作者：卿三惠中铁二局股份有限公司
出版社：中国铁道出版社
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高速铁路施工技术(工程试验与检测分册)试读：
前言
2004年1月，国务院发布《中长期铁路网规划》，并于2008年进行调整，确定了“到2020年建设客运专线16000km以上”的发展目标。从此，中国铁路拉开了以“四纵四横”客运专线和城际快速客运系统为重点的大规模高速铁路建设序幕。截止2012年底，中国已建成高速铁路运营里程9356km，在建高速铁路12700km，成为世界上高速铁路发展最快、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大、系统技术最全、集成能力最强的国家。
为总结我国高速铁路的建设经验，中铁二局股份有限公司组织国内铁路技术专家及工程技术人员，在全面系统总结我国高速铁路试验研究及建设实践经验的基础上，广泛吸收国外先进技术，精心编著而成《高速铁路施工技术》系列丛书。
全套丛书包括《概论分册》、《路基工程分册》、《桥梁工程分册》、《隧道工程分册》、《轨道工程分册》、《“四电”工程分册》、《施工测量分册》、《工程试验与检测分册》共8个分册。
1.《概论分册》，主要介绍高速铁路的概念、作用、技术经济优势、主要技术特征；高速铁路基础设施（线路、路基、桥梁、隧道、轨道）的特点；国内外高速铁路的成就与发展趋势，重点突出我国高速铁路的技术创新成果及应用前景；高速铁路的系统集成、技术体系和技术标准体系等内容。
2.《路基工程分册》，主要介绍高速铁路路基的结构构造、技术标准及施工技术，重点突出地基处理、路堤填筑、路堑开挖、路基过渡段、路基支挡结构、路基边坡防护、路基防排水、路基堆载预压、路基沉降观测与评估等的施工工艺、质量检测及控制标准等内容。
3.《桥梁工程分册》，主要介绍高速铁路桥梁的结构构造、技术标准及施工技术。重点突出桥梁基础与墩台、预应力混凝土简支梁、连续梁、结合梁以及拱桥、斜拉桥、组合桥等桥式结构；钻孔灌注桩、钢围堰、预应力混凝土简支梁预制与架设、节段预制拼装、连续梁悬臂施工、原位支架法及移动模架施工、转体施工、无支架缆索吊装施工、大跨度桥梁施工监控、桥梁支座、桥面附属工程等的施工工艺、质量检测及控制标准等内容。
4.《隧道工程分册》，主要介绍高速铁路隧道的结构构造、技术标准及施工技术。重点突出隧道洞口工程、开挖与支护、二次衬砌、防排水、附属构筑物、辅助坑道，施工通风与防尘、超前地质预报、施工监控量测，不良地质与特殊岩土隧道、明挖隧道、TBM隧道、盾构隧道等的施工方法、施工工艺、质量检测及控制标准等内容。
5.《轨道工程分册》，主要介绍高速铁路轨道的结构构造及轨道的制造、运输、铺设、精调施工技术、质量检测与控制标准等内容。轨道结构的界面限定为路基基床表层以上、桥梁桥面混凝土保护层以上、隧道仰拱混凝土层以上的工程实体。重点突出CRTSⅠ型、CRTSⅡ型双块式无砟轨道，CRTSⅠ型、CRTSⅡ型、CRTSⅢ型板式无砟轨道，板式无砟道岔、长枕埋入式无砟道岔施工技术；有砟轨道及道岔施工技术；无缝线路施工技术；轨道施工组织方案等。
6.《“四电”工程分册》，主要介绍高速铁路“四电”系统集成的概念、程序、内容、模式、主要原则和措施、接口管理、RAMS管理、EMC技术管理、风险管理、系统兼容性和匹配性、集成试验和环境保护方案；重点突出高速铁路通信、信号、牵引供电系统施工技术及电力系统供电技术，包括系统构成、关键施工技术、质量控制要点与相关接口施工、试验与检测技术等。
7.《施工测量分册》，主要介绍高速铁路施工测量体系；精密测量控制网施工复测与加密测量；路基、桥梁、隧道工程施工控制测量及竣工测量；施工期间建筑物变形监测；轨道控制网测量、各类轨道板铺设施工测量、工程竣工测量；测量仪器设备配置的基本要求等。重点突出各工序环节的测量内容、方法、技术要点及质量检验、控制标准等内容。
8.《工程试验与检测分册》，主要介绍高速铁路试验与检测的主要技术标准及施工中混凝土、路基、桥梁、隧道、无砟轨道、无缝线路的试验检测技术，重点突出高速铁路区别于普通铁路对原材料的特殊技术要求与相应的试验检测方法，以及混凝土、无缝钢轨等结构实体的试验检测等内容。
本丛书理论联系实际，内容系统完整，工程实例丰富，展现了当今高速铁路施工的最新技术及推广应用前景，可作为铁路施工企业员工的技术培训教材，也可供高速铁路设计、施工、科研人员及大专院校土木工程专业师生学习和参考。
本丛书编撰过程中，引用了大量的参考文献资料，特向原作者个人和单位表示感谢。由于编者水平所限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请读者批评指正，以便不断完善。1概述1.1高速铁路试验检测技术的发展
近十多年来，我国高铁发展迅猛，先后建成京津城际铁路、武广客运专线、京沪高铁等数十条高速铁路，到2012年底，我国高铁运营总里程已达9356km，成为世界高铁大国。
根据我国中长期铁路发展规划，未来高铁建设仍将快速发展。随着高速铁路的发展，作为工程质量控制环节的试验检测工作的重要性越来越受到工程界的高度重视，工程试验与检测技术也迅速得到了发展。总结我国已建成投入运营的数十条高速铁路的建设历程可看出，随着列车时速的提升，工程设计、验收标准的提高，高速铁路的试验与检测不仅采用了传统的试验方法和测试技术，还广泛应用了先进、高效、无损的试验检测技术。如用于路基检测的E法、E法、隧道vdv2衬砌检测、无砟轨道检测等，尤其是结构混凝土的设计使用寿命由60年提升到100年，采用比传统的普通混凝土更优异的高性能混凝土，试验测试项目更多，更突出了对其耐久性的要求；为控制高速铁路无砟轨道及相应的CA砂浆调整层的质量，新增了相应的试验检测技术，推动了高速铁路工程试验与检测技术的发展。1.2高速铁路试验、检测的目的
铁路工程试验检测工作是工程质量管理的重要组成部分，也是工程质量控制的重要手段，客观、准确的检测数据是评价工程质量的科学依据。
铁路工程质量检测的目的主要有：（1）验证原材料、中间产品的质量。
通过对构成工程结构物的原材料、各工序中间产品的质量检测，验证其是否符合规定的质量要求，以此决定能否进入下一道工序。（2）考核过程质量。
过程控制是质量管理的重要环节。通过对施工过程中各工序材料与产品的质量检测，了解技术标准、规范、规程、方案的执行情况，检查操作者是否遵守施工纪律，考核过程质量是否处于稳定状态。（3）获取质量信息。
通过各类质量检测收集大量质量信息，经过必要的计算、统计与分析，为工程质量的评价与改进以及广泛的质量活动提供基础性数据。1.3高速铁路试验、检测的内容
高速铁路试验检测工作不仅要为施工过程提供质量控制数据，而且要为工程竣工验交提供质量保证数据，高速铁路试验、检测的主要内容包括：（1）施工选材。用数据判定材料是否可用。（2）进场材料复检。判定是否符合相应技术标准。（3）监测施工过程质量。判断是否符合施工规范要求及相应验收标准。（4）合理设计混凝土、沥青混合料等材料的配合比，保证施工成本的经济性。（5）检验工程结构和构件成品、半成品的质量，确保其符合设计要求。（6）配合施工要求推行有关新技术、新工艺、新材料。1.4高速铁路工程试验检测的分类
高速铁路工程常用的试验检测技术分类有两种：一是按检测对象分，这种分类法便于从施工质量控制的角度对试验检测技术进行系统的了解，有利于检测资源的配置。二是按生产过程的次序分，这种分类方法是从质量管理的角度划分试验检测程序，便于与质量管理配合。1.4.1 按检测对象分类1.4.1.1 混凝土试验检测
高速铁路混凝土试验检测包括水泥、骨料、外加剂、混合材、水等原材料及混凝土材料本体。它们都是各类工程通用的材料，其试验检测项目除了常规项目之外，还增加了如混凝土电通量等耐久性指标。1.4.1.2 路基试验检测
路基试验检测包括路基原材料、基底、基床、路基支挡结构和路基附属设施等方面的内容。1.4.1.3 桥梁工程试验检测
桥梁检测包括基础和上部结构两部分。基础部分主要是桩基础的检测；上部结构主要是混凝土实体、预应力工程等的检测。1.4.1.4 隧道工程试验检测
隧道检测包括喷锚支护、防水板、衬砌等的检测。1.4.1.5 无砟轨道及无缝线路试验检测
无砟轨道及无缝线路试验及检测包括底座板、CRTSⅠ型板、CRTSⅡ型板、CRTSⅢ型板等内容。1.4.2 按生产过程的次序分类1.4.2.1 进场检验
进场检验又称进货检验。按照相关技术标准和规范要求，用于构成工程结构物的材料、半成品等在进场前均须进行质量和性能指标检验，以确定其质量状态和适用性，这种检验即为进场检验。有些特别重要的工程材料，如水泥、钢材、外加剂等，在进场前虽已由生产厂家或供货商家检验合格，具备合格证书或检验报告，但在进场后或使用前仍需由使用单位进行检验，以确认其质量状态，这即是材料质量控制中的“双控”。对于目前大多数使用单位现场不具备检验能力的材料，如防水卷材、涂料、土工织物等，除购买时应具备合格证明外，使用前也需按规定进行抽样送检。进场检验的目的是防止不合格产品进场入库，防止由于使用不合格产品而影响工程质量。1.4.2.2 过程检验
过程检验是产品在其形成过程中各工序之间进行的检验。过程检验的目的在于防止各工序不合格的中间产品流入下一道工序、造成成批的产品不合格，确保正常的生产秩序。此外，由于过程检验的对象是按具体的施工工艺和操作规程产生的，因此，过程检验还可起到验证工艺和保证工艺规程贯彻执行的作用。1.4.2.3 最终检验
最终检验又称成品检验。最终检验包含双重含义，对每一个分部、分项工程来讲，是在其施工过程中的最后一次检验；对于整个工程来讲，是指全部工程完工后所进行的较为全面的检验，即成品检验。最终检验的目的是防止不合格产品交付顾客。1.5高速铁路工程试验检测技术的应用原则
高速铁路工程涉及路基、桥涵、隧道、轨道、四电等范围广泛的专业领域，其试验检测技术也极为丰富。随着我国高速铁路建设的快速发展，新的试验检测技术也不断涌现。认识与应用各类试验检测技术并为施工生产和质量管理服务，是保证工程质量的需要。为此，在应用高速铁路工程试验检测技术时，应遵循以下几项原则。1.5.1 依据标准、规范与规程
高速铁路工程试验检测应按照有关标准、规范和规程进行。国内有关高速铁路工程检测的标准、规范与规程有许多，有国家标准、行业标准、地方标准、专业协会标准等，它们分别体现了不同领域或范围的特点。对于高速铁路试验检测而言，若有铁道行业标准，一般应首先采用；若不同的铁道行业标准规定有不一致之处，则以新颁布的标准为准；若无本行业标准，则优先采用国家标准，常用的行业标准次之。
许多规程的试验检测方法大致相同，但颁布日期、具体内容、运用范围、分析方法等会有所差异。这一方面反映了不同行业、不同地区的特点；另一方面，从不同的颁布时间和内容上也反映了试验检测技术的发展、变化，新颁布的标准某种程度上代表了对该项试验检测技术一种新的认定。因此，在使用技术标准、规范、规程时，应注意甄别不同行业新老标准的差异，并慎重对待。1.5.2 有效、合理、经济
有些试验检测项目，其试验检测方法是相对固定、甚至唯一的，如水泥、钢材质量检验等。而有些试验检测项目有多种方法可选，如结构混凝土强度检测、基桩完整性检测等。在选用试验检测方法时，应根据工程和检测技术特点、检测目的、检测条件等，遵循有效、合理、经济的原则。
以基桩完整性检测为例，低应变法、声波透射法、钻芯法等各有特点。低应变法快速、简捷、费用最低，但只能定性检测出桩的缺陷和确定深度方向上的位置，不能准确判断缺陷类型、缺陷程度和在桩身上的具体部位，也不能准确核定桩长及判断桩底沉渣厚度，故此法常用于桩质量的普查。声波透射法可以定量地检测出缺陷类型、缺陷程度，准确确定缺陷位置，但仅适用于较大直径的桩，且需事先预埋声测管，成本较高，也失去了检测的随机性，故此法常用于大直径桩、独桩或重要部位桩的检测。钻芯法最直观，因而被认为最可靠。但由于芯样的直径通常不超过150mm，使其检测结果具有局部特征，加之耗时长，费用昂贵，故不宜单独使用。若钻芯法与低应变法结合起来，在低应变法普查的基础上，对可疑桩钻芯取样检测，就可取得事半功倍的效果。1.5.3 检测新技术的应用
在高速铁路工程试验检测中应积极采用新技术、新方法，这是高速铁路工程科学技术发展和保证工程质量的需要，也是试验检测技术发展的必然趋势。但新技术、新方法也常常伴随不成熟、不完善，或人们对其认识不深，有些还缺乏相应的标准、规程的支持。因此，在采用新技术、新方法时，应特别注意其使用条件、运用范围，必要时应通过比对试验验证其有效性、适用性。2混凝土试验检测技术2.1一般规定（1）混凝土配合比应根据设计使用年限、环境条件和施工工艺等进行设计。混凝土力学性能试验标准养护试件养护龄期应符合第2.4节“（11）”项的规定，耐久性能试验标准养护试件养护龄期为56d。（2）当混凝土原材料和施工工艺等发生变化时，必须重新选定配合比。当施工工艺和环境条件未发生明显变化、原材料的品质在合格的基础上发生波动时，可对混凝土外加剂用量、粗骨料分级比例、砂率进行适当调整，调整后混凝土的拌和物性能应与原配合比一致。（3）对含气量要求大于等于4.0％的混凝土，必须采取减水剂和引气剂双掺的方式进行配制。（4）混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比，确定施工配合比。应对首盘混凝土的坍落度、含气量、泌水率、匀质性和拌和物温度等进行测试。（5）除不溶物、可溶物可不作要求外，混凝土养护用水的性能应与拌和用水一致。（6）混凝土强度应按铁道部现行标准《铁路混凝土强度检验评定标准》（TB 10425）进行检验评定。混凝土其他技术指标的检验评定应符合国家、铁路现行标准的规定，其结果必须符合设计要求。2.2原材料试验检测（1）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的性能应符合表2-1、表2-2的规定。其他品种水泥的性能应符合国家现行标准《通用硅酸盐水泥》（GB 175）的规定。
检验数量和检验方法应符合表2-3的规定。表2-1 水泥的技术要求续上表注：1.当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60％。C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60％。2.在氯盐环境条件下，混凝土宜采用低氯离子含量的水泥，不宜使用抗硫酸盐硅酸盐水泥。3.在硫酸盐化学侵蚀环境条件下，混凝土应采用低CA含量的水泥，且胶凝3材料的抗蚀系数（56d）不得小于0.8。表2-2 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的强度要求表2-3 水泥的检验要求（2）矿物掺和料的性能应符合表2-4～表2-6的规定；检验数量和检验方法应符合表2-4～表2-7的规定。表2-4 粉煤灰的性能注：在冻融破坏环境下，粉煤灰的烧失量不宜大于3.0％。表2-5 磨细矿渣粉的性能表2-6 硅灰的性能注：硅灰掺量一般不超过胶凝材料总量的8％，且宜与其他矿物掺和料复合使用。表2-7 矿物掺和料的检验要求（3）细骨料的技术要求和检验要求。
1）细骨料的颗粒级配应符合表2-8的规定。表2-8 细骨料的累计筛余百分数（％）续上表注：除5.00mm和0.63mm筛档外，细骨料的实际颗粒级配与上表所列的累计筛余百分率相比允许稍有超出分界线，但超出总量不应大于5％。
2）细骨料的碱活性应先按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法》（TB/T 2922.1）对骨料的矿物组成和类型进行检验，再按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》（TB/T 2922.5）对骨料的快速砂浆棒膨胀率进行检验，细骨料的快速砂浆棒膨胀率应小于0.30％。当细骨料的快速砂浆棒膨胀率大于等于0.10％且小于0.20％时，混凝土的含碱量应满足表2-23的规定；当细骨料的砂浆棒膨胀率大于等于0.20％且小于0.30％时，除混凝土的碱含量应满足表2-23的规定外，还应对混凝土采取抑制碱—骨料反应的技术措施，并经试验证明抑制有效。梁体、轨道板、轨枕、接触网支柱等构件中使用的细骨料的快速砂浆棒膨胀率应小于0.20％。
3）细骨料的其他技术要求应符合表2-9的规定。表2-9 细骨料的技术要求注：1.冻融破坏环境下，细骨料的含泥量应不大于2.0％。吸水率应不大于1％。2.当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。
4）细骨料的检验数量和检验方法应符合表2-9和表2-10的规定。表2-10 细骨料的检验要求（4）粗骨料的性能和检验要求。
1）粗骨料的颗粒级配应符合表2-11的规定。表2-11 粗骨料的颗粒级配注：1.粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3（在严重腐蚀环境条件下不宜超过1/2），且不得超过钢筋最小间距的3/4。2.配制强度等级C50及以上混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。
2）粗骨料的压碎指标值应符合表2-12的规定。
3）粗骨料的碱活性应先按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法》（TB/T 2922.1）对骨料的矿物组成和类型进行检验，若骨料含有碱—硅酸盐反应活性矿物，则采用《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》（TB/T 2922.5）对骨料的快速砂浆棒膨胀率进行检验，若骨料含有碱碳酸盐反应活性矿物，则采用《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩石柱法》（TB/T 2922.4）对骨料的岩石柱膨胀率进行检验。粗骨料的快速砂浆棒膨胀率应小于0.30％。当粗骨料的快速砂浆棒膨胀率大于等于0.10％且小于0.20％时，混凝土的含碱量应满足表2-23的规定；当细骨料的砂浆棒膨胀率大于等于0.20％且小于0.30％时，除混凝土的碱含量应满足表2-23的规定外，还应对混凝土采取抑制碱—骨料反应的技术措施，并经试验证明抑制有效。梁体、轨道板、轨枕、接触网支柱等构件中使用的粗骨料的快速砂浆棒膨胀率应小于0.20％。表2-12 粗骨料的压碎指标值（％）注：沉积岩（水成岩）包括石灰岩、砂岩等，变质岩包括片麻岩、石英岩等，深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等，火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。
粗骨料岩石柱膨胀率应小于1.10％。
4）粗骨料的其他性能应符合表2-13的规定。表2-13 粗骨料的技术要求注：干湿交替或冻融破坏环境下，粗骨料的吸水率应小于1％。
5）粗骨料的检验数量和检验方法应符合表2-13和表2-14的规定。表2-14 粗骨料的检验要求（5）高效减水剂的性能应符合表2-15的规定，聚羧酸系减水剂的性能应符合表2-16的规定。减水剂的匀质性应符合国家现行标准《混凝土外加剂》（GB 8076）的规定。当使用其他新型外加剂时，应事先按有关规定进行试验并经审定通过后方可使用。表2-15 高效减水剂的技术要求注：1.检验减水率、含气量、泌水率比、凝结时间之差、收缩率比时，混凝土坍落度宜为（80±10）mm。2.抽检试验用水泥宜为工程用水泥。表2-16 聚羧酸系减水剂的技术要求注：1.检验减水率、含气量、泌水率比、凝结时间之差、收缩率比时，混凝土坍落度控制值为（80±10）mm2.抽检试验用水泥宜为工程用水泥。
检验数量和检验方法应符合表2-15～表2-17的规定。表2-17 减水剂的检验要求续上表（6）引气剂的技术要求应符合表2-18的规定。表2-18 引气剂的技术要求
检验数量和检验方法应符合表2-18和表2-19的规定。表2-19 引气剂的检验要求（7）拌和用水的性能应符合表2-20的规定。
养护用水除不溶物、可溶物可不作要求外，其他技术要求应符合表2-20的规定。养护用水不得采用海水。
回收重复利用水的pH值、氯化物含量、硫酸盐含量和碱含量应符合表2-20的规定。表2-20 拌和水的技术要求
检验数量和检验方法应符合表2-20和表2-21的规定。（8）严重腐蚀环境下采取防腐蚀强化措施时选用的钢筋阻锈剂、混凝土表面涂层、防腐蚀涂层材料、包裹用钢板和阴极保护材料等的品种、质量应符合设计要求和相关产品标准的规定。
检验数量：施工单位按相关标准的规定进行检验；监理单位见证检验或平行检验。
检验方法：施工单位全部检查质量证明文件并按批进行抽样试验；监理单位全部检查质量证明文件、试验报告并进行见证检验或平行检验。表2-21 水的检验要求2.3配合比设计（1）混凝土应根据设计使用年限、环境条件和施工工艺等进行设计。并通过计算、试配、试件检测和试浇后确定。混凝土配合比选定试验的检验和计算项目应符合表2-22的规定。当设计对混凝土的耐久性指标有更高要求时，其配合比的要求应另行研究确定。表2-22 混凝土配合比选定试验的检验和计算项目续上表
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]