浅谈铁路隧道回弹法检测提效方案

魏建军

中铁二十四局集团福州铁建工程质量检测有限公司 福建 福州 350000

引言

在铁路隧道施工中，主体结构质量的重要性不言而喻，而混凝土强度是主体结构最重要的组成部分之一，其强度的高低直接决定着主体结构是否合格。衬砌强度越高，能够有效地支撑围岩压力，确保施工及使用过程中行车安全以及人身安全。现场检测中想了解混凝土强度，回弹法是首选方法之一，因为检测了强度的同时不会破坏实体。而回弹法检测涉及表面处理、回弹检测、碳化检测、数据处理等过程，同时现场拱顶检测涉及高空作业，检测时经常运输车辆出入，环境昏暗，现场试验环境复杂多变。随着中国铁路总公司《铁路建设项目质量安全红线管理规定》中对于衬砌强度不足管理规定，对衬砌强度检测提出了更高、更严的要求。依据铁路隧道工程施工质量验收标准有关规定，衬砌实体质量检测回弹法检测为每衬砌浇筑段左右边墙、拱顶各不少于两个测区，按《铁路工程结构混凝土强度检测规程》每一结构或构件测区数不宜少于10个。经调查统计：试验人员每完成每模衬砌检测10个测区，需要约为186min的时间，每人每天最多可以检测2.5模衬砌，如何高效、准确、快速的为施工现场提供检测数据，为施工质量控制提供真实可靠的依据。为此从各方面调查分析，找出影响检测效率的因素，并通过优化改进来提高检测效率。

1 试验方法及流程

回弹法适用于表面质量无明显缺陷的结构或构件混凝土强度检测，回弹仪应根据结构或构件混凝土强度合理选用，回弹法检测时回弹仪的纵轴线应垂直于结构或构件混凝土的检测面，缓慢施压，准确对数，快速复位，测点宜均匀分布，测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次，每一测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读书读至1，回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上按规定测量碳化深度值，然后按规定舍去，在计算平均值，在按规定进行碳化、角度、泵送等因素修正，在计算标准差等，根据测区数按不同的方法确定混凝土的推定值[1]。

2 现场试验分析检测效率影响因素

为了分析影响因素的真实原因，在调查分析时采用了不同人员多次检测，经长期检测及跟踪观察，统计试验各环节平均耗时如下表1。

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由分析表可以看出，在回弹法试验各环节中，检测过程用时（回弹操作用时）占据总用时的比例较高，占总用时的70.4%，减少此项用时，则可减少总用时投入，提高回弹检测效率。

通过多年现场回弹检测的经验，加上广泛收集其他检测人员在回弹过程中遇到的问题，多次与各位同行专业人员进行交流，分析其经验的同时查询文献资料并采用现场试验，逐一对各位提供的信息进行了论证分析，对每条线索通过现场调查，现场试验找出其中原因，最终确定两个重要影响因素：一是打磨工具落后。二是采用直尺画线布点效率慢。

3 实施对策

3.1 针对“打磨工具落后”

通过回弹检测全程试验检测调查分析，获得如下结论：1、目前所有回弹仪配置的打磨砂轮直径约5cm，厚度约2cm。使用时主要靠几个手指用力，几个测区后大多数人员打磨效率降低（平均每个测区需要5.5分钟，每模衬砌10个测区花费的时长占用了整个试验过程的29.6%）。2、打磨砂轮使用几次后，粉尘黏结砂轮，很难清理，打磨时一直很难快速打磨。通过分析，分别选用了砂纸，大砂轮（直径125mm），电动角磨机（金刚石打磨端头和钢刷打磨端头）进行了试验，总结如下：

（1）砂纸使用过程中，不方便使用，也不耐用，打磨一个测区至少需要三张砂纸才可以完成，人员体力消耗过大，用时过长。

（2）大砂轮使用过程中，效率会稍有提高，但几个测区后，人员也胳膊酸疼，体力消耗过大，与原有设备差别不大。

（3）电动角磨机（金刚石打磨端头），打磨效率快速提高，完全可以在2分钟打磨一个测区浮浆，但常常会出现损伤混凝土，打磨不平整等现象。

（4）电动角磨机（钢刷打磨端头），打磨效率与金刚石打磨端头不差上下，打磨后测区光滑平整，对混凝土不存在损伤。

通过多次对比分析，决定采用电压220V，额定频率50Hz，净重1.6kg，100mm细手柄电动角磨打磨设备，另外配备钢刷打磨端头[2]。

3.2 针对“采用直尺画线布点效率慢”

通过长时间跟踪分析，发现测点布设时需要画边长20cm的正方形，然后每边需要等分4份，在对边相连，每一个测区用时大概3.5min左右，10个测区花费的时长占用了整个试验过程的18.8%，用时较长，经过对比分析，小组成员决定加工方便使用的简易模具，采用薄层铁皮或者塑料板，做成20cm×20cm的模块，等分16块，在每块的中心打孔（模具设计图及实物图如图1、2）。

图1 模具CAD设计图

图2 模具实物图

4 效果检查

（1）更换打磨工具后，多人分次试验统计一个测区打磨速度可以降低至2.5分钟以内，比人工打磨效率提高（5.5-2.0）/5.5×100=63.6%。通过更换打磨工具，可以将一模衬砌检测时间缩短至186-35=151分钟。

（2）通过加工简易模具，发现操作简单，布点也满足要求，一个点用时可以从3.5min降至0.9min左右，一模衬砌10个测区可以节约26min，从而可以使总体时间在对策一的基础上减少至151-26=125分钟。

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5 结束语

通过对现场回弹法试验检测各方面改进，大幅度节约了试验时间，节省大量人力物力，大大提高了现场回弹检测进度。将一人每天最多做回弹法试验10个测区2.5模提高到现在的10个点4模，每天节约时间约三小时，同时解决了隧道回弹检测工作量大、检测任务重的难题，使我们积累了现场快速回弹检测的经验，提高了检测技术水平，为今后隧道的实体回弹检测工作打下了坚实的基础。