铁路隧道衬砌缺陷检测中地质雷达法和冲击回波法的联合应用研究

铁路隧道衬砌质量关系到列车的行车安全,一直受到各方的高度重视。目前,主要依靠地质雷达法,部分辅以人工敲击的方法(打声法)进行检测,但其固有技术缺陷也日趋显著,急需引入新的方法。本文在比较地质雷达法和冲击回波法对缺陷的理论识别能力的基础上,结合隧道衬砌质量巡检对2种方法的检测效果进行了对比和验证,说明地质雷达法和冲击回波法在隧道衬砌质量检测中联合应用效果显著,值得推广。此外,简要介绍了冲击声频回波法,该方法兼有打声法和冲击回波法的优点,应用前景广阔。     

铁路隧道衬砌质量综合检测与安全性评定实例

为满足铁路电气化改造的需求,在病害调查的基础上,采用地质雷达法、超声回弹综合法结合钻芯法,对铁路隧道混凝土衬砌进行综合检测,并根据衬砌缺陷和病害的量化指标,分段评定隧道衬砌缺陷及病害的等级。结合隧道工程地质、水文地质等因素综合评定该段隧道衬砌的安全等级,按各段中病害最严重地段的安全等级确定该座隧道衬砌的安全等级。最后,根据不同的病害类型提出了具有针对性的治理措施建议。     

铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术

针对铁路隧道衬砌表观病害检测需求，梳理并分析技术现状，介绍隧道衬砌表观病害智能检测系统的研制情况和系统组成。提出铁路隧道衬砌表观病害智能检测面临的技术难点，分析图像快速采集、病害智能识别、病害样本库构建等智能检测关键技术。通过基于实测数据集以及现场检测复核等手段，验证铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统关键参数。结合现场运用情况，分析铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统运用效率。智能检测系统应用表明，铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术可大幅提升隧道衬砌病害检测的自动化和智能化水平。     

硫酸盐环境下铁路隧道结构衬砌混凝土病害调查及分析

为掌握实际服役条件下铁路隧道结构衬砌混凝土的硫酸盐腐蚀劣化规律,基于对硫酸盐环境下服役近40 a的10多座既有铁路隧道衬砌混凝土病害情况的实地调研和取样分析,并结合室内宏观、微观测试,剖析了硫酸盐侵蚀作用环境下既有铁路隧道衬砌混凝土的劣化模式,获得隧道衬砌混凝土病害的关键影响因素,探讨了相应的劣化机理。研究成果可为铁路隧道的维修提供重要技术支持。     

基于冲击弹性波的隧道衬砌混凝土强度检测技术研究和应用

铁路隧道衬砌混凝土强度主要检测方法存在精度差、对结构有损伤等问题,严重制约对衬砌质量的正确评估和控制。为此,研发了基于冲击弹性波的强度检测技术体系,包括技术原理、标定及检测方法、检测设备等,并在百余座铁路隧道开展验证和应用。结果表明,相对传统的回弹法等检测方法,该方法检测范围广,精度较高,可为铁路隧道衬砌混凝土强度提供有效检测。     

综合地球物理勘探方法在隧道衬砌质量检测中的应用

以中国东北地区某隧道衬砌检测实践为依据,分别从衬砌厚度的确定、衬砌病害的识别和衬砌混凝土强度的预测这三个方面,有针对性地阐述综合使用探地雷达法和超声回弹综合法对隧道衬砌进行检测,可大大提高检测精度.     

地质雷达在广西铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达检测具有快速、无损、高精度等优点,是近年来发展较为迅速、效果较为显著的方法之一。本文介绍了地质雷达的检测原理、现场检测注意事项和数据处理方法;结合地质雷达在广西铁路隧道衬砌质量检测中的工程实例,分析了隧道的典型雷达波形图像,表明了地质雷达在广西铁路隧道衬砌质量检测中具有良好的应用效果。     

高原地热隧道混凝土衬砌施工技术研究

新建拉萨—日喀则铁路的隧道工程存在高温围岩和高温裂隙水的异常地热现象.异常地热现象致使隧道混凝土衬砌的工作性能、物理力学和耐久性能劣化,影响隧道结构安全和使用寿命.分析混凝土原料及主要性能,以及高温环境中混凝土物理力学和耐久性能发展趋势和劣化机理.针对高原地热隧道混凝土衬砌施工技术进行系列试验研究,测试高温环境下隧道初期支护喷射混凝土和二次衬砌高性能混凝土的性能指标,提出混凝土掺加高温稳定剂是解决高原地热隧道混凝土衬砌施工技术有效措施等结论.     

铁路隧道衬砌表观病害等级评定研究

运营期铁路隧道衬砌存在不同程度的裂缝、渗漏水、剥落（掉块）等表观病害。本文首先分析了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、TB/T 2820.2—1997《铁路桥隧建筑物劣化评定标准隧道》等规范和标准评定隧道衬砌表观病害等级时存在的差异，针对QC/R 405.2—2019《铁路桥隧建筑物劣化评定第2部分：隧道》中存在的对细长裂缝没有给出判定规则、未考虑环向位置对等级评定的影响、不能依据检测图像对剥落（掉落）病害进行等级评定等问题，对裂缝长宽等级进行了细分，对病害环向位置进行了划分。在此基础上，对Q/CR 405.2—2019中高速、普速铁路隧道衬砌裂缝、渗漏水的等级评定规则进行了细化，实现了对不同属性特征的隧道衬砌表观病害等级的比较全面的评定。最后给出了隧道衬砌表观病害关注程度分类规则和不同等级病害的应对措施。     

客运专线隧道断面方案研究和优化设计

研究目的:客运专线铁路隧道的建设在我国尚属首次,其断面选型和结构设计无成熟经验可以参考,原设计的时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面有不足之处。为满足客运专线隧道建设的需要,需要对客运专线隧道断面形式和结构进行优化设计研究。研究方法:广泛调研国外高速铁路隧道设计方案和施工经验,从隧道结构受力条件、排水系统布设及工程量大小等方面进行多方案比选研究。研究结果:合理选定了时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面形式,进一步优化了衬砌结构设计。研究结论:通过客运专线隧道断面研究和优化设计工作,克服了原设计客运专线铁路隧道衬砌断面的缺点。优化后的隧道衬砌断面具有受力更加合理、救援通道的使用更加方便、减少了隧道断面工程数量等优点。     

隧道二衬欠厚检测及结构安全性分析

针对西部某高速铁路隧道二衬病害问题,采用SIR-3000型探地雷达进行二衬检测,根据病害部位、类型以及程度不同,建立多种工况的有限元模型,并以拱顶、拱腰和边墙的安全系数为评价标准,对二衬病害引起衬砌结构安全问题进行总结.检测结果表明:二衬缺陷主要表现为欠厚问题,占总病害数的69.9％,且各部位欠厚数呈正态分布.分析表明...     

基于声发射检测的钢轨断裂实时监测及定位方法研究

基于钢轨断裂实时监测技术对有效保障列车运行安全的重要性,以铁路常用的60 kg轨道为研究对象,以声发射检测技术为基础,经试验分析轨道断裂的声发射信号特征,有效区分列车运行引入的声发射信号。搭建监测系统,通过断轨检测模拟试验,验证该方法的有效性和准确性,并通过TDOA算法实现对断裂的定位。研究结果表明:轨道断裂会产生明显的声发射信号,且断裂声发射信号特征主频在100~160 kHz,声压幅值高,且在时域上存在明显的突发性;其特征与列车运行特征存在明显区别,可有效实现实时断轨监测;利用TDOA方法实现轨道断裂位置的确定,定位精度优于±20cm。研究结果为轨道断轨检测提供了有效的参考依据,对轨道交通运行安全的技术发展具有十分重要的意义。     

基于有限单元法的隧道抗水压衬砌结构设计

研究目的：客运专线铁路隧道结构设计中往往会碰到水荷载作用计算难题，考虑抗水压衬砌结构设计仍然是隧道设计与研究热点之一。为检验隧道衬砌结构设计的安全性及防水性，有必要对抗水压衬砌设计结构进行内力计算。研究方法：针对金沙洲隧道特定地质条件和工程设计要求，采用基于有限单元法的荷载结构模型，对按围岩类别设计的3种隧道断面衬砌结构受力进行数值模拟。研究结果：研究得到了衬砌外水压力以及结构内力及分布特征，并验算了衬砌结构的安全系数。通过对计算结果分析验证，选出了各自围岩级别下合适的衬砌结构。研究结论：在全断面封闭排水的衬砌结构设计中，应着重考虑发挥混凝土的抗压性能；在富水区地下水头较大时。采用帷幕注浆法改善堵水圈的渗透系数，可有效降低衬砌的外水压力；选择仰拱外轮廓隅角半径、仰拱与曲边墙的连接处的半径以及仰拱厚度作为控制变量，可以改善衬砌结构受力特征。     

下锚段分离式模板衬砌台车成套设备与施工技术

目前铁路客运专线均为电气化高速铁路,设有绝缘下锚段。绝缘下锚段开挖方法按一般断面方法开挖,主要是二衬施工存在一定的困难,因为绝缘下锚段衬砌轮廓线比隧道一般断面大,且纵向长度均很短,所以在施工绝缘下锚段二衬时传统施工方法是用工字钢做拱架支撑,拼装小模板做面板,人工浇筑混凝土。由于此种施工方法存在一定的问题,结合以往施工经验,自行研制了分离式衬砌台车工法施工下锚段二衬。     

高速铁路隧道检测车检测臂末端跟随技术在新建双线隧道中的应用

针对新开通高速铁路隧道潜在病害和新建高速铁路隧道衬砌质量检测效率低的问题,研发了高速铁路隧道检测车。检测车具有3条检测臂,可同时检测隧道上部3条测线,最高检测速度可达10 km/h。在一新建双线高速铁路隧道进行了检测臂未端跟随试验。结果表明:该检测车性能稳定,安全可靠,人机交互界面良好,操作方便;检测臂端部与隧道内壁距离能较好保持在(100±20)mm,很大程度上提高了隧道衬砌质量检测效率和准确性。     

浅谈铁路客运专线隧道衬砌质量缺陷处理施工技术

以郑西铁路客运专线阌乡隧道二次衬砌背后空洞、厚度不足等质量缺陷处理为例,根据隧道缺陷探测实际情况确定了整治原则,并对不同整治方案从施工的可操作性、安全性以及对后期客运专线运营影响等方面的对比,介绍了衬砌质量缺陷整治关键技术、既有线施工安全保障措施和整治后效果,可为客运专线类似隧道衬砌质量缺陷的整治提供参考。     

铁路隧道整体式衬砌地质雷达检测模拟试验研究

根据我国铁路隧道模筑混凝土整体式衬砌结构,足尺寸施做整体式衬砌试件模型,并设置衬砌背后空洞、回填不密实等典型工况,进行地质雷达检测模拟试验。试验结果表明:地质雷达扫描图能反映各种预先设置的衬砌背后空洞、回填不密实等衬砌异常情况;并出现强反射区、同相轴连续等典型特征;衬砌及衬砌背后回填不密实厚度在准确测定各介质层相对介电常数条件下,能够进行定量分析,检测精度可达±4cm;衬砌背后空洞厚度则可通过其与反射波振幅比的线性关系计算。模拟试验结果可为实际工程地质雷达检测结果定性、定量解释提供参考。     

霞浦隧道可变断面衬砌台车设计

霞浦长大铁路隧道直线地段和洞口风机连接段、洞内二处绝缘下锚段关节设计为3种衬砌断面。制作3种断面衬砌台车成本高,洞内互换困难,采用直线标准断面衬砌台车通过更换拱部模板、下纵梁底部增加四个支承墩将衬砌台车整体抬高、接长丝杠和更换顶升油缸等办法,将二衬台车进行改装,变成可变断面台车,使一部台车衬3种断面,满足工程需要。     

既有电气化铁路线路拨接接触网过渡施工技术的探讨

以木道沟桥改建工程最关键技术为实例,探讨了线路拨接施工中线路不同拨距时,接触网施工过渡方法,分析了线路拨接的技术重点和难点,打破既有电气化铁路线路拨接的常规模式,采用“利用既有、永临结合”的过渡施工方法。