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      高速鐵路隧道襯砌質量檢測與改進方法
      日期:2020-4-10 9:10:54 作者:佚名 來源:本站原創
      新聞中心
      隧道的襯砌施工在隧道整體施工中發揮著重要的作用,特別是高速鐵路,其實體質量是隧道施工質量的基礎,也是在鐵路開通運營后極易發生問題的關鍵部位。
        關鍵詞:高速鐵路;隧道襯砌;質量檢測;改進方法
        
        
        一、質量檢測方法
        1、力棒敲擊法
        端頭置有尼龍頭鐵力棒原理為力棒端頭置尼龍頭敲擊混凝土表面時產生低頻信號,當低頻信號傳至表面下厚度不超過0.6m的不密實層或空洞時,與不密實層或空洞的固有低頻產生共振空響,人的耳朵能辨別出此空響,從而判斷出不密實層或空洞的位置。
        2、地質雷達法
        地質雷達儀原理為發射電磁波信號,利用混凝土的密實與不密實、空洞的介電常數差異,對混凝土質量做出判斷。
        3、地震映像法
        地震映像儀原理為激發地震波信號,利用混凝土的密實與不密實的速度差異,對仰拱、道床板混凝土質量做出判斷。
        4、沖擊電鉆驗證法
        沖擊電鉆法采用鉆頭直徑3cm的沖擊電鉆對深度小于60cm的缺陷進行快速驗證,其破損程度最小并能達到驗證目的,此設備比較容易操作。
        二、隧道混凝土襯砌缺陷檢測及原因分析
        1、初期支護
        當巖層破碎或軟弱層超挖時,初期支護背后易形成空洞,用力棒敲擊初支面能聽到空響聲,可判斷有空洞;做TSP法預報時,在初支面上施作爆破孔和接收器孔時,也可遇到初支背后空洞;地質雷達也可檢測初支背后空洞,比如某隧道邊墻DK24+991.5~DK24+994.1的初期支護,用力棒敲擊聽到空響聲,雷達檢測如圖1所示。
        
        圖1雷達檢測初期支護背后空洞
        2、二襯
        2.1混凝土蜂窩麻面
        混凝土蜂窩麻面可目測觀察,雷達檢測也反應清晰。蜂窩麻面形成原因是沒有嚴格按設計控制混凝土坍落度及振搗不均勻,尤其是混凝土在運輸和襯砌過程中坍落度與設計不一致。
        2.2厚度不足
        某隧道DK13+997~DK14+001右拱腰混凝土厚度的雷達檢測剖面如圖2所示。
        

        圖3雷達檢測混凝土不密實
        2.5接頭空洞
        在前后兩單位臺車接頭部位易形成空洞,用力棒敲擊混凝土表面能聽到較清脆空響聲,可判斷為空洞,同時雷達檢測也反應清晰。
        2.6拱頂空洞
        拱頂空洞用力棒敲擊混凝土表面能聽到較清脆空響聲,可判斷存在空洞,同時雷達檢測也反應清晰。臺車接頭部位拱頂處泵送混凝土氣流與圍巖間的氣囊團壓力過大阻止混凝土充填,形成空洞。
        3、仰拱
        仰拱質量檢測可采用力棒敲擊、地質雷達和地震映像。
        3.1力棒敲擊檢測
        仰拱混凝土厚度一般為2m,采用力棒對仰拱進行敲擊可快速檢測仰拱下0~0.6m深度內混凝土是否密實,如對某隧道仰拱進行敲擊檢測,聽到較清脆空響聲,鉆芯驗證仰拱0.3m下有2cm厚洞渣,其原因是施工仰拱時為避免車輛壓壞混凝土,分兩次施工,且兩次施工時殘留洞渣未清理干凈。
        三、隧道混凝土襯砌質量保證措施
        1、施工過程的控制
        對隧道混凝土質量進行檢測,首先施工人員用力棒敲擊檢測,然后采用地質雷達和地震映像進行檢測,同時必須落實施工過程中的質量控制措施。
        1.1初期支護
        初期支護嚴格控制掌子面爆破有效尺寸,嚴格控制超欠挖,如圍巖破碎和軟弱層出現超挖,其空洞應采用同級混凝土密實封填,并保證初支外露面呈均勻弧形,與防水板全斷面接觸緊密,同時按設計間距施作鋼拱架。
        1.2二襯
        保證混凝土施工坍落度與設計一致,杜絕混凝土運輸和襯砌過程中隨意加水;預防臺車接頭部位出現空洞,應在臺車接頭部位的4個位置各增加2個固定振動器。
        1.3仰拱
        仰拱施工中,要認真把殘留洞渣清理干凈,并沖洗干凈混凝土待澆筑接觸面。
        1.4道床板
        道床板施工要配備直徑3cm的振動棒,對軌枕下用直徑3cm的振動棒進行密實振搗。
        2、臺車的改進
        隧道混凝土襯砌混凝土厚度不足、不密實,臺車拱腳接頭部位空洞等缺陷,均可在現有施工設備和條件下,通過加強質量管理可以消除;只有二襯中混凝土裂紋、拱腰至拱頂段臺車接頭空洞、拱頂空洞等缺陷,必須通過改進臺車才能消除。
        2.1臺車改進措施
        臺車改進主要增加一個剛性水平振動器,即把現有大功率振動器的振動彈簧換成長12m的振動圓鋼筋,在副臺車定向引導軌下,剛性水平振動器從臺車一橫端頭振動至另一橫端頭,進行排氣密實振動,振動范圍為拱腰至拱頂段。剛性水平振動器置于副臺車,長度為12m,在隧道拱腰至拱頂段兩側共設5個定向引導軌,在泵送混凝土澆筑滿后,用剛性水平振動器振搗;振動點設置用木塞預留,二襯混凝土橫端頭是用木板封擋,在木板設計位置預留直徑略大于振動棒直徑的圓孔,并用木塞塞緊,需要時拉出木塞;振動點位置靠近臺車一側,剛性水平振動器從臺車一橫端頭振動至另一橫端頭,進行排氣密實振動。
        2.2臺車改進后質量檢測
        臺車改進后進行質量檢測,目測起拱線處無裂紋,用力棒進行敲擊檢測,均無空響聲,采用地質雷達對二襯混凝土進行檢測,均未發現缺陷。證明臺車改進是有效的,保證了混凝土襯砌的質量。
        結束語
        全國目前嚴峻的質量安全形勢下,鐵路隧道質量突顯得尤為重要,而隧道襯砌質量直接決定著隧道的施工質量,施工單位必須結合現場實際,分析襯砌質量缺陷形成的原因,注重隧道襯砌施工質量的過程控制和工藝改進,并定期針對存在的質量缺陷采取有效的整治措施,確保隧道襯砌的整體質量。

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