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1、铁路隧道无损检测技术与应用刘玉乾,刘国伍(北京中铁瑞威铁道工程技术有限公司北京100055)摘要:指出铁路隧道无损检测的必要性,介绍当前无损检测的主要内容和常用检测方法、原理,以及外业检测事项、报告成果形式,最后给出隧道衬砌检测、隧底检测的具体实例。关键词:铁路隧道;工程质量;无损检测;应用中图分类号:U457文献标识码:文章编号:10042954(2004)11006904铁路隧道是铁路的重要基础设施,其状态的好坏直接影响行车安全和旅客的舒适度。在铁路跨越式发展的今天,采用科技含量较高的无损检测技术对隧道状态进行检测并进行状态评估已提到议事日程。理作
2、出技术改造规划。(3)新建隧道工程质量评定的需要铁道部规定,新建铁路隧道竣工验交按《铁路隧道工程质量检验评定标准》(TB10417—98)办理。该标准规定检查验收按每10～20m一个断面,采用观测、尺量、钻孔抽查、查看资料等方法进行。这样的检验方法主要是验收外观质量,对其内在质量缺乏全面的了解,使新建隧道可能留下这样或那样的隐蔽缺陷。在《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223—2004、Z341—2004)和铁运(2004)42号《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》颁布后,无损检测将作为检查隧道衬砌隐蔽缺陷的一种有效的重要的手段得到普遍采用
3、。工程质量无损检测技术,是近年来形成的一门新技术,它是用仪器测定工程结构的各种物理数据,如电性、磁性、电磁性、弹性、放射性等。通过这些物性参数的变化分析工程结构的状态。无损检测具有不损坏工程结构、成果资料定量可靠、数据图像直观、设备轻便、检测速度快、施工安全和成本低等优点,已成为当今工程质量检测的最佳选择。1隧道无损检测的必要性(1)铁路运营隧道病害整治的需要近年来,铁路运营隧道多次发生衬砌垮塌、掉块及道床裂损、下沉等病害事故。截至2003年底,全路共有运营隧道6087座总长度3247166km。其中,因病害失格隧道有3739座,占统计隧道的6114%
4、。有的隧道病害相当严重,危及运输安全。多年来隧道病害失格率居高不下,并有逐年增长趋势。其主要原因是:①建国前修建的隧道有565座/153946m,因修建时期不同,标准不同,导致大量隧道结构限界不能满足当前的运营需要;②维修及病害整治投资不到位,欠账多;③新建隧道设计标准偏低或隧道施工未严格按规范要求进行,遗留问题多;④增建复线施工,未对临线隧道结构状态可能产生的影响采取相应措施或措施不当,诱发既有线隧道病害数量上升;⑤隧道病害检查和检测手段落后,基本沿用眼看尺量的方法,隧道隐蔽病害难于发现,病害整治治表不治本,导致一些隧道病害反复投资整治,收效不大。(
5、2)铁路跨越式发展的需要为了实现铁路跨越式发展大幅度提高客货运输,必须对不适应跨越式发展要求的既有铁路设施进行技术改造。为了使既有线隧道技术改造达到对症、根治、节省投资的效果,应有计划地对其状态进行诊断,全面掌握结构病害及缺陷,并对结构安全进行科学评定,合2检测主要内容包括隧道衬砌检测、隧底检测、施工地质超前预报、表面病害检测和限界检测等5部分。(1)衬砌检测检测部位有拱顶、左右拱腰、左右拱脚和左右边墙;检测的主要内容有:衬砌混凝土厚度,钢拱架、钢格栅分布形态,衬砌背后裂隙、空洞及回填密实程度,衬砌背后地下水富集状况,衬砌混凝土强度等级等。(2)隧底检
6、测检测的主要内容有:底板厚度及裂隙、裂损、压溃与病害位置,仰拱厚度及回填层密实程度,仰拱、底板混凝土强度等级,道碴厚度、道碴陷槽及69收稿日期:20040623第一作者简介:刘玉乾(1936—),男,高级工程师。铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2004(11)·隧道/地下工程·充泥充水情况,基床以下软弱夹层病害等。(3)地质超前预报主要是在工作面或已施工隧道的两侧壁布置,近距离预报范围在30m之内,远距离预报范围在百米之外。预报的主要内容有:岩溶洞穴、管道、暗河等不良地质,断层破碎带位置、规模及富水状况,煤层、瓦斯、天然气储存状态
7、,地下水储存条件及可能突泥涌水的位置,地层岩性、围岩力学指标、围岩级别等。(4)表面病害检测当使用数码摄像方法检测时主要检测拱顶和拱腰,当使用激光扫描系统时则可全断面检测;检测的主要内容有:衬砌表面裂纹、裂隙,形变,位移错台,腐蚀,渗漏水、滴水及冰挂情况等。示。(2)瞬变电磁法(TEM)瞬变电磁法是用不接地的回线线圈向地下发送一次脉冲,在一次脉冲的发射间歇期间,观测断电后由一次脉冲激励出的二次涡流场的变化规律。涡流场的衰减过程,早期以高频为主,反映的是浅层信息;晚期以低频为主,反映的是深层地下信息。二次涡流场随时间的衰减快慢和强弱与被探测的介质(道碴、
8、混凝土、岩石)及介质状态(含水与干燥、完整与破裂)有关,TEM法衰减曲线的变化过程反映了检测点
