Các công trình hầm giao thông là những công trình quan trọng trong hệ thống GTVT của mỗi nước. Nhiều vụ tai nạn xảy ra trong hầm gây tổn thất rất lớn về người và của cải, tác động lớn đến môi trường.
Các công trình hầm giao thông là những công trình quan trọng trong hệ thống GTVT của mỗi nước. Nhiều vụ tai nạn xảy ra trong hầm gây tổn thất rất lớn về người và của cải, tác động lớn đến môi trường.
Nguyên nhân xảy ra các vụ tai nạn có nhiều như: do thiên tai, do chủ quan của con người, do thiết kế, thi công nhưng một phần hết sức quan trọng có liên quan đến hoạt động kiểm tra, bảo dưỡng hầm.
Do đó ở hầu hết các nước có hệ thống công trình hầm giao thông đều đã xây dựng cho mình một chương trình kiểm tra, bảo dưỡng hầm. Để công tác kiểm tra hầm đạt hiệu quả cao ngăn ngừa được những sự cố tiềm ẩn có thể xảy ra, ngoài việc kiểm tra bằng các phương pháp kiểm tra chất lượng thông thường, cần phải có những thiết bị, phương pháp không phá hủy tiên tiến phù hợp với đặc thù của kết cấu công trình hầm. Trong bài này giới thiệu một số phương pháp NDT tiên tiến đã và đang được sử dụng phổ biến và hiệu quả với đặc thù của kết cấu công trình ngầm.
Xe chụp ảnh bề mặt vỏ hầm bằng cách quét laser
Thiết bị chụp ảnh là một hệ thống dựa trên bộ quét laser có dùng một tia laser với bước sóng là 500 nm. Nó có thể chụp ảnh các vết nứt có bề rộng 1 mm hoặc lớn hơn trên bề mặt vỏ hầm. Đây là một xe 8 tấn có thể chạy cả trên đường sắt lẫn trên đường bộ. Nó cũng có thể sử dụng được với mọi loại khổ đường sắt và có thể chụp ảnh vỏ hầm ở tốc độ chạy 3,5 km/h.
Phương pháp Ra-đa địa chất (georadar)
Phương pháp Ra-đa địa chất là phương pháp dựa vào kỹ thuật phát và thu sóng. Sóng phát ra và thu vào trong phương pháp này là sóng điện từ có dải tần số từ 80 đến 1000 MHz. Nhờ việc phát và thu sóng phản xạ từ các vị trí trong cấu kiện kiểm tra có thể xác định được khoảng cách từ bề mặt đến vị trí đó.
Để tiến hành kiểm tra theo nguyên lý phương pháp này người ta thường dùng xe kiểm tra. Xe kiểm tra gồm có một hệ thống ra-đa phát chùm tia thẳng tương ứng công nghệ ra đa sóng điện từ. Trong ra-đa chùm tia thẳng, mười sáu ăn-ten truyền phát và mười sáu ăn-ten thu được bố trí thành hai hàng trên bề rộng khoảng một mét vuông góc với phương quét.
Phương pháp nhiệt đồ hồng ngoại
Nhiệt đồ hồng ngoại sử dụng bức xạ nhiệt, là dạng bức xạ được phát tán bởi mọi bề mặt. Bức xạ nhiệt, còn được hiểu là bức xạ hồng ngoại, gắn với dải quang phổ nhìn thấy được đối với mọi người. Phạm vi bước sóng hồng ngoại là ở khoảng giữa 0,75mm và 800mm.
Các kỹ thuật đo ghi hồng ngoại cho người kiểm tra nhìn thấy được sự phân bố nhiệt độ trên một bề mặt. Sự phân bố nhiệt bề mặt biểu thị dòng nhiệt đi qua bề mặt này. Một hình ảnh nhiệt đồ biểu hiện bức xạ nhiệt của bề mặt vật thể đang xét bằng hình ảnh chụp. Hiệu quả của phương pháp nhiệt đồ phụ thuộc nhiệt độ bề mặt của vật thể.
Phương pháp phân tích đa phổ
Trong trường hợp phân tích đa phổ, các bức ảnh về bề mặt của một vật thể được thực hiện theo cách tương tự như chụp ảnh màu. Phương pháp phân tích đa phổ được sử dụng để dò tìm các vết nứt trong hầm, mới chỉ có tính chất thử nghiệm.
Nhờ độ phân giải cao mà phương pháp có thể nhận dạng được các vết nứt mảnh tới 0,5 mm. Ngoài ra, còn kiểm tra được các sản phẩm trong quá trình carbonate hóa của vỏ hầm, cũng như các mảng bị ẩm ướt trên các khu vực bề mặt kết cấu.
Kiểm tra bê tông bằng phương pháp phản hồi xung
Ở các hầm được xây dựng theo phương pháp đào hầm truyền thống, thì công tác đổ bê tông kiểu liên tục không phải lúc nào cũng thực hiện được do trục trặc về thiết bị hoặc các trục trặc trong thời gian tác nghiệp bê tông, sẽ dẫn đến kết quả là trong một số trường hợp không thể đảm bảo bề dày vỏ hầm như thiết kế.
Để giải quyết vấn đề này, người ta đã nghiên cứu và ứng dụng một phương pháp cho phép đo một cách hiệu quả “độ dày của vỏ hầm”, “cường độ bê tông” và khe hở ở phía sau lớp vỏ hầm” với một độ chính xác nhất định đó là phương pháp phản hồi xung.
Do đặc thù của kết cấu, trong quá trình kiểm tra công trình hầm giao thông chỉ có thể tiếp cận được mặt ngoài của vỏ hầm. Do đó việc kiểm tra tình trạng vỏ hầm cũng như tình trạng tiếp xúc giữa vỏ hầm và đất nền bằng các phương pháp thông thường là rất khó khăn. Ngoài ra cần tránh việc đóng cửa hầm quá lâu trong quá trình kiểm tra gây ảnh hưởng đến giao thông trong hầm.
Do đó để việc kiểm tra hầm đạt hiệu quả cao phải có các trang thiết bị và phương pháp kiểm tra tiên tiến như đã trình bày ở trên. Ngay từ bây giờ chúng ta phải xây dựng được một chương trình quản lý khai thác các công trình hầm giao thông phù hợp với trình độ công nghệ trong nước. Ngoài việc xây dựng những quy định về chế độ quản lý khai thác, việc tìm hiểu và trang bị các thiết bị kiểm tra hầm tiên tiến cho các đơn vị quản lý hầm là rất cần thiết.
KH (Theo BDS