淺談鐵路隧道回彈法檢測提效方案

魏建軍

中鐵二十四局集團福州鐵建工程質量檢測有限公司 福建 福州 350000

引言

在鐵路隧道施工中，主體結構質量的重要性不言而喻，而混凝土強度是主體結構最重要的組成部分之一，其強度的高低直接決定著主體結構是否合格。襯砌強度越高，能夠有效地支撐圍巖壓力，確保施工及使用過程中行車安全以及人身安全。現場檢測中想了解混凝土強度，回彈法是首選方法之一，因為檢測了強度的同時不會破壞實體。而回彈法檢測涉及表面處理、回彈檢測、碳化檢測、數據處理等過程，同時現場拱頂檢測涉及高空作業，檢測時經常運輸車輛出入，環境昏暗，現場試驗環境復雜多變。隨著中國鐵路總公司《鐵路建設項目質量安全紅線管理規定》中對于襯砌強度不足管理規定，對襯砌強度檢測提出了更高、更嚴的要求。依據鐵路隧道工程施工質量驗收標準有關規定，襯砌實體質量檢測回彈法檢測為每襯砌澆筑段左右邊墻、拱頂各不少于兩個測區，按《鐵路工程結構混凝土強度檢測規程》每一結構或構件測區數不宜少于10個。經調查統計：試驗人員每完成每模襯砌檢測10個測區，需要約為186min的時間，每人每天最多可以檢測2.5模襯砌，如何高效、準確、快速的為施工現場提供檢測數據，為施工質量控制提供真實可靠的依據。為此從各方面調查分析，找出影響檢測效率的因素，并通過優化改進來提高檢測效率。

1 試驗方法及流程

回彈法適用于表面質量無明顯缺陷的結構或構件混凝土強度檢測，回彈儀應根據結構或構件混凝土強度合理選用，回彈法檢測時回彈儀的縱軸線應垂直于結構或構件混凝土的檢測面，緩慢施壓，準確對數，快速復位，測點宜均勻分布，測點不應在氣孔或外露石子上，同一測點只應彈擊一次，每一測區應記取16個回彈值，每一測點的回彈值讀書讀至1，回彈值測量完畢后，應在有代表性的位置上按規定測量碳化深度值，然后按規定舍去，在計算平均值，在按規定進行碳化、角度、泵送等因素修正，在計算標準差等，根據測區數按不同的方法確定混凝土的推定值[1]。

2 現場試驗分析檢測效率影響因素

為了分析影響因素的真實原因，在調查分析時采用了不同人員多次檢測，經長期檢測及跟蹤觀察，統計試驗各環節平均耗時如下表1。

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由分析表可以看出，在回彈法試驗各環節中，檢測過程用時（回彈操作用時）占據總用時的比例較高，占總用時的70.4%，減少此項用時，則可減少總用時投入，提高回彈檢測效率。

通過多年現場回彈檢測的經驗，加上廣泛收集其他檢測人員在回彈過程中遇到的問題，多次與各位同行專業人員進行交流，分析其經驗的同時查詢文獻資料并采用現場試驗，逐一對各位提供的信息進行了論證分析，對每條線索通過現場調查，現場試驗找出其中原因，最終確定兩個重要影響因素：一是打磨工具落后。二是采用直尺畫線布點效率慢。

3 實施對策

3.1 針對“打磨工具落后”

通過回彈檢測全程試驗檢測調查分析，獲得如下結論：1、目前所有回彈儀配置的打磨砂輪直徑約5cm，厚度約2cm。使用時主要靠幾個手指用力，幾個測區后大多數人員打磨效率降低（平均每個測區需要5.5分鐘，每模襯砌10個測區花費的時長占用了整個試驗過程的29.6%）。2、打磨砂輪使用幾次后，粉塵黏結砂輪，很難清理，打磨時一直很難快速打磨。通過分析，分別選用了砂紙，大砂輪（直徑125mm），電動角磨機（金剛石打磨端頭和鋼刷打磨端頭）進行了試驗，總結如下：

（1）砂紙使用過程中，不方便使用，也不耐用，打磨一個測區至少需要三張砂紙才可以完成，人員體力消耗過大，用時過長。

（2）大砂輪使用過程中，效率會稍有提高，但幾個測區后，人員也胳膊酸疼，體力消耗過大，與原有設備差別不大。

（3）電動角磨機（金剛石打磨端頭），打磨效率快速提高，完全可以在2分鐘打磨一個測區浮漿，但常常會出現損傷混凝土，打磨不平整等現象。

（4）電動角磨機（鋼刷打磨端頭），打磨效率與金剛石打磨端頭不差上下，打磨后測區光滑平整，對混凝土不存在損傷。

通過多次對比分析，決定采用電壓220V，額定頻率50Hz，凈重1.6kg，100mm細手柄電動角磨打磨設備，另外配備鋼刷打磨端頭[2]。

3.2 針對“采用直尺畫線布點效率慢”

通過長時間跟蹤分析，發現測點布設時需要畫邊長20cm的正方形，然后每邊需要等分4份，在對邊相連，每一個測區用時大概3.5min左右，10個測區花費的時長占用了整個試驗過程的18.8%，用時較長，經過對比分析，小組成員決定加工方便使用的簡易模具，采用薄層鐵皮或者塑料板，做成20cm×20cm的模塊，等分16塊，在每塊的中心打孔（模具設計圖及實物圖如圖1、2）。

圖1 模具CAD設計圖

圖2 模具實物圖

4 效果檢查

（1）更換打磨工具后，多人分次試驗統計一個測區打磨速度可以降低至2.5分鐘以內，比人工打磨效率提高（5.5-2.0）/5.5×100=63.6%。通過更換打磨工具，可以將一模襯砌檢測時間縮短至186-35=151分鐘。

（2）通過加工簡易模具，發現操作簡單，布點也滿足要求，一個點用時可以從3.5min降至0.9min左右，一模襯砌10個測區可以節約26min，從而可以使總體時間在對策一的基礎上減少至151-26=125分鐘。

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5 結束語

通過對現場回彈法試驗檢測各方面改進，大幅度節約了試驗時間，節省大量人力物力，大大提高了現場回彈檢測進度。將一人每天最多做回彈法試驗10個測區2.5模提高到現在的10個點4模，每天節約時間約三小時，同時解決了隧道回彈檢測工作量大、檢測任務重的難題，使我們積累了現場快速回彈檢測的經驗，提高了檢測技術水平，為今后隧道的實體回彈檢測工作打下了堅實的基礎。