吳恒吉

中國鐵路武漢局集團(tuán)有限公司武漢高鐵工務(wù)段，湖北武漢 430080

高速鐵路的正常運(yùn)營中，日常維護(hù)與檢修是必不可少的工作。無砟軌道直接承載著高速鐵路的沖擊，所以其質(zhì)量直接關(guān)系到列車的運(yùn)行安全。另外，無砟軌道的線路鋪設(shè)較長，檢測過程也較為繁瑣，很容易出現(xiàn)空隙、不密實(shí)以及裂縫等問題。特別是混凝土內(nèi)部的裂縫，往往是毫米級別，從外部很難用肉眼發(fā)現(xiàn)，必須借助專業(yè)的檢測儀器來進(jìn)行檢測。一些小的縫隙和空隙在超過時速200km的列車沖擊下，很可能會引發(fā)安全事故。所以，為了列車的運(yùn)行安全，必須針對性的對無砟軌道進(jìn)行無損檢測，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，并且采取相應(yīng)的治理措施，以此來保障無碴軌道的質(zhì)量。

1 無砟軌道病害產(chǎn)生的主要原因

當(dāng)前我國無砟軌道主要是板式和雙塊式兩種，其中雙塊式的應(yīng)用最為廣泛。從我國的實(shí)際情況來看，無砟軌道產(chǎn)生病害的主要原因有基床層裂縫、混凝土內(nèi)部存在氣泡、軌道板裂縫和底座破碎等。無砟軌道的病害原因較多，只有針對性的從發(fā)生位置、發(fā)生原因和危害入手進(jìn)行分析，才能更好的進(jìn)行預(yù)防。具體而言，無砟軌道常見的病害及產(chǎn)生原因如下。

1.1 軌道板表層空隙

無砟軌道在施工的過程中由于配件不合格和施工工藝等問題，很可能造成軌道板表層的空隙，這一問題導(dǎo)致的結(jié)果就是產(chǎn)生貫穿性的裂縫，整體的無砟軌道承載負(fù)荷的能力大幅度降低。

1.2 軌道板內(nèi)層不密實(shí)

如果施工的過程中配筋的粗細(xì)不一致或者出現(xiàn)錯位等情況，會導(dǎo)致混凝土的振搗缺欠，這時整個軌道板的內(nèi)層就會存在縫隙、孔洞等現(xiàn)象，進(jìn)而使軌道板出現(xiàn)破損情況，極大降低其承載能力。

1.3 底座表面不平整

如果無砟軌道的底座下層出現(xiàn)磨損或者找平不符合要求，就會出現(xiàn)底座表面不平整的問題，進(jìn)而使軌道板的整體和底座出現(xiàn)裂縫和損壞，無法正常使用。

1.4 支持層與軌道層空隙

在進(jìn)行鑿毛、干縮和去渣時，如果軌道板沒有進(jìn)行銷釘抗剪，那么整個無砟軌道的支撐層與軌道層之間就會出現(xiàn)裂縫，使整體的承載能力變差，而且軌道的變形會較大，很可能出現(xiàn)破裂的問題。

2 無砟軌道無損檢測方法的選擇

高速鐵路無砟軌道常用的檢測方法有地質(zhì)雷達(dá)法、瞬變電磁法、超聲回彈法和探測儀檢測法4種，不同檢測方法的效果和特點(diǎn)不同，因此要根據(jù)實(shí)際的需求來選擇無損檢測的方法。超聲回彈法主要適用于測量混凝土的抗壓強(qiáng)度，利用聲音的回彈值來建立起相應(yīng)的模型，測量的精度較高，而且受環(huán)境因素影響較小。但是，高速鐵路無砟軌道中不僅僅有混凝土結(jié)構(gòu)，所以超聲回彈法有一定的限制。瞬變電磁法是利用脈沖磁場來進(jìn)行渦流感應(yīng)，該種檢測的效率較高，而且敏感度較強(qiáng)，對于表面檢測和探測工作的結(jié)合有著較大的作用。然而，瞬變電磁法也有自身的限制存在，當(dāng)周邊有金屬結(jié)構(gòu)時，很容易影響到檢測的準(zhǔn)確性，因?yàn)榻饘俳Y(jié)構(gòu)件會直接影響到電磁感應(yīng)。結(jié)合高速鐵路的無碴軌道而言，內(nèi)部配筋是必然存在的，所以一些結(jié)構(gòu)件的檢測就無法使用瞬變電磁法?；炷龄摻钐綔y儀主要是用于檢測混凝土和鋼筋的腐蝕程度，對于混凝土內(nèi)部的鋼筋分布判斷及當(dāng)前狀態(tài)分析有著較大的作用。在高速鐵路的無碴軌道無損檢測中，支撐層不可以用該儀器進(jìn)行檢測，其他鋼筋混凝土結(jié)合部位均可以用該儀器進(jìn)行無損檢測。

一般而言，檢測混凝土是否存在內(nèi)部氣泡、準(zhǔn)確定位無砟軌道病害位置和鋼筋是否存在錯位情況等問題，常用地質(zhì)雷達(dá)法來進(jìn)行檢測，這種方法可以快速的定位病害位置，并且精確的判斷病害種類，使用也較為方便，所以應(yīng)用范圍十分廣泛。地質(zhì)雷達(dá)法屬于物理探測法的一種，主要是根據(jù)電磁波的發(fā)射與接收來判斷無砟軌道的內(nèi)部情況。當(dāng)發(fā)射電磁波之后，電磁波在無砟軌道內(nèi)部傳播的過程中，遇到不同的界面情況會反射或透射出不同的電磁波，接收器根據(jù)反射和透射的分析，就可以判斷目標(biāo)在不同界面的情況。而且，地質(zhì)雷達(dá)還可以準(zhǔn)確地定位檢測位置，所以在高速鐵路無砟軌道的無損檢測中地質(zhì)雷達(dá)法最為常用。與其他檢測方法相比，地質(zhì)雷達(dá)法的綜合性更強(qiáng)，而且適用性也更強(qiáng)，它可以檢測無砟軌道的各個部位及結(jié)構(gòu)件，還能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的定位，這也是地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用最為廣泛的根本原因所在。當(dāng)然，對于一些精密度要求較高的檢測，還要將地質(zhì)雷達(dá)法和其他方法結(jié)合，根據(jù)兩者的共同分析來降低檢測的誤差，可以給維修決策提供更好的依據(jù)。在科技的不斷發(fā)展中，高速鐵路無砟軌道的無損檢測還可能采用更為先進(jìn)的方式，其最終結(jié)果都是為了提高無損檢測的精度和適用性，這樣才可以給鐵路的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3 高速鐵路無砟軌道無損檢測的常見結(jié)果

利用地質(zhì)雷達(dá)探測法對高速鐵路無砟軌道進(jìn)行無損檢測時，通常是根據(jù)電磁波反射出的圖像來進(jìn)行判斷，正常的無砟軌道與存在質(zhì)量缺陷的無砟軌道有著明顯的不同，可以直接從反饋的圖像中看出兩者的差別。而且，地質(zhì)雷達(dá)探測法還可以進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，將出現(xiàn)病害的位置準(zhǔn)確的找出來，有利于后續(xù)的治理措施制定。在下文中，將針對常見的無損檢測結(jié)果展開分析，探討高速鐵路無砟軌道的病害位置及種類。

3.1 正常無砟軌道

正常的無碴軌道在地質(zhì)雷達(dá)檢測反饋的結(jié)果中，其砂漿層、基床表層及軌道板之間分界面是十分明顯的，而且整體的電磁波光滑平整。另外，軌道板內(nèi)側(cè)的電磁波反射也十分清晰，配筋粗細(xì)均勻一致。這種檢測結(jié)果就說明了混凝土的內(nèi)部密實(shí)性較好，不存在孔洞和空隙的問題。

3.2 砂漿層的破損與裂縫問題

高速鐵路無砟軌道的砂漿層為為支撐層，整個結(jié)構(gòu)都為單純的混凝土結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部不存在配筋，所以在高速載和的強(qiáng)力沖擊下很容易產(chǎn)生震動破損。該結(jié)構(gòu)如果在澆筑的時候振搗不均勻，在后期發(fā)生就會發(fā)生各類問題。在利用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行探測時，如果反饋出的檢測圖像存在黑色橢圓虛線圈，則證明支撐層存在裂縫與破損問題。

3.3 軌道板層內(nèi)部損壞

在施工的過程中，如果施工工藝選擇不當(dāng)或者混凝土施工不到位，軌道板的內(nèi)部就容易形成裂縫。在使用的過程中，裂縫逐漸發(fā)育，最終導(dǎo)致軌道板上下兩層的鋼筋內(nèi)部出現(xiàn)欠密實(shí)情況，在高速載荷的強(qiáng)力沖擊下，軌道板內(nèi)層的欠密實(shí)區(qū)域就會逐漸形成空洞和裂縫。利用地質(zhì)雷達(dá)探測法反饋的圖像與砂漿層基本類似，均為黑色的橢圓線圈，這就表明在軌道板內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了損壞。

3.4 軌道板層內(nèi)部鋼筋問題

軌道板層的內(nèi)部鋼筋很可能出現(xiàn)大小不一、位置錯位和密實(shí)度不夠的問題，這都會影響到整個軌道板的受力能力。一旦受到高速載荷的強(qiáng)力沖擊，就會出現(xiàn)較大的變形，而且也會因此而產(chǎn)生裂縫。在軌道板層內(nèi)部鋼筋檢測時，地質(zhì)雷達(dá)探測反饋圖像中，粗鋼精和細(xì)鋼筋的雷達(dá)反射情況不同，這就表明了軌道板層的配筋存在缺陷。

3.5 砂漿層和軌道板層之間的問題

在鋪設(shè)軌道板時，如果施工的過程較長或者砂漿層并未完全清除粉塵，就會導(dǎo)致砂漿層和軌道板層之間產(chǎn)生縫隙。當(dāng)然，產(chǎn)生縫隙也和混凝土振搗不均勻以及砂漿層的破損等有直接的關(guān)系。一旦出現(xiàn)了縫隙，軌道板層和砂漿層就會縱向的產(chǎn)生裂縫，很可能導(dǎo)致裂縫的貫穿。特別是在強(qiáng)降雨或者降雪的天氣中，雨水和雪會滲入到裂縫中，而且無法排除。

4 結(jié)語

我國高速鐵路的發(fā)展時間還較短，因此高速鐵路無砟軌道的無損檢測經(jīng)驗(yàn)較為匱乏，目前無損檢測還沒有得到全面的應(yīng)用，整個系統(tǒng)都屬于探索和完善的階段。由于高速鐵路無砟軌道的特性，其內(nèi)部較小的缺陷也可能引發(fā)大的質(zhì)量問題，因?yàn)樵诟咚佥d荷的強(qiáng)力沖擊下，會將較小的內(nèi)部缺陷放大，一旦積累成質(zhì)量問題，將會造成較大的影響。而當(dāng)前我國的高速鐵路正處在快速的發(fā)展階段，全國都在如火如荼的開展建設(shè)工作，因此，對于質(zhì)量的把控一定要滿足要求。基于此，本文主要是針對無損檢測中的地質(zhì)雷達(dá)探測法，著重分析了高速鐵路無砟軌道的常見病害位置及病害的種類，結(jié)合高速鐵路無砟軌道的各類病害種類探討了可能造成的影響，希望可以給我國高速鐵路無砟軌道的無損檢測發(fā)展提供一定參考。