隧道工程试验检测技术讲义

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1、1.材料检测: 砌材料检测防排水材料检测、支护材料检测和衬2.施工检测:施工质量检测和施工监控质量。3.环境检测:施工环境检测和运营环境检测。第二章隧道防水材料性能检测第二节高分子防水卷材检测隧道工程试验检测技术主要介绍公路隧道的防排水、施工变位、围岩、支护与砌衬测量方法及隧道通风、照明检测等内容。一、公路隧道的常见质量问题1. 隧道渗漏公路隧道在施工期间和建成受地下水的影响，防水工程 质量欠佳时，地下水便会通过一定的通道渗人或流入隧道内 部，对行车安全以至衬砌结构的稳定构成威胁。2. 衬砌开裂作用在隧道衬砌结构上的压力，与隧道围岩的性质、地 应力的大小以及施工方法等因素有关，由于受技术和资金

2、条 件的限制，一些因素在设计前是难以准确确定的，所以在隧 道衬砌结构设计中常带有一定的盲目性，导致结构强度不够 或与围岩压力不协调，造成衬砌结构开裂、破坏。然而，工 程上出现的衬砌开裂更多的则是由于施工管理不当造成的， 或是因为衬砌厚度不足，或是因为混凝上强度不够。3. 界限受侵施工方法不当或支护形式欠妥、支护不及时，则容易导致 塌方。为了保证施工安全和避免塌方，容易形成仓促衬砌， 忽视断面界限，使建筑限界受侵。另一种施工中的常见现象 是衬砌混凝土在浇筑过程中；模板强度、刚度不足，出现走 模，也会导致限界受侵。4. 通风、照明不良造成隧道通风与照明不良的原因有以下三个方面：设计欠妥、器材质量存

3、在问题和运营管理不当。二、公路隧道检测技术的分类公路隧道检测技术分为：一、取样方法卷材均应成批提交验收，同一生产厂、同一品种、规格 的产品5000m为一批进行验收，不足5000m也作为一批。从每批产品的1 3卷中取样，抽取的试样面积应不小于900mmx1000mm。裁取试件的部位、种类、数量及用作试验的项目应符 合图2-2和表2-3的规定。二、试验方法1. 卷材长度、宽度及厚度的测量首先按图2-3所示尺寸裁取试样，而后按规定选取 10个 测量点，测取厚度的平均值。2. 拉伸强度、扯断伸长率和300%定伸强度的试验(1) 仪器及工具 拉力试验机。最大负荷2kN,最小读数10N,夹具的支持宽度不小

4、于 50mm夹持器的移动速度应为500 50mm/ min。 裁样机。 I型裁刀。 卡尺。 钢板尺。(2) 试件准备试件的形状为哑铃状，其中多用I型(通用型)，具体形状及尺寸应符合图2-4的规定。(3) 试验步骤 用卡尺测量试件的厚度、测量部位不应少于3点，取其最低值，并划出试件标距。 将试件对称并垂直地夹在拉力试验机的上、下夹持器上，开动机器，以 500 士 10mm/min的速度拉伸试件，并测 量试件工作部分拉伸到扯断时的负荷及扯断伸长值。(4) 试验结果的计算3 撕裂强度试验(1) 试件及仪器 拉力试验机：规格与拉伸强度试验用的相同。 卡尺、钢板尺。 裁样机。 裁刀：试件裁刀的形状和尺寸

5、应符合图2-5和表2-4的规定，各部尺寸允许公差为士0.5mm。(2) 试验步骤： 用卡尺测量试件直角部位的厚度。 把试件对称并垂直地夹持在拉力试验机上。 开动试验机，以 500 士 10mm/min的速度拉伸试件到完 全撕断为止，记录撕断时的负荷。4. 耐臭氧化试验(1) 试件准备 试件为哑铃形，其形状尺寸应符合图2-4的规定。 试件的表面应擦拭干净，无油污、杂质(一般可用酒 精擦拭)。(2) 试验仪器臭氧老化试验机由工作室、臭氧发生器、料架的拉伸和 回转装置、气路、电器等部分组成，该仪器的主要参数如下： 臭氧浓度：10 100000pphm (1pphm= 10-8 nm/ m ); 换气

6、量：100600L/h ; 工作室温度：室温 50 C; 料架拉伸速度：15 或20次/ min ; 料架回转速度：1次/ min (双向)； 料架拉伸距离：静态为 050mm动态为0120mm(3) 试验步骤 根据试验要求，将试件夹于静态或动态试料夹上，再 置于臭氧室中。对于静态拉伸的试件，夹好后应放在室温下 停放3040min,再放入工作室中。 静态和动态试验的拉伸率为20 %、40% 60 %或100% 臭氧老化时间， 可在如下系列中选取：4h、8h、12h、24h、48h , 臭氧浓度的选择，除特殊要求外推荐如下三种：I. 25 士 5pphm;II . 250 士 50pphm;II

7、I . 15000 士 1000pphm。 接通电源，调整温度控制器，使工作室内温度升至40 C(或其他要求温度)；温度波动范围应不大于土1C。 启动分解、气路、回转、拉伸各部分；调节输入和输 出流量升高臭氧发生器电压，当电压升至最高值(臭氧浓度 满足要求时电压值)时，记录试验的起始时。 试验过程中每 60min按规定分析工作室内臭氧的浓度， 取各次浓度的平均值。 随时察看试件表面，并记录每个试件最早出现裂纹的 时间。整个试验过程中，除察看工作室温度和试件表面情况 外，都应在避光下进行。(4) 试验结果5. 热空气老化试验热空气老化试验，将试件在常压和规定温度的热空气作 用下，经过一定时间后，

8、测定其物理机械性能的变化。热空 气老化试验可用来测定合成高分子防水卷材的热稳定性能和 防老剂的效能，并作为产品的质量指标。(1 )试验仪器热空气老化试验箱由箱体、鼓风装置、加热调温自控装 置和试件转动架等组成。(2) 试件和试验条件 试件试件为哑铃形，其形状和尺寸见图 2-4。每种防水卷材的 试件不得少于10个，其中5个试件做老化前的拉伸性能试验； 另外5个试件经热空气老化后，作拉伸性能试验。 试验条件试验温度的选取根据试验要求，做对比试验时可选取的温度为50 C、70C、100C、120C、150C、200 C；老化时间可选择 24h、48h、72h、96h、144h、168h 等等。鼓风采

9、用离心式鼓风机使热空气在箱内充分循环。鼓风的作用在于使箱内温度均匀，排除老化过程中产生的挥发物和补充 新鲜空气，使空气成分保持一致。鼓风量的大小，可由老化 箱工作室容积确定。(3 )试验步骤首先将老化箱调到所需的温度，并控制稳定，然后把准 备好的试件呈自由状态挂在试验箱中；每两个试件之间的距 离不得小于5mm试件与箱壁的距离不得小于50mm,把试件放人老化箱内，当老化箱到达所需要的温度时开始计算老化 时间。到规定时间时，取出试件并在室温下停放496h，然后进行拉伸性能试验。6. 脆性温度试验脆性温度试验是用来衡量合成高分子防水卷材耐寒性能 的方法之一，试件受外力作用后不会发生强迫高弹性，而发

10、生脆性断裂，此时的温度即为脆性温度。脆性温度试验就是 测定试件在玻璃态时强度等于或小于其玻璃态结构重排所需 的应力的临界温度。(1) 仪器脆性温度试验机：由电气箱、变速箱、低温槽、搅拌器、 试样架、冲击锤六部分组成。(2 )试件准备试件的长度为 25 土 0.5mm,宽度为6.5 土 0.3mm,厚度为 2 士 0.3mm。(3) 试验步骤 将低温槽内的介质调至所需温度。 把试件垂直夹在试样架上(夹持不能过紧，防止试件变形)，然后浸人低温槽内的冷浆介质中，井在介质中保持 3min：在此时间内，温度波动不得超过土1 C。 提出夹持的试件，并于0.5s内开动冲击锤冲击试件。试件经冲击，如出现断、裂

11、时，应提高介质的温度；否则， 应降低其温度，直至使试件出现直接可见的裂口或折断的最 高温度(在此温度的上一度要有两个不出现断、裂的测定结 果)，就是该试件的脆性温度(C)。7. 柔度试验(1) 仪器及材料 冷浆箱：温度范围 20-50 C 圆棒：巾10mm金属棒(2) 试验方法将三块试样分别绕 10mm圆棒弯曲成半周，观察其开裂情 况。第三节氯丁乳胶沥青防水涂料试验一、试验方法1. 粘度的测定粘度的测定方法同本章第一节化学浆液粘度测定。2. 总固物含量的测定按国家标准合成胶乳总固物含量测定法(GB295882)规定的方法进行测定。3. 离心稳定度的测定(1 )方法概述试样装人试管，经离心15m

12、in所析出的水相体积与总体积之比，即为离心稳定度。(2) 仪器 离心沉淀器：转速 3500r / min。 10mL带刻度试管。 测定步骤在刻度试管里注入 10mL试样，插入离心机转动15min，取出试管，读取析出水相的刻度数。两次平均测定结果误差不大于5%。4. 涂膜干燥性的测定(1) 方法概述在砂浆板上涂刷一道试样，然后放置在一定的环境中， 测定涂膜的表干和实干时间。(2 )试件制备砂浆板制备，配方为砂：水泥(425号)：水=1 ： 1 ： 0.4尺寸：50mmx100mmx10mm砂浆板在室温下至少保养7d。试件制备：在砂浆板上涂刷一道试样(涂刷量为0.5 士 0.1g )。(3) 测定

13、步骤将制好的试件放在温度为24士 2C、相对湿度为62%的条件下进行干燥，测量涂膜表面干燥和实际干燥的时间。其操 作步骤是： 表干：采用吹棉球法测定。即在涂膜表面上轻轻放上一个脱脂棉球，在距棉球1015cm处，沿涂膜水平方向轻吹棉球，如能吹走，且涂膜表面未留下棉丝，即认为达到表面 干燥。 实干：采用滤纸法测定。即在涂膜上放一块定性滤纸(滤纸光滑面向涂膜)，于滤纸上轻轻放上质量为200g、接触面积为1cm2的砧码，经30s后，卸除荷重，将徐膜试件翻转， 滤纸能自由落下，或在背面用食指轻敲后，滤纸能自由落下， 而滤纸纤维不被粘在涂膜上，即可认为涂膜已实际干燥。 对稍有粘性的涂膜：当试件翻转经食指轻

14、敲后，滤纸 仍不能自由落下时，则将试件平放在玻璃板上，用镊子夹住 滤纸一角，沿水平方向轻拉滤纸，若试件未动，滤纸已被拉 下，即使涂膜上轻微地粘有滤纸纤维时，亦可认为涂膜已实 际干燥，但应记录涂膜稍有粘性。5. 耐热性能的测定(2) 仪器 电热鼓风干燥箱。 试样架(见图2- 6 )。(3) 试件制备在砂浆板上涂刷五道试样(涂刷量2.5 士 0.5g )。涂刷时应注意，一次涂刷表干后再涂第二次。可用红外线灯等加热 器加速表干，但应注意表面温度低于50C，以免涂膜起泡。(4) 测定步骤将三片试件放在试样架上，把试件连同试样架放入30士 1C的烘箱内烘5h，将试件取出后观察涂层有无皱皮、发粘、起层等现

15、象，若三片均无发现上述现象为合格。6. 粘接性的测定(1) 方法概述在？字模砂浆块中间用氯丁胶乳沥青粘接后置于压力机上，将砂浆块互相拉开，测定其粘接力。(2) 仪器数显抗折试验机 DK2 500型。(3) 试件制备 ？字模砂浆块砂浆块形状见图2-17所示。在字模中间插入一块厚度为 0.5mm的小铁片，成型后制得两个半字型砂浆试块。 试件制备一个粘接面上涂刷试样五道(总涂刷量为：1 士 0.2g )，待最后一次涂层表干后，将两个半字模对接，尽力挤了余胶。 固定相对位置，直立放置7d后进行测试。(4) 测定步骤试件共6件，分别置于D-500型试验机上，用特殊夹头 将砂浆块互相拉开，测得其粘接力；试