铁路隧道衬砌常见缺陷及质量检测

随着经济飞速发展，我国的铁路隧道建设日益受到人们的青睐，工程的质量大大提高，线性更优，里程更短，运营效益更高。隧道数量的日益增加，使我国铁路隧道的修建技术得到了长足的发展。但是，不能避免的是在铁路隧道施工时仍然会存在一些问题：例如隧道在施工时出现渗漏、衬砌厚度不足、衬砌开裂等结构缺陷，究其原因还是铁路隧道质量没有得到严格控制。加强铁路隧道质量的试验检测是有效预控工程质量的重要方法，是控制工程质量的重要依据。因此，我们必须高度重视铁路隧道质量试验检测的重要性。
 
一、铁路隧道衬砌常见缺陷类型
1、施工冷缝和防水板切割
隧道拱墙衬砌本来要求一次浇筑，由于材料供应时间跟不上等原因，分两次浇筑，但两次浇筑有较长的时间间隔，无法形成整体结构，就形成施工冷缝。
 
防水板切割产生的原因为：隧道衬砌拱部混凝土浇筑时候，由于防水板固定不牢固，混凝土浇筑引起防水板脱落，被浇筑在二衬中，将混凝土结构分为两层。
 
危害程度：施工冷缝和防水板切割往往是斜向的，把衬砌结构分为上下两层，下层混凝土容易发生掉块事故，特别是素混凝土衬砌情况尤为严重。另外，分层后对混凝土整体结构承载能力产生了负面影响，影响运营安全。
 
2、衬砌厚度不足
拱部衬砌浇筑时候，由于防水板没有预留一定的松弛度，两侧混凝土浇筑拉扯防水板下沉，或者防水板固定不牢固掉落，造成拱部衬砌内脱空，出现衬砌厚度不足缺陷，也可能是拱部围岩欠挖造成。
 
危害程度：厚度不足影响衬砌的结构的承载能力，如果再伴随有衬砌开裂和渗漏水病害，拱部衬砌切割成块后，极易造成掉块的安全事故，对运营安全造成很大安全隐患。
 
3、衬砌开裂
当脱模过早、养护时间和措施不到位、地基不均匀沉降、初支平整度不满足规范要求时，便会产生裂缝。
 
（1）单条衬砌环向开裂
危害程度：单条环向裂缝，对衬砌结构影响小。
 
（2）单条衬砌纵斜向开裂
危害程度：单条纵斜向开裂，如果开裂有发展，说明结构承载不足，对运营安全造成很大的安全隐患。
 
如果裂缝稳定没有发展，但是裂缝较深且较长的，对于混凝土本身的承载能力就会产生影响，分层后对混凝土整体结构承载能力产生负面影响，最终将会影响运营安全。
 
（3）多条裂缝或者网状裂缝
危害程度：由于裂缝交叉切割，把二衬混凝土局部小范围裂缝切割成块，特别是裂缝深度较深的素混凝土情况，对运营安全造成较大隐患。
 
二、衬砌质量检测项目及方法
1、衬砌厚度、衬砌背后回填密实度
地质雷达法适用于检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布。
混凝土厚度及衬砌背后缺陷采用地质雷达进行检测，并钻取芯样予以验证。
 
在隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布线。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布1条；横向布线线距8~12m；采用点测时每断面不少于5个点。需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线或测点。
 
2、隧道衬砌表层混凝土质量及衬砌厚度、内部缺陷检测
声波法包括直达波法和反射波法，应根据不同的检测项目进行选用。
 
直达波法适用于检测隧道衬砌表层混凝土质量，判定浅部典型缺陷，在参照标准的前提下，可推定衬砌表层混凝土的单轴抗压强度等级，反射波法适用于检测隧道衬砌混凝土厚度、内部缺陷等。
 
沿隧道里程每8~12m应布置一个测试断面。无仰拱的隧道，每个断面布置5个测点（拱顶、左右拱腰和左右边墙各一个）；有仰拱的隧道，应在隧道底部增加1~3个测点。
 
采用直达波法时，应以测点位置为中心安装发射换能器和接收传感器并使其耦合良好。两仪器之间距离误差不得大于0.5%。采用反射波法时，应以测点位置为中心点在隧道衬砌表面安装2个接收传感器，各传感器与衬砌混凝土表面之间应耦合良好。两传感器间距宜为0.5~1.0m，之间的误差不得大于0.5%。
 
三、结语
我国是世界上隧道工程数量最多、建设速度最快的国家，但隧道工程中难免会存在的衬砌裂缝、衬砌坍塌和掉块等，这些问题的存在会直接影响隧道的行车安全，尤其是铁路隧道，铁路隧道衬砌结构直接决定着隧道结构的安全性，若出现衬砌结构缺陷等问题，可能会造成比较大的事故。
 
而隧道衬砌质量检测方法对于隧道工程的质量也有着不可替代的影响。因此检测人员需要把握住隧道混凝土衬砌质量检测方法的关键，通过检测方法的灵活应用来提升隧道混凝土衬砌质量的实际水平，通过对常见的隧道衬砌结构缺陷进行及时的检测排查，加固整治，保障列车运行安全。