鐵路工程孔道壓漿質量控制技術及密實度檢測方法研究

0 引言

鐵路工程建設中，孔道壓漿技術是確保工程結構穩定和安全的關鍵環節。其質量控制及密實度檢測對于鐵路工程的質量和長期使用具有至關重要的意義。

針對趙林芳[介紹橋梁預應力孔道壓漿的作用，分析了影響質量的因素，提出孔道壓漿質量控制措施，歸納質量檢測方法，以提高橋梁施工質量。周振江等詳細分析了預應力空心梁施工技術，敘述關鍵技術控制要點。王波[3聚焦橋梁施工中預應力孔道壓漿工程，基于類似項目檢測和分析，針對傳統工藝不足采取改進措施，提出工藝完善、質量控制好且經濟效益明顯的預應力孔道壓漿方案。林福生[4研發全自動重型液壓動力觸探設備，創新鐵路路基碎石樁樁身密實度檢測法。經理論、試驗與現場應用，實現高效快速準確檢測，具良好經濟效益和推廣價值。韋國棟[5以包銀高鐵某標段為例，探究全自動與傳統重型動力觸探設備檢測性能。對比分析工效、成本及準確度，指出全自動設備在自動化信息化方面有改進空間，為相關研究提供參考。

基于以上研究成果，本文深入探討鐵路工程孔道壓漿質量控制技術及密實度檢測的相關方法和策略，旨在為鐵路工程建設提供可靠的技術支持和保障。

1項目概況

1.1 工程概況

浩吉鐵路橋張聯絡線項目位于河南省三門峽市，是浩吉鐵路與隴海鐵路互聯互通的紐帶。該工程為蒙西至華中地區鐵路煤運通道土建工程MHTJ-13標段的一部分，全長約 5.1km ，為單線鐵路。其中2座特大橋長2048.94m ，其中T梁53孔，道岔梁2聯，64m簡支鋼桁梁1聯，黃土隧道 1176.75m （2座），路基 1864.81m （7段）。

1.2地質水文條件

小里程橋為黃河二級階地，部分區域為蒼龍澗河河漫灘與河床，大里程橋為黃河三級階地。地形有起伏且較開闊，地面高程 375.08～419.43m ，相對高差 44.35m 現為耕地、混凝土廠房及房舍。地層包括第四系全新統人工堆積的雜填土、填筑土及沖洪積的卵石土，第四系上更新統沖洪積的砂質新黃土、黏質新黃土、細砂、中砂、粗圓礫土及卵石土。

橋址區跨越蒼龍澗河，該河為季節性河流，勘探期間河床干涸，未見地表水，雨季有水。地下水主要為第四系孔隙水，含水層主要是碎石類土，勘探期間地下水位埋深 9.4～52.5m （絕對高程 335～368.67m） ，水位季節性變化幅度 2～7m ，變化不穩定，主要受大氣降水及河水補給。

2孔道壓漿質量控制技術

2.1壓漿材料的選擇與配合比設計

水泥作為壓漿材料的主要成分，選用水泥性能穩定、強度等級不低于42.5的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥（外摻料僅為粉煤灰或礦渣）。此類水泥具有質量穩定、水化熱適中的特點，能夠為壓漿提供可靠的強度基礎，滿足工程對壓漿強度的要求。

外加劑的選擇也至關重要，優質的減水劑和膨脹劑是必不可少的。減水劑能夠有效降低水泥漿的水膠比，在保證水泥漿流動性的同時，提高其強度，增強其工作性能。膨脹劑則可補償水泥漿在硬化過程中的收縮，防止因收縮產生裂縫，確保壓漿的完整性和耐久性。

本項目采用C50混凝土，為確定其最佳配合比開展了大量試驗研究。對不同配合比的水泥漿進行了流動度、泌水率、抗壓強度等性能指標測試，最終確定最佳配合比為水泥：水：減水劑：膨脹劑 =1：0.35：0.01：0.008.

按照該配合比配制的水泥漿，經測試其流動度為（ ^18±4）s ，能在規定時間內順利完成壓漿操作；3h泌水率為0，有效避免了壓漿不密實問題；7d抗壓強度達到40MPa，28d抗壓強度達到 55MPa ，各項性能指標均完全滿足設計和規范要求，為孔道壓漿質量提供了有力的材料保障。

2.2壓漿設備的選型與維護

壓漿泵選螺桿式，其壓力穩定、流量均勻、操作易懂，其工作原理如圖1所示，該泵能保壓漿持續施壓，使水泥漿均填孔道。其配套高速攪拌機可快速攪勻水泥漿，確保質量穩定，防止攪拌不均。

設備良好運行是壓漿質量的關鍵。需定期檢查維護壓漿泵與攪拌機，壓漿前需確保泵壓與管道暢阻。預留孔道所用材料及先張梁預應力筋隔離套管，使用前應檢查其外觀，確保無油污、損傷和空洞。壓漿后即時清洗設備管道，防泥漿凝固堵塞，影響下次使用與壓漿效果。

2.3壓漿施工工藝的控制要點

在壓漿前，采用高壓風對孔道進行徹底清理，清除孔道內殘留的雜物、灰塵和積水，確?？椎纼炔壳鍧崟惩ǎ瑸樗酀{的順利填充創造良好條件。

嚴格按照先下后上的順序進行壓漿，對于多跨箱梁和復雜孔道結構，遵循此順序能夠保證每個孔道都能壓漿密實。對于曲線孔道，從最低點開始壓漿，使水泥漿能夠自下而上填充孔道，從最高點排氣和泌水，有效排出孔道內的空氣和多余水分，確保壓漿質量。

壓漿壓力控制在 0.5～0.7MPa ，當排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿時，表明孔道內已基本填充密實，可關閉排氣孔。繼續壓漿至壓力達到0.7MPa，穩壓2min后關閉壓漿孔，以確保水泥漿充分填充孔道，避免出現空洞和不密實區域。壓漿時間控制在30min內完成，避免水泥漿在管道內停留時間過長而發生凝固，影響壓漿效果。

3孔道壓漿密實度檢測方法

3.1傳統檢測方法

孔道壓漿密實度檢測前期準備中，處理壓漿過程的水很關鍵。需在樁身混凝土澆注完24h內壓水疏通，壓漿前沖洗管道并吹去積水，保證用水質量。施工過程中及時排水，完成后保濕，且每次結束后清洗設備做好保養，確保設備可靠。孔道壓漿密實度傳統檢測方法有敲擊法、雷達法、超聲法等。

敲擊法是一種傳統檢測手段，通過人工使用專業工具敲擊管道表面，借助聲音特性判斷孔道內是否存在空洞或不密實現象。聲音清脆通常表示壓漿密實，而聲音沉悶或有空洞聲則可能存在缺陷。

雷達法則利用電磁波在不同介質傳播特性檢測壓漿密實情況，遇界面發生反射和折射，接收分析反射電磁波信號，便能判斷孔道內缺陷。其具有無損、高效優點，可在不影響原有結構前提下，精準探測路基內部密實度，助力提升施工質量與效率。圖2為雷達檢測工作原理。

超聲法是通過測量超聲波在孔道內的傳播速度和波幅衰減情況來判斷壓漿密實度。在密實的壓漿材料中，超聲波傳播速度較快，波幅衰減較?。欢诖嬖诳斩椿虿幻軐嵉膮^域，傳播速度會降低，波幅衰減明顯。

3.2不同檢測方法的對比分析

無損檢測的各種方法特點各異。敲擊法依靠聲音的傳播和反射，通過人耳感知來判斷缺陷，操作簡單、成本低，但精度較低，易受人員經驗和主觀判斷的影響，僅能檢測出明顯的缺陷，適用于初步檢測、快速篩查及結構外觀的大致評估。

雷達法依電磁波反射散射，儀器接收分析信號，檢測快，可大面積速檢且初步定位缺陷，但定位定量精度有限，易受金屬干擾，適合大面積快速檢測與內部缺陷初步定位，如鐵路橋梁孔道掃描。

超聲法用超聲波傳播特性，測參數變化檢缺陷，精度高，能精準定位定量分析，可探測小缺陷，但期檢測速度慢，受管道材質、形狀尺寸影響大，常用于精度要求高、需精確分析關鍵或疑似缺陷部位。

不同檢測方性能對比如圖3所示。從圖3可以看出，超聲法準確性、效率和成本綜合表現優；敲擊法成本低，但準確性與效率欠佳；雷達法準確性、效率中等，成本相對較高。

3.3檢測數據分析

3.3.1不同檢測方法密實度分析

在該鐵路橋梁工程中，選取2聯道岔連續梁（共8跨），分別采用敲擊法、雷達法和超聲法進行孔道壓漿密實度檢測。每聯道岔連續梁頂板孔道38束、腹板8束，底板孔道12束，共檢測兩聯116個孔道，不同檢測方法密實度檢測結果如表1所示。

從表1檢測數據來看，超聲法檢測出的不密實孔道數量最少且不密實率最低，表明其檢測精度最高；敲擊法檢測出的不密實孔道數量最多且不密實率最高，說明其檢測精度相對較低；雷達法檢測結果則介于兩者之間。

3.3.2不同檢測方法干密度分析

為進一步驗證檢測結果的準確性，對判定為不密實的孔道進行鉆孔取芯并計算其干密度進行驗證。觀察到3種方法（敲擊法、雷達法、超聲法）測量不同測點的干密度值變化。不同檢測方法干密度變化如圖4所示。

從圖4整體趨勢分析，敲擊法所測不密實孔道的干密度在 2.15～2.2g/cm³ 之間波動，整體呈現先下降后上升再趨于穩定的趨勢，數值波動范圍相對較小。雷達法的數據在 2.2～2.28g/cm³ 之間，整體呈緩慢上升趨勢，波動幅度不大。超聲法的數據在 2.25～2.3g/cm³ 之間，也是先下降后上升并逐漸穩定，且波動范圍相較于雷達法較窄。從三者的均值來看，超聲法的均值最大，雷達法次之，敲擊法最小。

3.3.3計算標準差分析

通過計算標準差來比較3種方法的離散程度。標準差越小，說明數據越集中，測量結果越穩定。計算發現敲擊法標準差 S₁=2.25 ，雷達法標準差 S₂=2.2 ，超聲法標準差 S₃=2.12 ，超聲法測量的干密度數據標準差最小，其穩定程度最高，雷達法和敲擊法穩定性相對接近，但略低于超聲法。整體而言，3種方法所測數據標準差接近，但超聲法所測數據更加穩定。

4結束語

本文依托實際鐵路工程項目，對鐵路工程孔道壓漿質量控制技術及密實度檢測方法展開深入研究。在孔道壓漿質量控制方面，從材料、設備、工藝多環節把控，確定最佳配合比、選好維護設備并嚴格控制施工工藝。在密實度檢測上，對比敲擊法、雷達法、超聲法，發現超聲法檢穩定度最高，能準確對缺陷定位和定量分析，更適用于鐵路工程孔道壓漿密實度檢測，為鐵路工程建設提供有力技術支撐。

參考文獻

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