隧道工程检测 (2)

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1、隧隧 道道 工工 程程 试试 验验 检测技术检测技术讲课人：郑卫华 高工/检测工程师电 话：13870988909江西交通职业技术学院 第一章第一章 概述概述l一、公路隧道的特点l断面大、形状扁平、防水要求高、需运营通风和照 明。l二、常见质量问题l渗漏、衬砌开裂、限界受侵、衬砌与围岩结合不密 实、通风照明不良。第一章第一章 概述概述l三、公路隧道检测技术的内容l l1、材料检测l衬砌材料、支护材料、防排水材料 l2、施工检测l（1）施工质量检测l（2）施工监控量测 l3、环境检测l（1）施工环境：粉尘和有害气体l（2）运营环境：通风、照明和噪音等l开挖是控制隧道施工工期和造价的关键工序。超挖

2、 增加出渣量 增加初衬量产生应力集中而影响围岩稳定欠挖 初衬厚度 质量和安全费时、费力、耗材l开挖质量评定内容：检测开挖断面规整度（目测 ）和超欠挖控制（实测数据分析）第二章第二章 开挖质量检测开挖质量检测第二章第二章 开挖质量检测开挖质量检测l第一节 开挖质量标准l一、基本要求l 1、断面尺寸符合设计要求；l 2、严格控制欠挖。当石质坚硬完整且岩石的抗 压强度大于30MPa，并确认不影响初衬结构稳定和强 度时，允许岩石个别凸出部分（1m2）突入初衬断面 ，锚喷支护时突入不大于3cm，初衬时不大于5cm。 拱脚、墙脚以上1m内严禁欠挖。l 3、尽量减少超挖。不同围岩地质条件下的允许 超挖值规定

3、见下表。当采用特殊方法支护时，允许超 挖量应适当降低。第一节第一节 开挖质量标准开挖质量标准第一节第一节 开挖质量标准开挖质量标准l二、爆破效果要求l隧道开挖方法包括钻爆法和机掘法等，目前运用广泛 的是钻爆法。对于钻爆法开挖隧道，其效果应满足以 下要求： l1、开挖轮廓圆顺，开挖面平整；l2、爆破进尺达到设计，块度满足装渣；l3、周边炮眼痕迹保存率符合规范要求。l4、采用支架式风钻打眼，炮眼深卫3m；出现的台阶 形误差不得大于15cm，如是浅眼要减少，深眼要加大 ； l5、采用光面爆破（大型钻孔台车开挖，眼深大于爆破 ）开挖，爆破效果应符合下表要求。第一节第一节 开挖质量标准开挖质量标准第二章

4、第二章 开挖质量检测开挖质量检测 第二节第二节 超欠挖测定方法超欠挖测定方法l一、直接测量法 1、在二次衬砌立模后，以内模为参照物，用钢尺量 内模到岩壁的距离； 2、使用激光束的方法； 3、使用投影机的方法。l二、非接触观测法 1、三维近景摄影法； 2、直角坐标法； 3、极坐标法（断面仪法）第二节第二节 超欠挖测定方法超欠挖测定方法l激光断面仪法l 1、测量原理其原理为极坐标法，以某一方向（如水平方向）为起算方向，l按一定间距（角度或距离）依l次测定仪器旋转中心到激光与l实际轮廓线交点的矢径（距离）l以及该矢径与水平方向的夹角，l将这些矢径端点依次相连，即l可获得实际开挖轮廓线。第二节第二节

5、超欠挖测定方法超欠挖测定方法ZTSD-3激光断面仪2、仪器简介l （1）仪器组成: l 检测主机、测量控制记录器、三脚架 、 l软件、外接电源盒等部分组成。 l （2）主要技术指标： l检测距离： 0.365米,0.3100米两种； l检测精度 : 033米内，1 毫米； l角度精度：0.01；l自动、定点检测时方位角范围： 60300或30330； l检测一个断面时间：13分钟。BJSDBJSD激光断面仪示意图激光断面仪示意图激光断面仪数据示意激光断面仪数据示意激光断面仪实测断面激光断面仪实测断面第三章第三章 初期支护施工质量检测初期支护施工质量检测第一节第一节 锚杆加工质量与安装尺寸检查锚

6、杆加工质量与安装尺寸检查l一、锚杆加工质量与安装尺寸检查l锚杆具有的作用：悬吊、组合梁和加固拱作用等。因此检查 锚杆加工质量有如下方面：l1、锚杆材料抗拉强度（在拉力试验机上拉伸）；延展性（可在现场弯折或锤击，观察其塑性变形情况）。l2、杆体规格用卡尺或直尺测量，杆径应与设计相符。l3、加工质量观察检查焊接件和螺纹的质量。 第一节第一节 锚杆加工质量与安装尺寸检查锚杆加工质量与安装尺寸检查l二、安装尺寸检查l 1、 锚杆位置与设计相符，允许孔位偏差正负15mm。l 2、锚杆方向目测，应尽量与壁面和岩层主要结构面垂直。l 3、钻孔深度水泥砂浆锚杆，允许孔深偏差为50mm，用带刻度 的塑料管或木棍

7、插孔量测，防止深度不足。l 4、孔径与孔型孔径大于杆径15 mm，符合要求。第三章第三章 初期支护施工质量检测初期支护施工质量检测第二节第二节 锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力测试l锚杆拉拔力指锚杆能够承受 的最大拉力。 一、拉拔设备l 全套仪器包括：中空千斤顶、手动油压泵、 油压表、千分表、带快速接 头的高压油管、锚具。 第二节第二节 锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力测试二、测试要求l 1、每安装300根锚杆至少随机抽样一组（ 3根）， 设计变更或材料变更时，另做一 组拉拔力测试。l 2、同组锚杆锚固力或拉拔力的平均值， 应大于或等于设计值。l 3、同组单根锚杆的锚固力或拉拔力，不 得低于设计值的90% 。

8、第二节第二节 锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力测试l三、测试方法l钻孔安装锚杆，保证外露和有效 锚固长度，以便安装千斤顶；l用砂浆抹平锚杆口，以便支放拉 拔承压垫板；l根据要求确定拉拔时间；l按右图安装仪器和位移设备；l通过油压泵加压，读取油压表读 数，根据活塞面积换算锚杆拉拔 力或根据标定值计算拉拔力，绘 制锚杆拉力位移曲线，供分析 。第二节第二节 锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力测试l四、注意事项l 1、千斤顶应与锚杆同心，避免偏心受拉 。l 2、加载应匀速，一般以10kN/min的速率 增加。l 3、如无特殊需要，一般可不做破坏性试 验，拉拔到设计拉力即停止加载。l 4、千斤顶应固定牢靠，操作人员要避开

9、 锚杆的轴线延长线方向。第三章第三章 初期支护施工质量检测初期支护施工质量检测第三节第三节 锚杆长度及砂浆注满度检测锚杆长度及砂浆注满度检测l 一些情况下，拉拔力合格的锚杆，其灌注质量并不 好，锚杆长度也不一定达到设计要求。现在人们寻求到 了一种锚杆质量检测仪可检测锚杆长度和砂浆灌注质量 。l一、检测原理和仪器锚杆质量检测仪由采集仪、传感器、连线和发射震 源组成；发射震源向锚杆发送弹性波，波沿着锚杆传播 并向锚杆周围辐射能量，反射波回来的时间和能量强度 取决于锚杆周围或端部的灌浆情况。这时，检波器检测 到反射波，并由检测仪对反射波进行分析。通过对信号 进行处理和分析，检测仪则能确定锚杆长度以及

10、岩石和 灌浆的整体状况。 第三节第三节 锚杆长度及砂浆注满度检测锚杆长度及砂浆注满度检测锚杆质量检测仪锚杆质量检测仪第三节第三节 锚杆长度及砂浆注满度检测锚杆长度及砂浆注满度检测l二、测量方法l 检测时，先将锚杆端面处理干净和平整，然后将发射震 源和检波器贴紧在锚杆端面上，然后发射弹性波进行检测。l 注意：必须与参考锚杆进行对比，才能对检测试验结果 作出较可靠的解释。参考锚杆的长度是已知的，并且对于所 用的锚杆类型和岩石条件进行对比试验，其检测结果更准确 。 锚杆级别 估计的锚杆性能 密实度A 优 最佳 大于90% B 良 性能有所降低 80%90%C 合格 性能不良 70%80%D 不合格

11、很差或失效 小于70%第三节第三节 锚杆长度及砂浆注满度检测锚杆长度及砂浆注满度检测l 现场检测场景现场检测场景第三节第三节 锚杆长度及砂浆注满度检测锚杆长度及砂浆注满度检测l三、锚固质量判别lA级：优，波形规则，只有较微弱的底部反射波或没 有底部反射波，饱满度为密实。lB级：良，波形较规则，有底部反射波和局部有较弱的反 射波，局部欠密实。lC级：合格，波形欠规则，有底部反射波和局部有较强的 反射波，局部不密实或空浆。lD级：不合格，波形不规则，底部有较强的反射波或底部 反射波提前（锚杆欠长），或有多处较强的反射波，多处 不密实或空浆。 第三章第三章 初期支护施工质量检测初期支护施工质量检测第

12、四节第四节 喷射混凝土质量检测喷射混凝土质量检测l 喷射混凝土是指将水泥、砂、石子、外加剂和水，按一 定的配合比和水灰比拌和而成的混合物，以风压为动力快速 喷至岩体表面而形成的人造石材。喷射工艺有：干喷、湿喷 和三种。喷层凝固后，具有：支撑、填补、粘结和封闭 作用。l一、抗压强度试验l （一）试块制作方法l 1、喷大板块切割法施工的同时，将混凝土喷射在45cm35cm12cm（可制6块 ）或45cm20cm12cm（可制3块）的模型内，待混凝土达 到一定强度后，加工成10立方厘米的试块，养护28天再作抗 压试验（精确至0.1MPa）。第四节第四节 喷射混凝土质量检测喷射混凝土质量检测l2、凿方

13、切割法在已喷支护上，打密集孔，取出长35cm,宽15cm的 混凝土块，再加工成10立方厘米的试块，标养至28天 再进行抗压试验（精确至0.1MPa）。l（二）试块的数量隧道（2车道）每10延米，至少在拱部和边墙 各取一组试样，材料或配比变更时另取一组， 每组至少取3个试块进行抗压强度试验。第四节第四节 喷射混凝土质量检测喷射混凝土质量检测l（三）合格的条件l 1、同批（同一配比）试块的抗压强度平均值，不 低于设计强度或C20；l 2、任意一组试块的抗压强度平均值，不低于设计 强度的80%；l 3、同批试块为35组时，低于设计强度的试块组 数不得多于1组；试块为616组时，不得多于2组； 试块为

14、17组以上，不得多于总组数的15%。第四节第四节 喷射混凝土质量检测喷射混凝土质量检测l二、喷射混凝土厚度的检测l （一）检查方法l 1、激光断面仪。 测喷射混凝土前后的隧道轮廓，然后对比 得出厚度。l 2、凿孔检查。 喷射混凝土后8小时以内，用短钎将孔凿出 ，发现厚度不够时可及时补喷。l （二）检查断面数量l 每10延米至少1个检查断面，每断面从拱顶起每隔2 m凿孔 检查1个点。l （三）合格条件l 1、平均厚度大于等于设计厚度；l 2、检查点的60%的厚度大于等于设计厚度；l 3、最小厚度大于等于0.5倍设计厚度，且大于等于60mm。 第四节第四节 喷射混凝土质量检测喷射混凝土质量检测l三

15、、喷射混凝土与围岩黏结强度试验l （一）检查试块制作方法l 1、成型试验法 在模型内放长宽约10 cm，厚约5cm的岩块，粗糙度近似岩块 ，用喷射混凝土掩埋，达到一定强度后，加工成10立方厘米的试 块，养护至28天，用劈裂法进行试验。l 2、直接拉拔法在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的杆件，用10cm厚的喷 射混凝土将加力板埋入，试件面积约30cm30cm，养护28天，作 拉拔试验。l （二）强度标准喷射混凝土与岩石的黏结力，级以下围岩不低于0.8MPa； 级围岩不低于0.5MPa。第三章第三章 初期支护施工质量检测初期支护施工质量检测 第五节第五节 钢支撑施工质量检测钢支撑施工质量检测l一、基本要求l 1、钢支撑的形式、制作和架设应符合设计要求。l 2、钢支撑之间必须用纵向钢筋连接，拱脚必须放 在牢固基础上。l 3、拱脚标高不足时，不得用块石、碎石砌垫，而 应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑，混凝土强 度不小于C20 。l 4、钢支撑应紧靠围岩，其与围岩的间