铁路隧道衬砌致灾病害的综合检测方法讨论

铁路隧道衬砌致灾病害的综合检测方法讨论

崔文哲

身份证：130722198802206732

摘要：在铁路隧道病害治理过程中，铁路隧道检验是非常重要的一方面。能否对隧道内各项构件的病害进行精准的检验，决定了隧道整治完成率和有效性的提升，同时也和隧道运营风险出现有关。在本篇文章中结合检测方式的优点和缺陷，提出了与隧道各项病害类型相符合的综合检测方式，从而结合实际情况全面的检测隧道的病害，为隧道病害整治提供一定的依据。

关键词：铁路隧道；衬砌致灾病害；综合检测方式

    现阶段，我国铁路隧道数量逐渐增多。基于大量铁路隧道的开通和运营，铁路隧道灾害出现概率随之增加。其中，社会方面加大了铁路隧道运营防灾问题的重视程度。自从发生了隧道灾害以后，如果没有精准的调查和分析，灾后隧道产生的病害将会造成二次灾害。对此，对铁路隧道展开病害调查、检测和整治是灾后恢复运营之前十分重要的一项工作。
1、铁路隧道运营期间的病害分析

由于在隧道勘察、设计、施工、运营、维护、管理等不同阶段的诸多环节中存在较多影响因素，隧道结构往往存在不同程度的缺陷或病害。同时，在铁路隧道运营期内，衬砌结构长期服役性能受气候变化、动力及空气载荷长期反复作用、地震破坏、渗水及冻胀、围岩劣化挤压等联合作用，结构损伤不断扩展、强度不断降低、既有缺陷问题加重，最终会对隧道安全产生严重威胁。运营多年的铁路隧道在提速不久即掉块的事故也屡有发生，国内外已出现多起衬砌混凝土脱落、掉块等事故，例如，1999 年日本山阳新干线、2017 年沪昆客专等隧道，极大地威胁到列车运行安全。伴随铁路规模的不断扩大及运营时间不断延长，检测技术与运营安全需求不匹配的矛盾将更加突出，先进、可靠的检测和评估技术手段对保障隧道衬砌质量至关重要。针对隧道衬砌背面脱空等难以通过肉眼、图像等技术识别的隐藏病害，更是当下需要着重解决的问题。

第一，当前阶段，在铁路隧道运营过程中，隧道火灾列车脱轨、列车碰撞、设施脱落是需要防范的重点，而且隧道灾害会损害隧道衬砌、道床、轨道和其他附属设施等。表现为衬砌脱落强度下降、出现裂缝、轨道受损等。隧道内隐伏病害是引起铁路隧道灾害形成的基本原因。通过分析我国运营隧道中存在的各种事件可以看出，隧道衬砌剥落往往有着衬砌厚度不足、衬砌背后脱空等气施工质量隐患。在时间进一步推移的背景下，这些事故遗留的病害将会影响到隧道衬砌结构的稳定性，为后期埋下了严重的安全隐患。
    第二，铁路隧道衬砌裂缝通常经过三个阶段，分别是前期、中期和后期。处于三个阶段内，病害扩展速度也呈现出了迅速、缓慢加速等现象。如果铁路隧道出现了衬砌裂缝以后，原有的裂缝部位也会形成新的裂缝，这些裂缝随之蔓延到衬砌结构紧密度不足的位置。当裂缝和周围裂缝结合到一起，必定造成十分严峻的裂缝问题。铁路隧道衬砌裂缝十分严重，铁路隧道使用性能也会下降，甚至发生更为严重的安全隐患。最后，在铁路隧道投入应用以后，列车行驶中形成的空间压强差，也会导致衬砌裂缝问题的发生。在铁路隧道长时间运行背景下，当相关人员没有加大裂缝病害处理力度，还有可能导致塌陷等重要事故。
    第三，铁路隧道衬砌裂缝病害造成的不良影响。结合铁路隧道衬砌裂缝病害形成原因以及病患分布规律可以了解到，受到外界因素以及铁路隧道长时间运行状态的影响，衬砌裂缝病害逐渐加剧，裂缝问题十分严重的情况下，有可能引起塌陷隐患，不利于我国铁路事业的进一步发展，也影响了社会经济水平的提升。所以在施工过程中，施工人员应当精准的掌握铁路隧道衬砌裂缝病害形成原因，制定完善的衬砌裂缝病害处理对策，按照标准的流程和施工工序开展施工作业，从根本上提升铁路隧道的施工质量，确保铁路隧道施工作业得到安全开展。
2、铁路隧道衬砌致灾病害的综合检测方式应用

第一，地质雷达方式。地质雷达方式主要是通过发射高频电磁波、检验反射回来的信号分析隧道衬砌质量，这是应用十分广泛的一项隧道。衬砌缺陷检验方式经过不断的发展，逐渐成为了灵活且便捷的衬砌检测方式。主机连接线和天线组合形成了地质雷达法检测设备，检测过程中，只需要把天线和衬砌表面剪贴到一起，沿着检测测线方向移动即可。通过地质雷达动态性的检测隧道衬砌，掌握隧道衬砌和厚度以及钢筋分布等多种情况。①采取地质雷达检测隧道混凝土的密实度。对混凝土构件浇筑过程中，应当做好混凝土的振捣作业，将混凝土内产生的气泡彻底消除，强化密实度，如果混凝土振捣的力度不足，或者混凝土掺和了其他类型的杂物，必定会影响到隧道混凝土的密实度，雷达表面呈现出不规则的强反射状态。②地质雷达对于隧道衬砌空洞的检测。在隧道施工过程中，拱顶混凝土浇筑没有灌满，或者衬砌背后回填注浆不到位，容易引起不良的脱空和空洞现象。在这一情况下，雷达剖面形成强反射信号。需要认识到的一方面是，如果衬砌内部的钢筋有脱空状态，脱空从雷达剖面内的反射会被钢筋层的反射所影响，在这一情况下，只可以从振幅强度以及较弱的反射界面判断脱空是否存在，难以展开定量分析。③检测隧道衬砌厚度。在隧道开挖中存在着欠挖情况，将会使隧道衬砌厚度与标准的设计厚度不相符。而且地质雷达检测剖面内的衬砌厚度也会减少。从中可以看出，地质雷达能够检测隧道衬砌背后的脱灰和密实度以及厚度等参数。这种方式呈现出了检测效率较高、图像十分直观的优势。因此被普遍应用到了隧道衬砌质量检测中。不过因为地质雷达是采取电磁波探测的方式，所以钢筋屏蔽对雷达检测结果有着直接性的影响。如此一来，雷达检测的分辨率将会下降。基于现场施工条件，现有常用的地质雷达法往往是作业人员站在作业平台上手持地质雷达天线反复检测。虽然在一定程度上保护了隧道衬砌结构，但由于平台稳定性及作业人员人为因素等影响，检测过程仍存在测线偏移、仪器脱离隧道表面、工作强度大、安全隐患高等弊端，无法满足隧道衬砌质量快速、高效、安全、高精度检测的需求。第二，回弹法。回弹法是一种简单、便捷检测混凝土强度的检测方式，在混凝土抗压强度评价中应用十分普遍。该方式把设备内的重锤垂直向测试混凝土表面，经过测定回弹距离，分析混凝土的强度。回弹方式产生的效果良好，能够动态性的检验构件表面的抗压强度。需要有相同滑线和相同条件下的构造数据库，在试件表面碳化影响幅度非常大的情况下，还必须深度改正。所以回弹法检测混凝土抗压强度的精度非常低。要想精准的对混凝土抗压强度进行判断，还需要和取芯试验共同操作。

3、结语：

在隧道检测过程中，需要结合实际情况，选择与之相互的检测方式，这是提升检测效率和质量的最佳手段。铁路隧道病害检测采取的方式也是不相同的，不同的检测方式有着各自的优点和缺陷，结合具体情况，采取综合检测方式，针对性的选择检测手段检测隧道病害，以此为隧道病害治理提供一定的依据。

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