隧道工程試驗檢測技術(shù)

隧道工程試驗檢測技術(shù)第1頁/共68頁總結(jié)公路隧道特點①斷面積大②形狀扁平（斷面扁平容易在拱頂圍巖內(nèi)出現(xiàn)拉伸區(qū)）③通風(fēng)要求

(送入新鮮空氣，稀釋有害氣體)④照明要求（暗適應(yīng)，明適應(yīng)）⑤防排水要求（行車安全）第2頁/共68頁三、隧道分類<按不同性質(zhì)分為不同的種類>1、按地質(zhì)條件：土質(zhì)隧道石質(zhì)隧道

2、按埋置深度：深埋隧道埋深h≥3D

淺埋隧道0.5D＜埋深h＜3D

超淺埋隧道埋深h＜D

3、按長度分：特長隧道L＞3000m

長隧道1000m＜L≤3000m

中隧道500m＜L≤1000m

短隧道L≤500m4、按地理位置：山嶺隧道城市隧道水下隧道第3頁/共68頁

四、公路隧道檢測技術(shù)的內(nèi)容按施工順序分：1、超前支護－－注漿材料檢測（水泥細度、注漿效果檢查）2、開挖－－超欠挖控制（激光斷面儀法）3、支護體系①初期支護質(zhì)量檢測－－錨桿（拉拔力、砂漿注滿度）、鋼支撐（加工、安裝質(zhì)量）、噴射砼（強度、厚度）②防排水層質(zhì)量檢測

a材料的質(zhì)量檢測－－合成材料、土工布、防水混凝土

b防水的質(zhì)量檢測－－防水板鋪設(shè)、止水帶

c排水的質(zhì)量檢測－－環(huán)向排水管、縱向排水管、中央水溝③二次襯砌質(zhì)量檢測

a模筑砼的抗壓強度；

b模筑砼的厚度

c襯砌背后空洞檢測第4頁/共68頁4、量測技術(shù)

①地質(zhì)和支護狀況觀察

②位移量測

a地表下沉量測（針對淺埋隧道、洞口段）

b拱頂下沉量測（預(yù)測拱頂坍方）

c圍巖周邊位移量測（收斂量測檢驗圍巖和初期支護變形）

d圍巖內(nèi)部位移量測（多點位移計測徑向位移和松馳范圍）③力的量測

a錨桿軸力量測（與拉拔力的區(qū)別）

b鋼支撐壓力量測（是否達到極限壓力）

c噴射砼應(yīng)力量測

d二次襯砌壓力量測④量測數(shù)據(jù)的處理

5、通風(fēng)檢測①施工期間②運營期間

6、照明檢測照度檢測第5頁/共68頁§2超前支護與預(yù)加固圍巖施工質(zhì)量檢測超前支護及預(yù)加固的方法及其適用條件：1、地表砂漿錨桿或地表注漿加固；

適用于淺埋、洞口地段和某些偏壓地段。

2、超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護；

適用于淺埋松散破碎的地層內(nèi)；地層應(yīng)力不太大，地下水較少的軟弱破碎圍巖的隧道。

3、管棚鋼架超前支護；

適用于極破碎的地層、塌方體、巖堆等地段。

4、超前小導(dǎo)管注漿；

適用于自穩(wěn)時間很短（12h）的砂層、砂卵（礫）石層、斷層破碎帶、軟弱圍巖淺埋地段或處理塌方等地段。

5、超前圍巖深孔預(yù)注漿。

適用于極其松散、破碎、軟弱地層，或大量涌水的軟弱地段以及斷層破碎帶的隧道。多用于斷面較大和不允許有過大沉陷的各類地下工程中。第6頁/共68頁注漿材料性能試驗1、理想的注漿材料應(yīng)滿足的要求：①漿液粘度低，滲透力強，流動性好；②可調(diào)節(jié)并準(zhǔn)確控制漿液的凝固時間；③漿液凝固時體積不收縮；④漿液穩(wěn)定性好，長期存放不變質(zhì)；⑤漿液無毒，無臭，不污染環(huán)境。2、注漿材料的主要性質(zhì)：①粘度；②滲透能力；③凝膠時間；④滲透系數(shù)；⑤抗壓強度第7頁/共68頁超前支護施工質(zhì)量檢測《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》－JTGF80/1－2004一、超前錨桿1、基本要求①錨桿的材質(zhì)、規(guī)格；②超前錨桿與隧道軸線的外插角5°～10°；③錨桿搭接長度不小于1m。2、實測項目①長度－－不小于設(shè)計值；②孔位偏差－－±50mm；③孔深偏差－－±50mm；④孔徑－－大于桿體直徑＋15mm。檢查方法與頻率：尺量：檢查10％3、外觀鑒定第8頁/共68頁二、超前鋼管1、基本要求①超前鋼管的型號、規(guī)格、質(zhì)量符合設(shè)計和規(guī)范要求；②超前鋼管與鋼架配合使用時，應(yīng)從鋼架腹部穿過，尾端與鋼架焊接。2、實測項目①長度－－不小于設(shè)計值；②孔位偏差－－±50mm；③孔深偏差－－±50mm；④孔徑－－大于桿體直徑＋20mm。檢查方法與頻率：尺量：檢查10％3、外觀鑒定第9頁/共68頁三、注漿效果檢查1、分析法——以注入量估算漿液擴散半徑2、檢查孔法——鉆檢查孔，提取芯樣鑒定；吸水量3、聲波監(jiān)測儀——注漿前后巖體的聲速、振幅及衰減系數(shù)第10頁/共68頁§3開挖質(zhì)量檢測隧道開挖的基本原則：在保證圍巖穩(wěn)定或減少對圍巖的擾動的前提條件下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖和掘進方式，并應(yīng)盡量提高掘進速度。隧道開挖質(zhì)量檢測的目的：有效控制超欠挖。開挖是控制隧道工期和造價的關(guān)鍵工序。欠挖過多→不修整→影響支護厚度→工程質(zhì)量留下隱患修整→費時、費力→影響工程進度。第11頁/共68頁第12頁/共68頁一、隧道開挖質(zhì)量評定的內(nèi)容：

1、開挖斷面的規(guī)整度采用目測的方法進行評定

2、超欠挖的控制采用測量斷面的方法二、超欠挖測定方法1、直接量測開挖斷面面積的方法①以內(nèi)模為參照直接量測法；②使用激光束的方法：（利用激光射線在開挖面上定出基點，并由該點實測開挖斷面面積）③使用投影機的方法：（利用投影機將基點或隧道基本形狀投影在開挖面上，然后根據(jù)此實測開挖斷面面積）第13頁/共68頁2、非接觸觀測法①三維近景攝影法利用拍攝手段進行多角度、立體拍攝，不宜作為測量的手段。②直角坐標(biāo)法測量儀器：激光打點儀、經(jīng)緯儀、水平儀、鋼尺、塔尺等。

③極坐標(biāo)法（斷面儀法）PROFILIR4000

測量原理：極坐標(biāo)法；它是以某物理方向（如水平方向）為起算方向，按一定間距（角度或距離）依次一一測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際開挖輪廓線的交點之間的矢徑（距離）及該矢徑與水平方向的夾角，將這些矢徑端點依次相連即可獲得實際開挖的輪廓線。測出實際開挖斷面，并與理論設(shè)計斷面相疊加，從而得出超挖和欠挖。第14頁/共68頁激光斷面儀測量開挖斷面的方法：（1）以某物理方向（如水平方向）為起算方向，按一定間距（角度或距離）依次一一測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際開挖輪廓線的交點之間的距離及該距離與水平方向的夾角；（2）將這些距離端點依次相連即可獲得實際開挖的輪廓線。（3）通過控制導(dǎo)線獲得斷面儀的定點定向數(shù)據(jù)，利用計算機軟件自動完成實際開挖輪廓線與設(shè)計開挖輪廓線的空間三維匹配，形成輸出圖形。（4）同時輸出各測點與相應(yīng)設(shè)計開挖輪廓線之間的超欠挖值（距離、面積）。算得實際開挖方量、超挖方量、欠挖方量。第15頁/共68頁§4初期支護施工質(zhì)量檢測一、錨桿

1、錨桿作用原理①“懸吊”作用。②提高層間摩阻力，形成“組合梁”；③加固圍巖；2、錨桿質(zhì)量檢測錨桿質(zhì)量檢測包括加工質(zhì)量、安裝尺寸、拉拔力試驗、砂漿錨桿注滿度等①安裝尺寸檢查錨桿位置；孔位偏差±15mm；孔深偏差±50mm；孔徑大?。緱U體+15mm。②錨桿拉拔力試驗（拉拔力指錨桿能承受的最大拉力）⑴拉拔力設(shè)備：中空千斤頂、手動油壓泵、油壓表、千分表⑵測試方法P24（鉆孔、安裝錨桿、確定時間、安裝儀器設(shè)備、加壓）⑶注意事項：a、防偏心；b、勻加壓（10KN/min）；c、盡量不做破壞性試驗；d、安全⑷試驗要求:a、按錨桿數(shù)1％且不小于3根；b、F均≥F設(shè)；c、Fi≥0.9F設(shè)第16頁/共68頁③砂漿錨桿注滿度檢測

Thurner原理：為了檢查錨桿周圍的砂漿是否均勻、密實。1978年，瑞典的H.Thurner提出測超聲能量損耗來判定砂漿、灌注質(zhì)量的好壞。在錨桿體外端發(fā)射一個超聲波脈沖，它沿桿體鋼筋以管道波形式傳播，到達鋼筋底端反射，在桿體外端可接收此反射波。如果鋼筋外密實、飽滿地由水泥砂漿握裹，砂漿又與周圍巖體粘結(jié)，則超聲波在傳播過程中，不斷從鋼筋通過水泥砂漿向巖體擴散，能量損失很大，在桿體外端測得的反射波振幅很小，甚至測不到；如果無砂漿握裹，僅是一根空桿，則超聲波僅在鋼筋中傳播，能量損失不大，接收到的反向波振幅則較大；如果握裹砂漿不密實，中間有空洞或缺失，則得到的反射波振幅的大小介于前二者之間。由此，可以根據(jù)反射波振幅大小判定水泥砂漿的飽滿程度。第17頁/共68頁二、噴射混凝土

1、噴射混凝土作用原理①支承圍巖②卸載作用③填平補強圍巖④封閉作用⑤分配外力

2、檢測項目及方法㈠檢測項目①強度：（壓、拉、剪、勞、粘）相互關(guān)聯(lián)，噴射砼抗壓強度是表示其物理力學(xué)性能及耐久性的一個綜合指標(biāo)。故一般只檢測抗壓強度及粘結(jié)強度。②厚度：（100mm～300mm）之間③粉塵、回彈檢查

第18頁/共68頁㈡強度及厚度的檢測方法⑴抗壓強度試驗方法①噴大板切割法

——簡單不準(zhǔn)確②鑿方切割法

——可靠太麻煩⑵噴射砼與圍巖粘性強度試驗試塊制作方法：①成型試驗法；用劈裂法進行試驗②直接拉拔法。

⑶厚度①鑿孔：噴射8h以內(nèi)，用短桿將孔鑿出，厚度不足時可及時補噴。②激光斷面儀③地質(zhì)雷達（三）質(zhì)量評判：

10組以下試件抗壓強度的平均值Rn≥1.05R設(shè)計值

Rmin≥0.9R設(shè)計值

10組以上試件抗壓強度的平均值Rn≥R設(shè)計值

Rmin≥0.85R設(shè)計值第19頁/共68頁三、鋼支撐

1、鋼支撐的型式圍巖類別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ圍巖級別ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ

型鋼支撐格柵支撐第20頁/共68頁2、鋼支撐的檢測⑴加工質(zhì)量檢測：①尺寸；②強度、剛度；③焊接；⑵安裝質(zhì)量檢測：①安裝尺寸；②傾斜度；(縱斷面不大于2°)③連接與固定；3、鋼支撐與錨噴支護的區(qū)別區(qū)別在于作用機理不同鋼支撐是依靠“被動支撐”來維護圍巖穩(wěn)定傳統(tǒng)的支護方式錨噴支護則依賴“主動加固”來保持圍巖穩(wěn)定現(xiàn)代的支護方式第21頁/共68頁四、初期支護及二襯背后的檢測

1、檢測方法：地質(zhì)雷達法

P322、檢測內(nèi)容：①支護、襯砌厚度②背部回填的密實度③背后的空洞④內(nèi)部的鋼架、鋼筋分布

3、地質(zhì)雷達檢測原理：地質(zhì)雷達探測是根據(jù)電磁波在不同電性介質(zhì)里傳播時其波形特征(雙程走時、幅度、波形)發(fā)生改變，進而推測介質(zhì)分布情況。介質(zhì)的電性特征是指介質(zhì)的介電常數(shù)，電導(dǎo)率和衰減系數(shù)。步驟：1、現(xiàn)場測線布置現(xiàn)場測線一般以縱向為主，環(huán)向為輔，縱向測線有3測線、5測線、7測線等。環(huán)向測線一般以點測為主。

2.介質(zhì)參數(shù)標(biāo)定①在已知厚度部位或材料與隧道相同的其它預(yù)制件上測量；②在洞口或洞內(nèi)避車處使用雙天線直達法測量；③鉆孔實測

3.測量時窗確定

4.掃描樣點數(shù)確定

5.測量頻率：連續(xù)測量，特殊地段或條件不允許可點測

6.注意事項第22頁/共68頁§5防排水材料及施工質(zhì)量檢測1、隧道防排水的必要性：①隧道滲漏水的長期作用，將極大地降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的使用壽命和功能；②隧道滲漏水惡化了隧道的運營環(huán)境。2、公路隧道防排水的基本原則：隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。第23頁/共68頁防排水材料一、防水板1、高分子防水卷材（防水板）目前可選用的防水板有：乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）；乙烯三聚物瀝青（ECB）；聚氯乙烯（PVC）；氯化聚乙烯（CPE）；高密度聚乙烯（HDPE）；低密度聚乙烯（LDPE）等。2、防水板的性能試驗①取樣：卷材均應(yīng)成批提交驗收，同一生產(chǎn)廠，同一品種、規(guī)格的產(chǎn)品5000m為一批進行驗收，不足5000m也作為一批。

②塑料防水板物理力學(xué)性能試驗第24頁/共68頁⑴拉伸強度試驗、斷裂伸長率⑵熱處理變化率Lh－試樣的熱處理尺寸變化率（％）S0－試樣同方向上兩參考點間的初始長度（mm）S1－試樣處理后同方向上兩參考點間的長度（mm）第25頁/共68頁二、土工布

1、土工布：起緩沖層、均分壓力，過濾作用土工布對隧道工程比較重要的工程特性：

物理特性、力學(xué)特性、水力學(xué)特性⑴力學(xué)特性抗拉強度：抗拉強度及其應(yīng)變是反映主要特性的指標(biāo)；試驗方法：采用條帶拉伸試驗；

撕裂強度：反映試樣抵抗擴大破損裂口的能力：目前測撕裂強度的試驗形狀多為梯形；頂破強度：反映土工織物抵抗垂直織物平面的法向壓力的能力；刺破強度：反映土工織物抵抗小面積集中荷載的能力。第26頁/共68頁三、防水混凝土隧道工程防水混凝土的一般要求：⑴一般地區(qū)抗?jié)B等級不得小于S6，平均氣溫低于－15℃時抗?jié)B等級不得小于S8。⑵試件的抗?jié)B等級應(yīng)比設(shè)計要求提高0.2MPa。⑶防水混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：①襯砌厚度不小于300mm；②裂縫寬度應(yīng)不大于0.2mm，并不貫通；③迎水面主筋保護層厚度不應(yīng)小于50mm。

試驗步驟：P62（1）試件滿28d后取出，擦干表面，用鋼絲刷刷凈兩端面，待表面干燥后，在試件側(cè)面滾涂一層熔化的密封材料，然后立即在螺旋加壓器上壓入經(jīng)過烘箱或電爐預(yù)熱過的試模中，使試件底面和試模底平齊，待試模變冷后即可解除壓力，裝在滲透儀上進行試驗。（2）0.2MPa——（8h加0.1MPa）→6滲3，終止（3）至設(shè)計抗?jié)B標(biāo)號，8h第三不滲，滿足，停止試驗結(jié)果計算：S＝10H-1第27頁/共68頁四、止水帶1、設(shè)置位置：襯砌施工縫（由于施工原因造成，襯砌分組）

沉降縫（明洞，暗洞交錯口，圍巖類別發(fā)生變化地段）

伸縮縫（為了防止由于溫度變化而造成的襯砌裂縫而設(shè)的縫）2、止水帶的安裝：

外貼式、預(yù)埋式、內(nèi)貼式3、止水帶實測檢查：檢查項目允許偏差檢查方法與頻率縱向偏離（mm）±50尺量：每環(huán)3處偏離襯砌中心線（mm）≤30尺量：每環(huán)3處第28頁/共68頁防排水施工質(zhì)量檢查一、防水板施工檢查1、防水層鋪設(shè)的基面要求①基面的平整度；邊墻D/L≤1/6；拱部D/L≤1/8；②基面不得有尖銳突出物；③基面不得有明水2、防水板的鋪設(shè)

a、防水層鋪設(shè)方式縱向鋪設(shè)（瓦疊）上下及縱坡環(huán)向鋪設(shè)內(nèi)外

b、接茬方式：（壓茬寬度≥10cm）冷粘法：用膠合劑優(yōu)點：施工方便，速度快熱合法：用專門的熱合焊接機優(yōu)點：施工期間可進行質(zhì)量檢測

c、卷材徑洞壁上固定方式

有釘鋪設(shè)無釘鋪設(shè)：①平頭烙鐵熱合②吊頭固定第29頁/共68頁檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法與頻率搭接寬度（mm）≥100尺量：全部搭接均要檢查，每搭接檢查3處縫寬（mm）焊接兩側(cè)焊縫寬尺量：每搭接檢查5處粘結(jié)粘縫寬固定點間距（m）符合設(shè)計要求尺量：檢查總數(shù)的10％3、造成防水板破損的原因：⑴噴射混凝土表面凹凸不平，防水板鋪設(shè)過松過緊；⑵錨桿突出混凝土表面，防水板直接與之接觸；⑶灌注混凝土?xí)r的摩擦力，使防水板過度繃緊，結(jié)合部被拉開。第30頁/共68頁二、排水施工檢查1、地下水的流程

圍巖→環(huán)向排水管→縱向排水管→橫向排水盲管→中央排水管→洞外出水口2、排水作法：每隔一定距離沿洞周環(huán)向鋪設(shè)彈簧排水管，下端與縱向排水管相連，縱向排水管每隔10－20m留有一出水口，通過橫向排水盲管與縱向排水管和中央水溝相連，經(jīng)中央水溝排出。第31頁/共68頁§6隧道施工監(jiān)控量測隧道施工過程中使用各種類型的儀表和工具，對圍巖和支護、襯砌的力學(xué)行為以及它們之間的力學(xué)關(guān)系進行量測和觀察，并對其穩(wěn)定性進行評價，統(tǒng)稱為監(jiān)控量測。

1、隧道監(jiān)控量測的必要性：⑴隧道工程作為工程建筑物，受力特點與地面工程有很大的差別。⑵隧道在開挖支護成形運營的過程中，自始自終都存在受力狀態(tài)變化這一特性。2、施工監(jiān)控量測的目的和任務(wù)

⑴確保安全⑵指導(dǎo)施工⑶修正設(shè)計⑷積累資料

量測項目圍巖種類必測項目選測項目洞內(nèi)觀察凈空收斂拱頂下沉錨桿抗拔力地表下沉圍巖內(nèi)位移錨桿軸力鋼支撐應(yīng)力接觸壓力混凝土應(yīng)變洞內(nèi)彈性波第32頁/共68頁3、隧道內(nèi)目測觀察細致的目測觀察，對于監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性是既省事而作用又很大的監(jiān)測方法，它可以獲得與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視，所以目測觀察是新奧法量測中的必測項目。1）隧道目測觀察的目的是：⑴預(yù)測開挖面前方的地質(zhì)條件。⑵為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)。⑶根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護結(jié)構(gòu)的可靠程度。2）觀察內(nèi)容：⑴掌子面地質(zhì)水文條件、巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、有無斷層，是否偏壓、圍巖類別，掌子面自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等，并做好記錄。⑵對初期支護效果觀察包括：錨桿的錨固效果、噴層的光潔度、噴層有無裂縫，裂縫的部位、長度、寬度、深度，噴層是否把鋼支撐全部覆蓋。第33頁/共68頁4、周邊收斂量測隧道圍巖周邊各點趨向隧道中心的變形稱為收斂。所謂周邊收斂量測主要是隧道內(nèi)壁面兩點連線方向的距離的變形量的量測。收斂值為兩次量測的距離之差。1）量測目的收斂量測是隧道施工監(jiān)控量測的重要項目。周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映，通過周邊位移量測可以達到以下目的。

⑴判斷隧道空間的穩(wěn)定性；⑵根據(jù)變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時機；⑶指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。第34頁/共68頁2）量測設(shè)計⑴收斂量測的間距與測線必測項目量測斷面間距和每斷面測點數(shù)量

圍巖類別斷面間距（m）每斷面測點數(shù)量凈空變化拱頂下沉Ⅰ～Ⅱ5～101～2條基線1～3點Ⅲ10～301條基線1點Ⅳ30～501條基線1點第35頁/共68頁⑵量測頻率：量測頻率可根據(jù)位移速度和量測斷面距開挖面距離

按位移速度位移速度（mm/d）量測頻率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d

按距開挖面距離(注：b為隧道開挖寬度)量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d第36頁/共68頁3）量測儀器目前隧道施工中常用的收斂計為機械式的收斂計和數(shù)顯式收斂計。

測試原理測試中讀得初始數(shù)值X0；間隔時間t后，用同樣的方法可讀得t時刻的值Xt，則t時刻的周邊收斂值Ut即為的兩次讀數(shù)差。即

Ut＝L0－Lt＋Xt1－Xt0式中：L0——初讀數(shù)時所用尺孔刻度值；

Lt——t時刻時所用尺孔刻度值；

Xt1——t時刻時經(jīng)溫度修正后的讀數(shù)值，Xt1＝Xt＋εtXt0——初讀數(shù)時經(jīng)溫度修正后的讀數(shù)值，Xt0＝X0＋εtoXt——t時刻量測時讀數(shù)值；

X0——初始時刻讀數(shù)值；

εt——溫度修正值；εt＝α（T0－T）Lα——鋼尺線膨脹系數(shù)；

T0——鑒定鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T0=20℃T——每次量測時的平均氣溫；

L——鋼尺長度。第37頁/共68頁5、拱頂下沉量測埋深較淺、固結(jié)程度低的地層，水平成層的場合，這項量測比收斂量測更為重要。1）量測目的量測數(shù)據(jù)是確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護效果，指導(dǎo)施工工序，預(yù)防拱頂崩塌，保證施工質(zhì)量和安全的最基本的資料。

2）量測儀器

精密水準(zhǔn)儀

第38頁/共68頁3）量測原理第一次讀數(shù)后視點讀數(shù)為A1，前視讀數(shù)為B1；第二次后視點讀數(shù)為A2，前視讀數(shù)為B2。拱頂變位計算方法如下：⑴差值計算法：鋼尺和標(biāo)尺均正立（即讀數(shù)上小下大）。后視讀數(shù)差A(yù)=A2-A1前視讀數(shù)差B=B2-B1拱頂變位值C=B-AC>0拱頂上移；C<0拱頂下沉。⑵水準(zhǔn)計算法：通過計算前后兩次拱頂測點的高程差來求拱頂?shù)淖兾恢?。鋼尺讀數(shù)上小下大，標(biāo)尺讀數(shù)下小上大，標(biāo)尺基準(zhǔn)點標(biāo)高假定為K0。第一次拱頂標(biāo)高Kd1=K0+A1+B1第二次拱頂標(biāo)高Kd2=K0+A2+B2拱頂變位值C=Kd2-Kd1=A2-A1+B2-B1C>0拱頂上移；C<0拱頂下沉。第39頁/共68頁6、圍巖內(nèi)部位移量測1）隧道圍巖內(nèi)部位移量測的主要目的是：

⑴了解隧道圍巖的徑向位移分布和松弛范圍。⑵判斷開挖后圍巖的松動區(qū)、強度下降區(qū)以及彈性區(qū)的范圍。⑶根據(jù)實測結(jié)果優(yōu)化錨桿參數(shù)，指導(dǎo)施工。2）量測儀器：多點位移計3）測量原理地表下沉量測1、淺埋段預(yù)測地表坡面的穩(wěn)定2、根據(jù)地表建筑物，控制最大下沉量第40頁/共68頁7、錨桿軸力量測1）量測目的⑴了解錨桿實際工作狀態(tài)及軸向力的大小。⑵結(jié)合位移量測，判斷圍巖發(fā)展趨勢，分析圍巖內(nèi)強度下降區(qū)的界限⑶修正錨桿設(shè)計參數(shù)，評價錨桿支護效果。2）量測方法和儀器錨桿的軸向力測定，按其量測原理可分為電測式和機械式兩類。其中電測式又可分為電阻應(yīng)變式和鋼弦式。電阻應(yīng)變式和機械式是通過量測錨桿不同深度處的應(yīng)變（或變形），然后按有關(guān)計算方法轉(zhuǎn)求應(yīng)力。鋼弦式則是通過測定不同深度處傳感器受力后的鋼弦振動頻率變化，轉(zhuǎn)求應(yīng)力。第41頁/共68頁8、圍巖壓力及兩層支護間壓力量測隧道開挖后，圍巖要向凈空方向變形，而支護結(jié)構(gòu)要阻止這種變形，這樣就會產(chǎn)生圍巖作用與支護結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力。圍巖壓力量測，通常情況下是指圍巖與支護或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測試。1）目的：了解圍巖壓力的量值及分布狀態(tài)；判斷圍巖和支護的穩(wěn)定性，分析二次襯砌的穩(wěn)定性和安全度。2）量測儀器與原理

接觸壓力量測儀器根據(jù)測試原理和測力計結(jié)構(gòu)不同分為液壓式測力計和電測式測力計。目前隧道中多用電測式，弦測法原理：在傳感器中有一根張緊的鋼弦，當(dāng)傳感器受外力作用時，弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化，隨著弦的內(nèi)應(yīng)力改變，自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化，弦的張力越大，自振頻率越高，反之，自振頻率越低。第42頁/共68頁圖6－14鋼弦式雙膜壓力盒構(gòu)造圖1－剛性板；2－彈性板；3－傳力軸；4－弦夾；5－鋼弦第43頁/共68頁9、鋼支撐應(yīng)力量測一般在Ⅵ、Ⅴ級圍巖中常采用型鋼支撐；Ⅳ級圍巖中常采用格柵支撐。通過對鋼支撐的應(yīng)力量測，可知鋼支撐的實際工作狀態(tài)，從鋼支撐的性能曲線上可以確定在此壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數(shù)，視具體情況確定是否需要采用加固措施。1）量測目的⑴了解鋼支撐應(yīng)力的大小，為鋼支撐選型與設(shè)計提供依據(jù)。⑵根據(jù)鋼支撐的受力狀態(tài)，判斷隧道空間和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。⑶了解鋼支撐的實際工作狀態(tài)，保證隧道施工安全。第44頁/共68頁2）量測元件目前使用較普遍的型鋼支撐應(yīng)力量測多采用鋼弦式表面應(yīng)變計，格柵支撐應(yīng)力量測多采用鋼弦式鋼筋應(yīng)力計。鋼弦式表面應(yīng)變計結(jié)構(gòu)圖

鋼弦式鋼筋應(yīng)力計

第45頁/共68頁10、混凝土應(yīng)力量測混凝土應(yīng)力量測包括噴射混凝土和二次襯砌模筑混凝土應(yīng)力量測。其目的是了解混凝土層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)；掌握噴層所受應(yīng)力的大小，判斷噴射混凝土層的穩(wěn)定狀況；判斷支護結(jié)構(gòu)長期使用的可靠性以及安全程度；檢驗二次襯砌設(shè)計的合理性，積累資料。第46頁/共68頁11、量測數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用1）量測數(shù)據(jù)處理的目的由于現(xiàn)場量測所得的原始數(shù)據(jù)，不可避免具有一定的離散性，其中包含著測量誤差甚至測試錯誤。不經(jīng)過整理和數(shù)學(xué)處理的量測數(shù)據(jù)一時難以直接利用。數(shù)學(xué)處理的目的是：⑴將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進行分析對比、相互印證，以確認(rèn)量測結(jié)果的可靠性；⑵探求圍巖變形或支護系統(tǒng)的受力隨時間變化規(guī)律、空間分布規(guī)律，判定圍巖和支護系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。2）量測數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容⑴繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨時間變化的曲線－時態(tài)曲線；⑵繪制位移速率、應(yīng)力速率、應(yīng)變速率隨時間變化的曲線；⑶繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨開挖面推進變化的曲線－空間曲線；⑷繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨圍巖深度變化的曲線；⑸繪制接觸壓力、支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力在隧道橫斷面上分布圖。第47頁/共68頁3）量測數(shù)據(jù)的應(yīng)用從維護圍巖穩(wěn)定性和支護系統(tǒng)的可靠性出發(fā)，現(xiàn)場測試人員關(guān)心圍巖變形量的大小，是否侵入隧道設(shè)計斷面的限界，是否對施工人員的安全構(gòu)成威脅。以便及時調(diào)整設(shè)計參數(shù)和進行施工決策。1）初期支護階段圍巖穩(wěn)定性的判據(jù)和施工管理⑴根據(jù)最大位移值進行施工管理a.當(dāng)量測位移U小于Un/3，表明圍巖穩(wěn)定，可以正常施工。b.當(dāng)量測位移U大于Un/3并小于2Un/3時，表明圍巖變形偏大，應(yīng)密切注意圍巖動向，可采取一定的加強措施，如加密、加長錨桿等措施。c.當(dāng)量測位移U大于2Un/3時，表明圍巖變形很大，應(yīng)先停止掘進，并采取特殊的加固措施，如超前支護、注漿加固等。d.實測最大位移值或預(yù)測最大位移值不大于2Un/3時，可認(rèn)為初期支護達到基本穩(wěn)定。第48頁/共68頁⑵根據(jù)位移速率進行施工管理a.當(dāng)位移速率大于1mm/d時，表明圍巖處于急劇變形階段，應(yīng)密切關(guān)注圍巖動態(tài)。b.當(dāng)位移速率在1～0.2mm/d之間時，表明圍巖處于緩慢變形階段。c.當(dāng)位移速率小于0.2mm/d時，表明圍巖已達到基本穩(wěn)定，可以進行二次襯砌作業(yè)。第49頁/共68頁(3)根據(jù)位移時態(tài)曲線進行施工管理每次量測后應(yīng)及時整理數(shù)據(jù)，繪制時態(tài)曲線。a.當(dāng)位移速率很快變小，時態(tài)曲線很快平緩，表明圍巖穩(wěn)定性好，可適當(dāng)減弱支護。b.當(dāng)位移速率逐漸變小，即d2u/dt2＜0，時態(tài)曲線趨于平緩，表明圍巖變形趨于穩(wěn)定，可正常施工。c.當(dāng)位移速率不變，即d2u/dt2=0，時態(tài)曲線直線上升，表明圍巖變形急劇增長，無穩(wěn)定趨勢，應(yīng)及時加強支護，必要時暫停掘進。d.當(dāng)位移速率逐步增大，即d2u/dt2＞0，時態(tài)曲線出現(xiàn)反彎點，表明圍巖已處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)停止掘進，及時采取加固措施。第50頁/共68頁§7混凝土襯砌質(zhì)量檢測隧道混凝土襯砌是重要的支護措施，是隧道結(jié)構(gòu)“內(nèi)實外美”的直接體現(xiàn)者。混凝土襯砌質(zhì)量的好壞對隧道的長期穩(wěn)定性、運營功能的發(fā)揮有著重要的影響。隧道混凝土襯砌常見的質(zhì)量問題包括：①混凝土開裂；②混凝土強度不夠；③襯砌厚度不足；④鋼筋銹蝕；⑤襯砌表面滲漏水；⑥襯砌背后充填不密實。第51頁/共68頁1、隧道襯砌混凝土施工檢查

1）襯砌施工條件⑴整體式襯砌開挖輪廓的檢查；⑵圍巖及初期支護穩(wěn)定性要求；⑶基礎(chǔ)地基承載能力要求；

2）襯砌混凝土澆筑施工檢查⑴模板檢查（強度、剛度、外形、尺寸、位置）⑵鋼筋檢查（間距、數(shù)量、位置、長度）⑶澆筑檢查⑷仰拱和底板

3）拆模檢查（拆模檢查應(yīng)符合《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》）

不受力（5.0MPa）壓力大（100％）壓力小（70％）第52頁/共68頁2、混凝土強度檢測1）回彈法檢測混凝土強度⑴回彈法原理由于混凝土的抗壓強度與其表面硬度存在某種關(guān)系，而回彈的彈擊錘被一定的彈力打擊在混凝土表面上，其回彈高度與混凝土的表面硬度成一定的比例關(guān)系。根據(jù)表面硬度則可推求混凝土的抗壓強度。⑵測試儀器：回彈儀。第53頁/共68頁⑶測試方法：①檢測時，回彈儀軸線始終垂直于測區(qū)所在面②測區(qū)范圍0.2×0.2m2，測點均勻布置；③每測區(qū)測取16個回彈值，每個讀數(shù)精確到1；④回彈值的求取，16個值中，剔除3個最大值，3個最小值，求其平均值；⑤在有代表性測區(qū)進行碳化深度測定，一般不少于30％的測區(qū)；⑥碳化深度試驗所用的溶液為1％的酚酞酒精溶液。⑦對回彈值影響最大的因素是碳化和齡期第54頁/共68頁2）超聲波法檢測混凝土強度⑴原理：是根據(jù)混凝土的抗壓強度Rc與縱波的傳播速度Ve之間存在著某種函數(shù)關(guān)系，然后在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（即各種影響系數(shù)C=1的情況下）制備標(biāo)準(zhǔn)混凝土試塊，并以測得每個試塊的平均傳播速度V與破損強度R，擬合出曲線方程Rc=aebv,最后根據(jù)波速來測算強度值。⑵測試儀器：聲波儀。⑶測試方法：超聲波探測按探頭安放的位置不同可分為：

對測法、斜測法、平測法⑷強度影響因素：

①橫向尺寸效應(yīng)；②溫度和濕度；③鋼筋④骨料；⑤水灰比；⑥齡期；⑦缺陷和損傷。第55頁/共68頁3）鉆芯法檢測混凝土強度鉆芯法是利用鉆機和人造金剛石空心薄壁鉆頭，從結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取芯樣以檢測混凝土強度和混凝土內(nèi)部缺陷的方法。

鉆芯取樣時固定鉆芯機的方法有：①配重法②真空吸附法③頂桿支撐法④膨脹錨栓法；隧道混凝土取芯一般采用膨脹錨栓法鉆芯取樣時，一般要求芯樣直徑為粗集料直徑的3倍；取芯數(shù)量同一批構(gòu)件不得少于3個；第56頁/共68頁3、隧道襯砌厚度檢測

⑴沖擊－回波法；⑵激光斷面儀法；⑶地質(zhì)雷達法；⑷直接量測法；（鑿孔）4、混凝土缺陷檢測

1）外部缺陷，外部缺陷主要包括：裂縫、蜂窩、麻面、平整度、幾何尺寸。檢測儀器：（刻度放大鏡、塞尺、直尺、數(shù)碼相機）

2）內(nèi)部缺陷，裂縫的深度、背部回填密實度、空洞。

檢測方法：地質(zhì)雷達、超聲波、沖擊－回波法、紅外成像。第57頁/共68頁§8通風(fēng)照明檢測隧道通風(fēng)照明的必要性車輛在行駛的過程中要滿足安全行車的基本要求，首先必須有一定的能見度，這就需要照明；要滿足舒適行車而不影響司乘人員的健康，這就需要通風(fēng)。第58頁/共68頁1、通風(fēng)檢測隧道通風(fēng)包括施工通風(fēng)和運營通風(fēng)，兩者的目的是不同的。通風(fēng)檢測包括施工期間粉塵濃度檢測、瓦斯檢測；運營期間的CO檢測、煙霧VI濃度檢測、隧道風(fēng)壓、風(fēng)速檢測1）粉塵濃度檢測⑴檢測方法：濾膜測塵法⑵檢測原理：用抽氣裝置抽取一定量的含塵空氣，使其通過裝有濾膜的采樣器，濾膜將粉塵截留，然后，根據(jù)濾膜所增加的質(zhì)量和通過的空氣量計算出粉塵濃度。

⑶主要器材

①濾膜②采樣器③抽器裝置

G——粉塵濃度mg/m3；

W1——采樣前濾膜質(zhì)量mg；

W2——采樣后濾膜質(zhì)量mg；

Q——流量計讀數(shù)m3/min；

T——采樣時間min；

兩平行樣品的偏差值小于20％時，方屬合格，否則需重測第59頁/共68頁2）瓦斯?jié)舛葯z測

⑴催化型瓦斯測量儀－－化學(xué)反應(yīng)

⑵光干涉瓦斯檢定器－－物理反應(yīng)3）CO濃度檢測

CO允許濃度規(guī)定：①對于施工隧道：一氧化碳一般情況下不大于30mg/m3；特殊情況下，施工人員必須進入工作面時，濃度可為100mg/m3，但工作時間不超過30min；②對于運營隧道：隧道內(nèi)工作人員休息和控制室等人員長期停留的工作間為24ppm；正常運營時為150ppm，發(fā)生事故時短時間（15min）內(nèi)為250ppm。⑴檢知管：直徑4～6mm長150mm左右的密封玻璃管

比色式；比長式

一次性⑵AT2型