隧道施工質(zhì)量檢測

1、 一、概 述二、超前支護(hù)與圍巖預(yù)加固施工質(zhì)量檢測三、開挖質(zhì)量檢測四、初期支護(hù)施工質(zhì)量檢測五、防排水材料及施工質(zhì)量檢測六、混凝土襯砌質(zhì)量檢測七、隧道通風(fēng)檢測八、隧道照明檢測 隧道工程檢測工作,是質(zhì)量管理的重要組成部分,是質(zhì)量控制的重要手段。 1996年-2004年,交通部陸續(xù)頒布了一系列的公路工程試驗檢測辦法、規(guī)定、規(guī)程,促進(jìn)規(guī)范了公路工程試驗檢測工作向科學(xué)、公正、規(guī)范、獨立、市場化方向發(fā)展。其中也包括了隧道工程的檢測規(guī)定。 斷面大圍巖受擾動范圍大,拉伸區(qū)和塑性區(qū)大,施工難度大; 形狀扁平容易出現(xiàn)受拉伸區(qū),施工時及運營時易于受到破壞; 運營通風(fēng)CO,CO2,煙塵; 運營照明進(jìn)洞時有黑框或黑洞效應(yīng)

2、,出洞時有眩光現(xiàn)象; 防水要求高滲漏導(dǎo)致路面濕滑;威脅機(jī)電設(shè)備及線路;凍融破壞結(jié)構(gòu); 維修困難 隧道滲漏 襯砌開裂 限界受侵 襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖結(jié)合不密實 通風(fēng)照明不良 按修建過程分:材料質(zhì)量、超前支護(hù)與預(yù)加固圍巖施工質(zhì)量、開挖質(zhì)量、初支、防排水、襯砌、通風(fēng)檢測、照明等 按類別分:材料檢測、施工檢測、環(huán)境檢測 超前支護(hù)與圍巖加固是隧道開挖前或開挖中采 用的輔助施工方法,用以增強(qiáng)隧道穩(wěn)定性; 適用范圍: 淺埋自穩(wěn)性差的軟弱破碎地層; 嚴(yán)重偏壓、巖溶流泥地段; 砂（土、卵、礫）石層、斷層破碎帶; 大面積淋水或涌水地段; 初支強(qiáng)度不夠而失穩(wěn)產(chǎn)生的冒頂、坍塌帶處理; 常用的方法包括對地層預(yù)支護(hù)（超前支護(hù)）

3、和預(yù)加固兩大類,主要有: 地表砂漿錨桿或地表注漿加固對淺埋、洞口段、偏壓地段地層進(jìn)行加固;錨固砂漿需達(dá)一定設(shè)計強(qiáng)度方可進(jìn)行下方隧道開挖; 超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護(hù)超前預(yù)支護(hù);淺埋松散破碎地層; 管棚鋼架超前支護(hù)超前預(yù)支護(hù);極破碎地層、塌方體、巖堆;流塑狀巖體或巖溶、嚴(yán)重流泥地段;輔以灌漿效果更好; 超前小導(dǎo)管預(yù)注漿超前加固與預(yù)支護(hù);適用于自穩(wěn)時間短的砂層、砂礫石層、斷層破碎帶、軟弱圍巖淺埋段及塌方段; 超前圍巖深孔預(yù)注漿超前預(yù)加固;極其松散、破碎、軟弱地層,或在大量涌水帶,可加固地層和封堵水源?？稍诘乇砗烷_挖面進(jìn)行。 注漿材料進(jìn)入空隙后凝結(jié)硬化后起到防水和加固作用 理想的注漿材料特點: 1、粘

4、度低,滲透力強(qiáng),流動性好,能進(jìn)入細(xì)小裂隙和粉細(xì)砂層,達(dá)到理想的范圍,確保注漿效果; 2、可調(diào)節(jié)并準(zhǔn)確控制漿液的凝固時間,以避免漿液流失,達(dá)到定時注漿的目的; 3、凝固時,體積不收縮,能牢固粘結(jié)砂石,結(jié)合率高,強(qiáng)度大; 4、穩(wěn)定性好,長期存放不變質(zhì),便于保存運輸,貨源充足,價格低廉; 5、無毒、無臭,不污染環(huán)境,對人體無害,非易燃易爆; 注漿材料分類: 水泥漿單液水泥漿,雙液漿（水泥漿-水玻璃） 化學(xué)漿水玻璃類、聚氨酯類、鉻木素類、丙烯酰胺類等等 1、粘度粘度大小影響漿液擴(kuò)散半徑、注漿 壓力、 流量等參數(shù)（Pas, CP）;粘度增長有逐漸增加型和突變型;現(xiàn)場可用簡易粘度計測量。 2、滲透能力漿液

5、進(jìn)入巖層的難易程度。對于懸濁液, 取決于顆粒大小,對于溶液,取決于粘度。 根據(jù)試驗,注入系數(shù)K3 才能注入 3、水泥細(xì)度檢測方法:篩析法。 3、凝膠時間參加反應(yīng)的全部成分從混合起,到凝膠發(fā)生,不再流動。凝膠時間長的用維卡儀,短的用手持玻璃棒攪拌至感覺不再流動。 4、滲透系數(shù)漿液固化后結(jié)石體透水性的高低或其抗?jié)B性的強(qiáng)弱。 5、抗壓強(qiáng)度應(yīng)考慮注漿材料與加固體兩者。 名稱名稱 性能性能粘度（粘度（Pas）凝凝結(jié)時間結(jié)時間滲透系數(shù)滲透系數(shù)（cm/s）結(jié)結(jié)合體抗壓強(qiáng)度合體抗壓強(qiáng)度（MPa）純水泥漿純水泥漿15-14012-24h10-110-3525水泥水泥-水玻璃水玻璃十幾秒十幾秒/分鐘分鐘10-21

6、0-3520水玻璃水玻璃（3-4）10-3瞬間瞬間-幾十分幾十分鐘鐘10-2丙烯酰胺丙烯酰胺1.210-3十幾秒十幾秒/分鐘分鐘10-510-60.40.6聚氨酯類聚氨酯類幾十幾十幾百幾百十幾秒十幾秒/分鐘分鐘10-410-6610 隧道施工特點是地質(zhì)、水文情況復(fù)雜多變,施工場地狹小,環(huán)境較差,難度大;對于不良地質(zhì)地段的圍巖加固要做到安全、經(jīng)濟(jì)、合理,確保施工質(zhì)量,其技術(shù)要求高,難度大,責(zé)任重。施工質(zhì)量檢測基本內(nèi)容: 超前錨桿 超前鋼管 注漿效果 超前錨桿檢測: 錨桿材質(zhì)、規(guī)格;外插角;長度;與鋼架的配合;孔位;鉆孔深度;錨桿插入長度;錨桿搭接長度 檢查錨桿數(shù)量不少于總數(shù)的10% 超前鋼管檢測

7、: 鋼管型號、規(guī)格、數(shù)量;超前鋼管與鋼架配合; 孔位;鉆孔深度; 檢測數(shù)量不少于總數(shù)的10% 注漿效果檢測: 1、分析法 分析注漿記錄,查看注漿壓力,注漿量;漏漿、跑漿情況、估算漿液擴(kuò)散半徑 2、檢查孔法 用鉆機(jī)按設(shè)計孔位和角度鉆孔檢查,提取巖心鑒定,同時測定孔的吸水或漏水量 3、聲波監(jiān)測法 用聲波探測儀測量注漿前后巖體聲速、振幅及衰減系數(shù)等來判斷注漿效果 注漿效果如未達(dá)到設(shè)計要求時,應(yīng)補(bǔ)充鉆孔再注漿 開挖質(zhì)量是控制隧道施工工期和造價的關(guān)鍵 超挖:增加出渣量和襯砌量;產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,影響圍巖穩(wěn)定; 欠挖:影響襯砌厚度,對工程質(zhì)量和安全產(chǎn)生隱患,處理費時、費力、費物。 開挖質(zhì)量檢測包括兩項內(nèi)容

8、 開挖斷面的規(guī)整度一般可用目測法 超欠挖控制需要準(zhǔn)確細(xì)致測量實際輪廓線,得出超欠挖的大小和部位 方法有直接測量、直角坐標(biāo)、三維攝影、激光斷面儀 初期支護(hù)是指隧道開挖后,用于控制隧道圍巖變形及防止坍塌及時施作的支護(hù) 基本方法:錨桿、噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼架等,可分別使用,也可具體條件綜合使用;錨桿與噴射混凝土結(jié)合使用較多,統(tǒng)稱為錨噴支護(hù) 錨桿的作用表現(xiàn)為:懸吊、組合梁、加固拱等 錨桿檢測: 錨桿材料檢測:抗拉強(qiáng)度、延展性與彈性、錨桿規(guī)格及加工質(zhì)量 安裝尺寸:錨桿位置、錨桿方向、鉆孔深度、鉆孔直徑與形狀 抗拔力檢測:抗拔力是材料、加工、施工安裝質(zhì)量的綜合反映,是錨桿質(zhì)量檢測的基本內(nèi)容 砂漿錨桿注滿度

9、檢測 噴射混凝土作用:支撐、填補(bǔ)、粘結(jié)、封閉 強(qiáng)度檢測:應(yīng)包括抗壓、抗拉、抗剪、疲勞、粘結(jié)強(qiáng)度等多種,一般檢測抗壓強(qiáng)度 樣品:現(xiàn)場噴樣;現(xiàn)場鑿取; 數(shù)量:每10m在拱部和邊墻各取一組,每組至少三個試塊 標(biāo)準(zhǔn):1）同一配合比的試塊抗壓強(qiáng)度平均值不低于設(shè)計強(qiáng)度;2）任意一組抗壓強(qiáng)度平均值不低于設(shè)計強(qiáng)度80%;3）試塊3-5組時,低于設(shè)計強(qiáng)度的試塊組數(shù)不得多于1組;試塊為3-6組時,不得多于2組;17組以上,不得多于總組數(shù)的15% 厚度檢測: 方法:鑿孔、激光斷面儀 數(shù)量:每10m至少檢查一個斷面,再從拱頂中線起,每隔2m鑿孔檢查一個點 標(biāo)準(zhǔn):每個斷面拱、墻分別統(tǒng)計,全部檢查孔60%以上不小于設(shè)計厚

10、度,平均厚度不小于設(shè)計厚度,最小厚度不應(yīng)小于設(shè)計厚度的1/2 在軟弱破碎圍巖地段,不小于設(shè)計規(guī)定最小厚度。鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度不應(yīng)小于6cm 噴射混凝土與圍巖粘結(jié)強(qiáng)度檢測: 方法:成型試驗法（劈裂法）、直接拉拔法 標(biāo)準(zhǔn):IV級圍巖不低于0.8MPa,III級圍巖不低于0.5MPa 噴射混凝土粉塵、回彈檢測 關(guān)于回彈:公路隧道施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定:回彈率應(yīng)予以控制,拱部不超過40%,邊墻不超過30%,掛鋼筋網(wǎng)后,回彈率限制可放寬5% 回彈物不得重新作為噴射混凝土材料使用。 應(yīng)采用多種方法控制粉塵及回彈率 其他試驗:當(dāng)有特殊要求時,對噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度、彈性模量等項目也要進(jìn)行試驗 鋼支撐的分類: 鋼

11、格柵:矩形斷面格柵、三角形斷面格柵; 型鋼支撐:H型鋼支撐、工字鋼支撐、U型鋼支撐 鋼管支撐 質(zhì)量檢測: 加工質(zhì)量:尺寸、剛度與強(qiáng)度、焊接質(zhì)量 安裝質(zhì)量:安裝尺寸、傾斜度、連接與固定 初支背部空洞檢測 支護(hù)背部與圍巖之間存在空洞,導(dǎo)致圍巖松弛,使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力,從而損傷支護(hù)結(jié)構(gòu)功能,降低其承載能力;同時,空洞的存在還很容易賦存地下水,產(chǎn)生超孔隙水壓力,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞和滲漏,極大地影響隧道的安全使用。較多的工程事故實例表明襯砌背部空洞檢測的重要性 方法: 敲擊法 地質(zhì)雷達(dá)探測 隧道長期滲漏水的危害: 1、造成隧道各種設(shè)施結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞,降低使用壽命與功能; 2、路面積水,行車環(huán)境惡化;

12、3、寒冷地區(qū)有反復(fù)的凍融作用,造成襯砌內(nèi)部及與圍巖之間凍漲開裂,邊墻變形破壞; 4、懸掛的冰柱、冰溜侵入凈空;路面形成冰面、冰堆,影響行車; 5、對地下水環(huán)境造成影響 我國60年代以前的隧道大多未作防水處理,滲漏水問題突出; 新建公路隧道滲漏水現(xiàn)象也很嚴(yán)重,已被列為公路工程十大通病之一; 滲漏水問題已經(jīng)成為隧道設(shè)計與施工的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一 防排水的基本原則:防、排、截、堵結(jié)合,因地制宜,綜合治理 高速、一、二級公路隧道防排水要求: 1、拱部、邊墻、路面、設(shè)備箱洞不滲水; 2、有凍害地段的隧道襯砌背后不積水,排水溝不凍結(jié); 3、車行橫道、人行橫道等服務(wù)通道拱部不滴水,邊墻不滲水 采取防排水工程措

13、施時,還要注意保護(hù)自然環(huán)境 隧道防排水結(jié)構(gòu)主要類型: 1、水密型防水:從圍巖、結(jié)構(gòu)和附加防水層入手,體現(xiàn)以防為主的排水,又稱全包型防水; 2、泄水型防水:從疏水、泄水著手,體現(xiàn)以排為主,又稱半包型防水; 3、防排結(jié)合型 技術(shù)措施: 防水:在初期支護(hù)上鋪設(shè)防水材料刷式、 噴涂式、粘貼式 排水:排水溝、匯水管 高分子防水卷材性能檢測項目 1、外觀質(zhì)量檢查 2、長度、寬度、厚度、平直度和平整度量測 3 、拉伸性能 4、熱處理尺寸變化率試驗 5、低溫彎折性能 6、抗?jié)B性能 7、抗穿孔性能 8、粘合性能 9、熱老化性能 土工布物理特性檢測項目 1、單位面積質(zhì)量 2、厚度 3、條帶拉伸試驗、撕裂試驗、頂破

14、強(qiáng)度試驗、刺破強(qiáng)度試驗、 4、滲透性能:垂直滲透系數(shù)、水平滲透系數(shù)此外,還有防水混凝土抗?jié)B性能等檢測 防水層施工質(zhì)量檢查 1、材料規(guī)格、品種、形狀、尺寸、數(shù)量、間距、接頭位置檢查 2、外觀檢查:是否平順、褶皺、氣泡、破損、與洞壁緊貼程度、松弛程度、接縫粘貼 3、防水層鋪設(shè)基面檢查:平整度、有無鋼筋等尖銳突出物、轉(zhuǎn)角及斷面變化處弧度、是否有水 4、防水卷材的施工工藝檢查:防水板的安裝程序、焊接工藝、焊縫質(zhì)量檢查 排水系統(tǒng)施工質(zhì)量檢查項目: 1、環(huán)向排水管 2、縱向排水管 3、橫向排水管 4、中央排水管 材質(zhì)、規(guī)格、透水性、強(qiáng)度、規(guī)整性、安裝坡度、包裹安裝、連接等 襯砌施工縫、沉降縫、伸縮縫等是隧

15、道防水的薄弱環(huán)節(jié),處理不當(dāng)是滲漏水的主要通道。有數(shù)據(jù)表明,95%的滲漏水與施工縫和沉降縫有關(guān)。 止水帶類型:橡膠止水帶、塑料止水帶、瀝青麻筋止水帶、膨脹橡膠止水帶等 檢查項目:材質(zhì)、安裝位置、安裝方法、效果等內(nèi)容 隧道混凝土襯砌是重要的支護(hù)措施,隧道防水的最后防線,也是隧道外觀的直接體現(xiàn),其質(zhì)量好壞對隧道的長期穩(wěn)定、使用功能的正常發(fā)揮有很大影響 常見的問題:混凝土開裂或內(nèi)部缺陷、混凝土強(qiáng)度不足、厚度不足、鋼筋銹蝕、背后空洞 施工條件:輪廓線要求、圍巖穩(wěn)定性要求、基礎(chǔ)地基承載力要求 主要檢測內(nèi)容:襯砌混凝土強(qiáng)度、厚度、鋼筋、混凝土缺陷、尺寸 強(qiáng)度測試方法:鉆芯法、回彈法、超聲波法等等 襯砌厚度檢測:激光斷面儀法、地質(zhì)雷達(dá)法、直接量測法 混凝土缺陷檢測: 外觀:裂縫、空洞、蜂窩、層狀破壞; 內(nèi)部:超聲波、鉆孔取芯、地質(zhì)雷達(dá)、紅外成像等 隧道通風(fēng)可分為施工通風(fēng)和運營通風(fēng) 施工通風(fēng)旨在將炮煙、廢氣及施工粉塵排出