密實、厚度不夠、脫空等質量缺陷。在隧道工程質檢驗收中,襯砌部分涉及的檢查項目數量占絕對比例,對隧道質量檢驗驗收是否合格的重要性不言而喻。隧道襯砌全部為隱蔽工程檢查項目,過去襯砌質量檢查主要是在工程施工時靠傳統的人工目測、尺量等方法同步進行,全憑施工單位的質檢人員和監理工程師的責任心作保障。事后監督檢查只能用鉆孔取芯、壓水測試等破壞性試驗對局部的部分項目進行,且如鋼筋間距等項目并沒有相應的方法進行檢測,不能全面反映隧道工程質量水平,難以作出客觀公正、可信可靠的質量評價。

                一、隧道工程審計面臨的問題和關注點

                筆者在高速公路審計過程中發現,隧道工程襯砌質量,不但涉及項目運營安全,對工程造價和項目投資的影響也不可小視。審計發現,施工單位較為普遍通過加大隧道工程鋼拱架和鋼筋間距,實現偷工減料、謀取非法利益。由于隧道工程大部分工程細目屬于隱蔽工程,具有覆蓋后難于核實的特點,是對工程審計工作的挑戰,也是工程審計領域的一個難點,一直為工程審計人員所困惑。如何準確核實隧道工程量?是廣大工程審計人員必須面對的難題。審計人員根據隧道工程特點,結合審計要點、目標、理念和思路,提出了不同于工程建設過程檢測的審計檢測要求。對隧道審計檢測要求主要體現:一是初支鋼拱架、鋼筋施工間距與設計要求的符合性;二是對仰拱厚度與設計要求的符合性。

                二、理論依據與工作原理

                1926年,德國人Husenbeck根據電磁波在不同介電常數的介質界面產生反射,首次提出利用脈沖技術確定地下目標的思路,奠定了地質雷達工作的物理基礎。到上個世紀70年代后期,隨著電子技術的發展,地質雷達在物理探測中得到更大的應用。90年代以來,由于大量國外儀器的引進,我國在地質勘查、考古、無損檢測(金屬探傷等)和建筑結構檢測等得到廣泛的應用。地質雷達探測作為一種新的無損檢測方法,相對于傳統的目測、鉆孔取芯、壓水測試和鉆孔聲波等方法,具有無損性、高效便捷和抗干擾能力強等優點。近年在工程建設領域內,地質雷達檢測技術在隧道施工過程中使用較為廣泛,檢查襯砌是否符合設計要求、襯砌有無缺陷等情況,通過該技術可以反映襯砌混凝土密實性、厚度、脫空現象等,對施工過程的質量控制起到了良好的作用。地質雷達檢測技術審計應用于投資審計領域,主要利用查清工程對象表觀之下隱藏的實際情況,用于解決隱蔽工程事后難于核實工程量的問題。是工程建設領域內的應用技術在審計領域的再次應用。

                地質雷達是采用無線電波檢測地下介質分布和對不可見目標體或地下界面進行掃描,以確定其內部結構形態或位置的電磁技術。其工作原理為高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式通過發射天線發射,經目標體反射或透射,被接受天線所接收。高頻電磁波在介質中傳播時,其路徑、電磁場強度和波形將隨所通過介質的電性質及集合形態而變化,由此通過對時域波形的采集、處理和分析,可確定地下界面或目標體的空間位置或結構狀態。探地雷達具有高分辨率、無損性、高效率、抗干擾能力強等特點。檢測采用剖面法,即發射天線(T)和接收天線(R)以固定間距沿測線同步移動的測量方式,其結果可用探地雷達時間剖面圖表示,其中橫坐標記錄了天線在地表的位置,縱坐標為反射波雙程走時,表示雷達脈沖從發射天線出發經地下界面反射回到接收天線所需的時間。這種記錄能準確描述測線下方各反射界面的形態。其工作原理如圖1。



                為保證時間剖面上各測點的位置與實際檢測里程位置相對應,在隧道邊墻上每5或10米作一個標記,標注里程以供核對。在數據處理過程中,根據標記和記錄的起始里程進行分析處理。

                襯砌界線的判釋:混凝土襯砌、噴射混凝土與圍巖(或其間空區中的空氣)有明顯的介電常數差,因此在時間剖面圖上,襯砌底面和巖石之間有明顯的界線。噴射混凝土與模筑混凝土襯砌介電常數有差別,但不是很大,它們之間若接觸很好或粘結,則可能沒有明顯的反射波或僅有微弱的反射波。



                在原始數據按圖2流程處理后,得到時深剖面圖(圖3),然后進行分析得到檢測結果。



                三、實施方法與操作步驟

                下面以某兩條高速公路項目竣工決算審計為例說明整個操作步驟,筆者隱去實際名稱代以A項目和B項目。
                步驟一:根據審計目標確定檢測實施規劃。A項目竣工決算審計和B項目竣工決算審計同為竣工決算審計,但其設計車道數不同,A項目為雙向六車道,B項目為雙向四車道,隧道襯砌結構設計不同,因此審計的關注點是不一樣的。A項目竣工決算審計工作的重點在于二襯環向鋼筋的工程量和隧底仰拱厚度的工程量,B項目竣工決算審計審計工作的重點在于初期支護內部鋼支撐工程量的核實。由于審計的關注點不同,測線的布置也不同,A項目竣工決算審計則需要在邊墻布設2條測線,隧底布設4條測線,B項目竣工決算審計工作僅需在邊墻布設2條測線即可。
                步驟二:檢測單位的選擇。檢測單位必須具有合法的檢測資質,其結果才能利用??紤]到國家審計委托檢測的局限性,確定檢測單位時,要求建設單位為合同委托方,審計參與選擇檢測單位,要求檢測單位實力強、信譽度好,且非業主委托進行過該項目的施工監測。
                步驟三:檢測方案的確定。按審計目的,給檢測單位下達檢測任務,要求提供能夠滿足審計要求的檢測方案,檢測方案經磋商確定后,由檢測單位獨立實施。
                步驟四:檢測全過程監督。檢測測采用盲樣檢測,對檢測單位僅提供隧道的名稱、位置、襯砌里程段,對隧道施工單位、設計參數等信息不提供給檢測單位,要求檢測單位獨立進行檢測,且審計人員到現場監督檢測過程,并要求檢測單位提供原始監測數據。
                步驟五:檢測報告的提交和復核。檢測單位按要求填寫專用的檢測結果表格,提交審計部門,審計部門對檢測結果進行核實,對與設計有出入的檢測里程段令檢測單位進行針對性復核,避免盲樣工作下存在工作失誤。在確定數據結果無誤后向項目業主提供檢測報告。
                步驟六:與施工單位復核檢測結果。對施工單位提出異議的段落通過檢測單位進一步復核,如果各方仍有異議,進行現場開挖驗證或請第三方。如果各方對檢測結果都無異議,審計部門根據工程竣工數據和檢測報告進行取證。



                 
                四、完成的檢測目標與應用效果

                在A項目竣工決算審計過程中,采用地質雷達檢測技術查實隧道部分初支鋼拱架、二襯鋼筋檢測成果與設計竣工結算數量不符,鋼拱架、二襯鋼筋比設計環數均有明顯減少。
                在B項目竣工決算審計過程中,也發現了同樣的情況。在A項目和B項目竣工決算審計中,應用地質雷達無損檢測技術檢測公路隧道,取得了顯著地審計成效。主要體現在四個方面,一是取得工程量數據真實可靠,施工單位、監理、業主各方均能接受并認可檢測結果;二是還原了隧道實際施工的原貌,揭示了隧道工程質量存在的問題;三是提高了建設管理、質量監管部門和施工單位的質量意識,有助于在今后建設項目中有關各方規范自己的行為;四是查實了偷工減料的數量、金額,為國家挽回了經濟損失。

                五、應用的技術創新點

                (一)盲樣檢測。即對檢測單位僅提供必要的基本信息,其他信息屏蔽。對檢測過程進行監督,有效避免檢測過程中的人為干擾,使檢測單位能獨立、公正實施檢測并出具檢測報告。
                (二)多方復核制。由于采取盲樣制,在雷達數據分析中無設計資料參考,雷達數據出現一些多方面解析在所難免,應進行多方復核,以審慎、穩健的方式導出最終結果,使結果更加合理、可靠、可信。
                (三)針對性強的專用表。根據工程特點,圍繞審計目的、審計思路編制專用的審計表格,使檢測工作和審計工作無縫銜接,針對性強、高效實用。

                六、推廣應用建議及注意事項

                地質雷達檢測技術在審計工作中的應用具有準確性高、效率高,無損探測對象、經濟性等特點,是工程建設領域內的應用技術在審計領域的創新應用,解決了長期以來隧道隱蔽工程的審計難題,應結合審計工作的要求、特點以公正獨立、審慎、穩健的方式正確利用,在應用過程中應注意以下幾點:
                (一)對已經竣工開通運營的項目實施雷達檢測需周密安排檢測計劃、交通組織,避免因檢測工作項目的正常運營造成較大的影響。
                (二)選擇檢測實力強、信譽良好的檢測單位。避免檢測結果可信度不夠影響審計工作的進行。
                (三)采用盲樣檢測方法,對檢測過程進行監督,避免檢測中出現人為干擾。
                (四)制定檢測方案的應切實可行,避免檢測范圍過大,浪費檢測資源,檢測范圍過小,無法滿足設計要求。
                (五)對檢測結果進行多方復核,妥善處理存在異議的段落數據,一是應保守對待檢測數據,不能準確判定的檢測信息數據可采用竣工圖量,二是數據偏離較大、異??赡苌婕拜^大結構安全隱患的段落可安排重測或另行委托其他檢測單位檢測。

                七、結束語

                現場實測是一項重要的審計手段,地質雷達檢測技術應用于審計,充實了審計手段,提高了審計能力。地質雷達檢測技術在隧道工程審計中的應用,屬于組合性新技術,是對工程建設領域的地質雷達檢測應用技術提檔升級后,與審計高效結合,具有準確性高、效率高,無損探測對象、經濟性等特點,部分解決了長期以來隧道隱蔽工程的審計難題,在實際應用中取到了良好的審計成效。該技術具有其他常規手段無可比擬的優勢,具有較好的推廣價值。對提升審計公信力、提高審計能力,維護公共安全,震懾遏制工程領域的偷工減料行為有重要的現實意義。


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