云南通衢工程检测有限公司云南昆明650041
摘要：隧道的衬砌施工在隧道整体施工中发挥着重要的作用，特别是高速铁路，其实体质量是隧道施工质量的基础，也是在铁路开通运营后极易发生问题的关键部位。
关键词：高速铁路；隧道衬砌；质量检测；改进方法
一、质量检测方法
1、力棒敲击法
端头置有尼龙头铁力棒原理为力棒端头置尼龙头敲击混凝土表面时产生低频信号，当低频信号传至表面下厚度不超过0.6m的不密实层或空洞时，与不密实层或空洞的固有低频产生共振空响，人的耳朵能辨别出此空响，从而判断出不密实层或空洞的位置。
2、地质雷达法
地质雷达仪原理为发射电磁波信号，利用混凝土的密实与不密实、空洞的介电常数差异，对混凝土质量做出判断。
3、地震映像法
地震映像仪原理为激发地震波信号，利用混凝土的密实与不密实的速度差异，对仰拱、道床板混凝土质量做出判断。
4、冲击电钻验证法
冲击电钻法采用钻头直径3cm的冲击电钻对深度小于60cm的缺陷进行快速验证，其破损程度最小并能达到验证目的，此设备比较容易操作。
二、隧道混凝土衬砌缺陷检测及原因分析
1、初期支护
当岩层破碎或软弱层超挖时，初期支护背后易形成空洞，用力棒敲击初支面能听到空响声，可判断有空洞；做TSP法预报时，在初支面上施作爆破孔和接收器孔时，也可遇到初支背后空洞；地质雷达也可检测初支背后空洞，比如某隧道边墙DK24+991.5～DK24+994.1的初期支护，用力棒敲击听到空响声，雷达检测如图1所示。
图1雷达检测初期支护背后空洞
2、二衬
2.1混凝土蜂窝麻面
混凝土蜂窝麻面可目测观察，雷达检测也反应清晰。蜂窝麻面形成原因是没有严格按设计控制混凝土坍落度及振捣不均匀，尤其是混凝土在运输和衬砌过程中坍落度与设计不一致。
2.2厚度不足
某隧道DK13+997～DK14+001右拱腰混凝土厚度的雷达检测剖面如图2所示。
图3雷达检测混凝土不密实
2.5接头空洞
在前后两单位台车接头部位易形成空洞，用力棒敲击混凝土表面能听到较清脆空响声，可判断为空洞，同时雷达检测也反应清晰。
2.6拱顶空洞
拱顶空洞用力棒敲击混凝土表面能听到较清脆空响声，可判断存在空洞，同时雷达检测也反应清晰。台车接头部位拱顶处泵送混凝土气流与围岩间的气囊团压力过大阻止混凝土充填，形成空洞。
3、仰拱
仰拱质量检测可采用力棒敲击、地质雷达和地震映像。
3.1力棒敲击检测
仰拱混凝土厚度一般为2m，采用力棒对仰拱进行敲击可快速检测仰拱下0～0.6m深度内混凝土是否密实，如对某隧道仰拱进行敲击检测，听到较清脆空响声，钻芯验证仰拱0.3m下有2cm厚洞渣，其原因是施工仰拱时为避免车辆压坏混凝土，分两次施工，且两次施工时残留洞渣未清理干净。
三、隧道混凝土衬砌质量保证措施
1、施工过程的控制
对隧道混凝土质量进行检测，首先施工人员用力棒敲击检测，然后采用地质雷达和地震映像进行检测，同时必须落实施工过程中的质量控制措施。
1.1初期支护
初期支护严格控制掌子面爆破有效尺寸，严格控制超欠挖，如围岩破碎和软弱层出现超挖，其空洞应采用同级混凝土密实封填，并保证初支外露面呈均匀弧形，与防水板全断面接触紧密，同时按设计间距施作钢拱架。
1.2二衬
保证混凝土施工坍落度与设计一致，杜绝混凝土运输和衬砌过程中随意加水；预防台车接头部位出现空洞，应在台车接头部位的4个位置各增加2个固定振动器。
1.3仰拱
仰拱施工中，要认真把残留洞渣清理干净，并冲洗干净混凝土待浇筑接触面。
1.4道床板
道床板施工要配备直径3cm的振动棒，对轨枕下用直径3cm的振动棒进行密实振捣。
2、台车的改进
隧道混凝土衬砌混凝土厚度不足、不密实，台车拱脚接头部位空洞等缺陷，均可在现有施工设备和条件下，通过加强质量管理可以消除；只有二衬中混凝土裂纹、拱腰至拱顶段台车接头空洞、拱顶空洞等缺陷，必须通过改进台车才能消除。
2.1台车改进措施
台车改进主要增加一个刚性水平振动器，即把现有大功率振动器的振动弹簧换成长12m的振动圆钢筋，在副台车定向引导轨下，刚性水平振动器从台车一横端头振动至另一横端头，进行排气密实振动，振动范围为拱腰至拱顶段。刚性水平振动器置于副台车，长度为12m，在隧道拱腰至拱顶段两侧共设5个定向引导轨，在泵送混凝土浇筑满后，用刚性水平振动器振捣；振动点设置用木塞预留，二衬混凝土横端头是用木板封挡，在木板设计位置预留直径略大于振动棒直径的圆孔，并用木塞塞紧，需要时拉出木塞；振动点位置靠近台车一侧，刚性水平振动器从台车一横端头振动至另一横端头，进行排气密实振动。
2.2台车改进后质量检测
台车改进后进行质量检测，目测起拱线处无裂纹，用力棒进行敲击检测，均无空响声，采用地质雷达对二衬混凝土进行检测，均未发现缺陷。证明台车改进是有效的，保证了混凝土衬砌的质量。
结束语
全国目前严峻的质量安全形势下，铁路隧道质量突显得尤为重要，而隧道衬砌质量直接决定着隧道的施工质量，施工单位必须结合现场实际，分析衬砌质量缺陷形成的原因，注重隧道衬砌施工质量的过程控制和工艺改进，并定期针对存在的质量缺陷采取有效的整治措施，确保隧道衬砌的整体质量。
参考文献:
[1]刘小亮.铁路隧道衬砌质量风险管理及在白露1#隧道中的应用研究[D].南昌：华东交通大学，2013