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淺析鐵路隧道襯砌常見缺陷及質量檢測，解決安全難題
  • 發布時間：2022-07-23
  • 作者：中鋼集團工程檢測公司
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摘要：隧道在施工時出現滲漏、襯砌厚度不足、襯砌開裂等結構缺陷，究其原因還是鐵路隧道質量沒有得到嚴格控制。加強鐵路隧道質量的試驗檢測是有效預控工程質量的重要方法，是控制工程質量的重要依據。

隨著經濟飛速發展，我國的鐵路隧道建設日益受到人們的青睞，工程的質量大大提高，線性更優，里程更短，運營效益更高。隧道數量的日益增加，使我國鐵路隧道的修建技術得到了長足的發展。但是，不能避免的是在鐵路隧道施工時仍然會存在一些問題：例如隧道在施工時出現滲漏、襯砌厚度不足、襯砌開裂等結構缺陷，究其原因還是鐵路隧道質量沒有得到嚴格控制。加強鐵路隧道質量的試驗檢測是有效預控工程質量的重要方法，是控制工程質量的重要依據。因此，我們必須高度重視鐵路隧道質量試驗檢測的重要性。
 
一、鐵路隧道襯砌常見缺陷類型
 
1、施工冷縫和防水板切割
 
隧道拱墻襯砌本來要求一次澆筑，由于材料供應時間跟不上等原因，分兩次澆筑，但兩次澆筑有較長的時間間隔，無法形成整體結構，就形成施工冷縫。
 
防水板切割產生的原因為：隧道襯砌拱部混凝土澆筑時候，由于防水板固定不牢固，混凝土澆筑引起防水板脫落，被澆筑在二襯中，將混凝土結構分為兩層。
 
危害程度：施工冷縫和防水板切割往往是斜向的，把襯砌結構分為上下兩層，下層混凝土容易發生掉塊事故，特別是素混凝土襯砌情況尤為嚴重。另外，分層后對混凝土整體結構承載能力產生了負面影響，影響運營安全。
 
 
 
2、襯砌厚度不足
 
拱部襯砌澆筑時候，由于防水板沒有預留一定的松弛度，兩側混凝土澆筑拉扯防水板下沉，或者防水板固定不牢固掉落，造成拱部襯砌內脫空，出現襯砌厚度不足缺陷，也可能是拱部圍巖欠挖造成。
 
危害程度：厚度不足影響襯砌的結構的承載能力，如果再伴隨有襯砌開裂和滲漏水病害，拱部襯砌切割成塊后，極易造成掉塊的安全事故，對運營安全造成很大安全隱患。
 
3、襯砌開裂
 
當脫模過早、養護時間和措施不到位、地基不均勻沉降、初支平整度不滿足規范要求時，便會產生裂縫。
 
（1）單條襯砌環向開裂
 
危害程度：單條環向裂縫，對襯砌結構影響小。
 
（2）單條襯砌縱斜向開裂
 
危害程度：單條縱斜向開裂，如果開裂有發展，說明結構承載不足，對運營安全造成很大的安全隱患。
 
如果裂縫穩定沒有發展，但是裂縫較深且較長的，對于混凝土本身的承載能力就會產生影響，分層后對混凝土整體結構承載能力產生負面影響，最終將會影響運營安全。
 
（3）多條裂縫或者網狀裂縫
 
危害程度：由于裂縫交叉切割，把二襯混凝土局部小范圍裂縫切割成塊，特別是裂縫深度較深的素混凝土情況，對運營安全造成較大隱患。
 
二、襯砌質量檢測項目及方法
 
1、襯砌厚度、襯砌背后回填密實度
 
地質雷達法適用于檢測襯砌厚度、襯砌背后的回填密實度和襯砌內部鋼架、鋼筋等分布。
 
混凝土厚度及襯砌背后缺陷采用地質雷達進行檢測，并鉆取芯樣予以驗證。
 
在隧道竣工驗收時質量檢測應縱向布線，必要時可橫向布線。縱向布線的位置應在隧道拱頂、左右拱腰和左右邊墻各布1條；橫向布線線距8~12m；采用點測時每斷面不少于5個點。需確定回填空洞規模和范圍時，應加密測線或測點。
 

2、隧道襯砌表層混凝土質量及襯砌厚度、內部缺陷檢測
 
聲波法包括直達波法和反射波法，應根據不同的檢測項目進行選用。
 
直達波法適用于檢測隧道襯砌表層混凝土質量，判定淺部典型缺陷，在參照標準的前提下，可推定襯砌表層混凝土的單軸抗壓強度等級，反射波法適用于檢測隧道襯砌混凝土厚度、內部缺陷等。
 
沿隧道里程每8~12m應布置一個測試斷面。無仰拱的隧道，每個斷面布置5個測點（拱頂、左右拱腰和左右邊墻各一個）；有仰拱的隧道，應在隧道底部增加1~3個測點。
 
采用直達波法時，應以測點位置為中心安裝發射換能器和接收傳感器并使其耦合良好。兩儀器之間距離誤差不得大于0.5%。采用反射波法時，應以測點位置為中心點在隧道襯砌表面安裝2個接收傳感器，各傳感器與襯砌混凝土表面之間應耦合良好。兩傳感器間距宜為0.5~1.0m，之間的誤差不得大于0.5%。
 
三、結語
 
我國是世界上隧道工程數量最多、建設速度最快的國家，但隧道工程中難免會存在的襯砌裂縫、襯砌坍塌和掉塊等，這些問題的存在會直接影響隧道的行車安全，尤其是鐵路隧道，鐵路隧道襯砌結構直接決定著隧道結構的安全性，若出現襯砌結構缺陷等問題，可能會造成比較大的事故。
 
而隧道襯砌質量檢測方法對于隧道工程的質量也有著不可替代的影響。因此檢測人員需要把握住隧道混凝土襯砌質量檢測方法的關鍵，通過檢測方法的靈活應用來提升隧道混凝土襯砌質量的實際水平，通過對常見的隧道襯砌結構缺陷進行及時的檢測排查，加固整治，保障列車運行安全。

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