一种基于红外热成像的地下综合管廊施工防水检测方法与流程

本发明涉及市政基础设施地下综合管廊防水检测技术领域，具体为一种基于红外热成像的地下综合管廊施工防水检测方法。

背景技术：

随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展。在社会大发展过程中，建筑业的表现更为突出，地上建筑物如雨后春笋般拔地而起、高笋如云；地下管网则是穿山越岭、过江跨海，为社会的发展奠定了坚实的发展基础。

地下综合管廊多指修建于城市道路下方，呈单舱或多舱建设的隧道走廊式构筑物，容纳了两种或以上市政管线及附属设施。地下综合管廊节省了地下的宝贵空间资源，为城市的发展提供了一定的弹性，同时也为城市市政管线信息化建设创造了良好条件。随着我国城市建设的迅速发展，地下综合管廊作为城市地下管网的一种大断面形式，已经成为一个城市发展中不可分割的一部分。

近年来，我国城市新建大量的地下综合管廊，由于施工质量、温度应力等因素的影响，地下综合管廊防水层会出现粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙等情况，从而导致地下综合管廊渗漏水、防水层失效。地下综合管廊防水层一旦失效，不仅危害地下综合管廊结构和周围环境，严重的已影响到行车和洞内设施运行，因此，需要采取有效的措施检测和评估地下综合管廊防水效果。

为确保防水层的安全可靠，就需要全面评估检测防水层施工质量；现有技术中，人们主要靠简单的人工巡查来检测地下综合管廊防水层施工质量，判断的依据也仅仅来源于肉眼的观察以及传统测量工具的数值。上述传统的方法，存在以下不足：作业效率低、工作强度大、检测质量人为因素影响大、成本高。

因此提供一种能够自动化检测方法，实现对地下综合管廊防水层施工质量的快速采集与数字化、自动化检测。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够实现对地下综合管廊防水层施工质量的快速采集与数字化、自动化检测基于红外热成像的地下综合管廊施工防水检测方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于红外热成像的地下综合管廊施工防水检测方法，包括以下步骤：

步骤一、选择地下综合管廊施工中可能粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙部位作为检测断面，同时选择地下综合管廊施工防水良好段作为对比断面；

步骤二、采用红外热成像仪对检测断面和对比断面进行图像采集，并用激光测距仪获取图像拍摄距离；

步骤三、将步骤二中采集到的红外热图像通过红外热成像仪自带的无线通讯模块传输至计算机；

步骤四、利用计算机处理采集到的红外热图像，进行温度场识别；

步骤五、将检测断面温度场与对比断面温度场进行对比测量；

步骤六、根据施工防水质量分析模型识别包括粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙不足的位置、区域；

步骤七、建立总体坐标系，将施工防水存在粘贴不紧密、空鼓、缝隙的位置、区域大小全部汇总显示，完成检测。

所述步骤二的具体操作步骤如下：

（1）采用红外热成像仪对检测断面和对比断面进行拍照，采集地下综合管廊红外热图像；

（2）采用激光测距仪紧邻红外热成像仪安装，与其保持同一水平线、同一采集角度，获取红外热成像仪拍摄距离，用于计算缝隙位置、区域大小；

所述步骤四的具体操作步骤如下：

（1）对采集到的红外热图像，分别获取图像各像素点的温度值；

（2）将温度值用matlab处理，生成红外热图像温度场图。

所述步骤五的具体操作步骤为，提取并比较对比断面与检测断面温度场最大温度差与最大温度梯度。

所述步骤六的具体操作步骤如下：

（1）设定对比断面最大温度差与最大温度梯度为最低限值；

（2）根据设定的限值，比较检测断面的最大温度差与最大温度梯度，识别并提取粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙等的位置、区域。

所述步骤七的具体操作步骤为，将已经识别的施工防水存在粘贴不紧密、空鼓、缝隙的位置、区域大小全部汇总显示到整个地下综合管廊的总体坐标中。

积极有益效果：本发明首先对管廊检测段面和对比段面进行红外热图像采集，然后用计算机对温度进行处理，对检测段面和对比段面温度场进行识别、对比，再根据施工防水质量分析模型识别粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙等的位置、区域，最后建立总体坐标系，将施工防水存在质量问题的位置、区域大小全部汇总显示，完成检测。本发明能够有效解决现有管廊防水层施工质量检验中检测质量人为因素影响大的技术问题，实现对管廊防水层施工质量的快速采集与数字化、自动化检测。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明数据采集传输示意图；

图3为本发明数据分析示意图；

图4中（a）是本发明实施例检测断面，图4（b）是本发明实施例对比断面；

图5中（a）是本发明实施例检测断面温度场云图，图5（b）是本发明实施例对比断面温度场云图；

图6（a）为本发明实施例检测断面温度等值线图，图6（b）为本发明实施例对比断面温度等值线图；

图7为本发明实施例中包括粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙不足的位置、区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，步骤一、选择地下综合管廊施工中可能粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙部位作为检测断面，同时选择地下综合管廊施工防水良好段作为对比断面；

步骤二、采用红外热成像仪对检测断面和对比断面进行图像采集，并用激光测距仪获取图像拍摄距离；

步骤三、将步骤二中采集到的红外热图像通过红外热成像仪自带的无线通讯模块传输至计算机；

步骤四、利用计算机处理采集到的红外热图像，进行温度场识别；

步骤五、将检测断面温度场与对比断面温度场进行对比测量；

步骤六、根据施工防水质量分析模型识别包括粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙不足的位置、区域；

步骤七、建立总体坐标系，将施工防水存在粘贴不紧密、空鼓、缝隙的位置、区域大小全部汇总显示，完成检测。

所述步骤二的具体操作步骤如下：

（1）检测人员采用红外热成像仪对检测断面和对比断面进行拍照，采集地下综合管廊红外热图像；

（2）在采集红外热图像同时，采用激光测距仪紧邻红外热成像仪安装，与其保持同一水平线、同一采集角度，获取红外热成像仪拍摄距离，用于计算缝隙位置、区域大小。

所述步骤四的具体操作步骤如下：

（1）对采集到的检测断面和对比断面红外热图像，分别获取图像各像素点的温度值（℃）；

（2）将获取的温度值用matlab处理，生成红外热图像温度场图，包括温度场云图和温度等值线图。

所述步骤五的具体操作步骤为：提取对比断面与检测断面温度场云图中最大温度差（℃），提取对比断面与检测断面温度等值线图中最大温度梯度（℃/m）。

所述步骤六的具体操作步骤如下：

（1）设定多个对比断面最大温度差与最大温度梯度中的最大值为最低限值，以此作为基本标准；

（2）根据设定的基本标准，比较检测断面的最大温度梯度与基本标准温度梯度，不超过基本标准温度梯度时，则防水层施工质量良好；超过基本标准温度梯度时，比较检测断面与对比断面相同面积时的最大温度差与基本标准温度差，不超过基本标准温度差时，则防水层施工质量良好，超过基本标准温度差时，识别为防水层存在质量问题，进一步提取粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙等的位置、区域。

所述步骤七的具体操作步骤为，将已经识别并提取的施工防水存在粘贴不紧密、空鼓、缝隙的位置、区域大小全部汇总显示到整个地下综合管廊的总体坐标中。

实施例

本实施提供一个基于红外热成像的地下综合管廊施工防水检测方法实例，工程概况为：某市民公共文化服务区南区地下交通系统及地下空间位于某市陇海路与中原西路之间、西三环与西四环之间，该项目包括创安路、传媒北路、雪松路之间的地下步行空间、地下交通环廊、地下综合管廊项目，项目自上而下包含地下步行商业空间、地下交通环路和综合管廊项目，三项合建，地下交通环廊位于地下步行商业空间下方，综合管廊位于地下交通环路下方。项目总长1031m，其中，创安路为地下车库联络道，总长度397m，结构埋深13.8m；传媒北路地下空间工程总长度400m，结构埋深约18m，结构宽度最宽60m，结构高度17.4m；雪松路地下交通环廊单独建设，总长度234m，埋深约12m。地下综合管廊采用钢筋混凝土剪力墙结构，防水等级ⅰ级，结构防水采用3mm改性沥青防水卷材满粘。地下综合管廊施工防水检测包括以下步骤：步骤一、选择断面在城市综合管廊位于地下交通段，其中包含施工良好和施工粘贴不紧密段进行对比检测，检测断面和对比对面分别如图4（a）和图4（b）所示；步骤二、检测人员采用红外热成像仪对检测断面和对比断面进行拍照，采集地下综合管廊红外热图像，在采集红外热图像同时，采用激光测距仪紧邻红外热成像仪安装，与其保持同一水平线、同一采集角度，获取红外热成像仪拍摄距离，用于计算缝隙位置、区域大小，其中检测段大小均为48cm（高）×41.6cm（宽）；步骤三、将采集到的检测断面和对比断面的红外热图像标记记录，并将红外热图像距检测断面距离记录，然后将红外热图像和距离数据通过无线通讯模块传输至计算机；步骤四、对采集到的检测断面和对比断面红外热图像，分别获取图像各像素点的温度值（℃），将获取的温度值用matlab处理，生成红外热图像温度场图，包括温度场云图和温度等值线图，检测断面与对比断面温度场云图分别如图5（a）和图5（b）所示，检测断面与对比断面温度等值线图分别如图6（a）和图6（b）所示；步骤五、将检测断面温度场与对比断面温度场进行对比测量，提取检测断面与对比断面温度场云图中最大温度差（℃），分别为13.7℃和1.0℃，提取检测断面与对比断面温度等值线图中最大温度梯度（℃/m），分别为25.2℃/m和620.5℃/m；设定对比断面最大温度差1.0℃与最大温度梯度中的最大值25.2℃/m为最低限值，以此作为基本标准，比较检测断面的最大温度梯度与基本标准温度梯度，不超过基本标准温度梯度时，则防水层施工质量良好；超过基本标准温度梯度时，比较检测断面与对比断面相同面积时的最大温度差与基本标准温度差，不超过基本标准温度差时，则防水层施工质量良好，超过基本标准温度差时，识别为防水层存在质量问题，进一步提取粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙等的位置、区域，如图7所示。

本发明首先对管廊检测段面和对比段面进行红外热图像采集，然后用计算机对温度进行处理，对检测段面和对比段面温度场进行识别、对比，再根据施工防水质量分析模型识别粘贴不紧密、空鼓、存在缝隙等的位置、区域，最后建立总体坐标系，将施工防水存在质量问题的位置、区域大小全部汇总显示，完成检测。本发明能够有效解决现有管廊防水层施工质量检验中检测质量人为因素影响大的技术问题，实现对管廊防水层施工质量的快速采集与数字化、自动化检测。