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淺析鐵路隧道襯砌常見缺陷及質(zhì)量檢測，解決安全難題

發(fā)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(xiàn)滲漏、襯砌厚度不足、襯砌開裂等結(jié)構(gòu)缺陷，究其原因還是鐵路隧道質(zhì)量沒有得到嚴(yán)格控制。加強鐵路隧道質(zhì)量的試驗檢測是有效預(yù)控工程質(zhì)量的重要方法，是控制工程質(zhì)量的重要依據(jù)。

隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，我國的鐵路隧道建設(shè)日益受到人們的青睞，工程的質(zhì)量大大提高，線性更優(yōu)，里程更短，運營效益更高。隧道數(shù)量的日益增加，使我國鐵路隧道的修建技術(shù)得到了長足的發(fā)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(xiàn)滲漏、襯砌厚度不足、襯砌開裂等結(jié)構(gòu)缺陷，究其原因還是鐵路隧道質(zhì)量沒有得到嚴(yán)格控制。加強鐵路隧道質(zhì)量的試驗檢測是有效預(yù)控工程質(zhì)量的重要方法，是控制工程質(zhì)量的重要依據(jù)。因此，我們必須高度重視鐵路隧道質(zhì)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(yīng)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(jié)構(gòu)，就形成施工冷縫。

防水板切割產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分為上下兩層，下層混凝土容易發(fā)生掉塊事故，特別是素混凝土襯砌情況尤為嚴(yán)重。另外，分層后對混凝土整體結(jié)構(gòu)承載能力產(chǎn)生了負(fù)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(yù)留一定的松弛度，兩側(cè)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(nèi)脫空，出現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(dāng)脫模過早、養(yǎng)護(hù)時間和措施不到位、地基不均勻沉降、初支平整度不滿足規(guī)范要求時，便會產(chǎn)生裂縫。

（1）單條襯砌環(huán)向開裂

危害程度：單條環(huán)向裂縫，對襯砌結(jié)構(gòu)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(fā)展，說明結(jié)構(gòu)承載不足，對運營安全造成很大的安全隱患。

如果裂縫穩(wěn)定沒有發(fā)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(chǎn)生影響，分層后對混凝土整體結(jié)構(gòu)承載能力產(chǎn)生負(fù)面影響，最終將會影響運營安全。

（3）多條裂縫或者網(wǎng)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(zhì)量檢測項目及方法

1、襯砌厚度、襯砌背后回填密實度

地質(zhì)雷達(dá)法適用于檢測襯砌厚度、襯砌背后的回填密實度和襯砌內(nèi)部鋼架、鋼筋等分布。

混凝土厚度及襯砌背后缺陷采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測，并鉆取芯樣予以驗證。

在隧道竣工驗收時質(zhì)量檢測應(yīng)縱向布線，必要時可橫向布線?？v向布線的位置應(yīng)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(guī)模和范圍時，應(yīng)加密測線或測點。

2、隧道襯砌表層混凝土質(zhì)量及襯砌厚度、內(nèi)部缺陷檢測

聲波法包括直達(dá)波法和反射波法，應(yīng)根據(jù)不同的檢測項目進(jìn)行選用。

直達(dá)波法適用于檢測隧道襯砌表層混凝土質(zhì)量，判定淺部典型缺陷，在參照標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)部缺陷等。

沿隧道里程每8~12m應(yīng)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(yīng)在隧道底部增加1~3個測點。

采用直達(dá)波法時，應(yīng)以測點位置為中心安裝發(fā)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(yīng)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(yīng)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(jié)語

我國是世界上隧道工程數(shù)量最多、建設(shè)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(jié)構(gòu)直接決定著隧道結(jié)構(gòu)的安全性，若出現(xiàn)襯砌結(jié)構(gòu)缺陷等問題，可能會造成比較大的事故。

而隧道襯砌質(zhì)量檢測方法對于隧道工程的質(zhì)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(zhì)量檢測方法的關(guān)鍵，通過檢測方法的靈活應(yīng)用來提升隧道混凝土襯砌質(zhì)量的實際水平，通過對常見的隧道襯砌結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行及時的檢測排查，加固整治，保障列車運行安全。

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