隧道工程試驗(yàn)

隧道工程試驗(yàn)檢測技術(shù)第一節(jié)概述一、隧道分類按隧道所處的位置可分為：山嶺隧道、城市隧道、水下隧道；按隧道穿越地層可分為：巖石隧道、土質(zhì)隧道；按隧道修建方式可分為：明挖隧道、暗挖隧道、沉管法隧道按隧道開挖掘進(jìn)方式可分為：鉆爆法（也叫礦山法）隧道、盾構(gòu)法隧道、掘進(jìn)機(jī)法隧道、破碎機(jī)法隧道；按隧道布置方式可分為：分離隧道、小凈距隧道、聯(lián)拱隧道、分岔隧道；按隧道跨度或車道數(shù)可分為：一般跨度隧道、中等跨度隧道、大跨度隧道；隧道按長度分為：特長隧道（L>3000m)、長隧道（3000≥L>1000m）、中隧道（1000≥L>500m）、短隧道（500≥L）；公路隧道基本組成圍巖、噴錨襯砌（初期支護(hù)）、模筑混凝土襯砌（二次襯砌）、仰拱襯砌、仰拱填充、防水層、排水盲管、深埋水溝、路側(cè)邊溝、路面結(jié)構(gòu)、電纜溝及蓋板等組成；隧道內(nèi)還須配備照明、通風(fēng)、監(jiān)控、交通工程設(shè)施、防火、防災(zāi)救援設(shè)施等機(jī)電設(shè)施和管理設(shè)施。公路隧道特點(diǎn)：斷面大、形狀扁平、圍巖條件復(fù)雜、結(jié)構(gòu)受力不確定、不可預(yù)見的因素多、施工環(huán)境差、隱蔽工程多、需要運(yùn)營通風(fēng)、照明、防水要求高；常見質(zhì)量問題和主要病害現(xiàn)象：滲漏、襯砌開裂、界限受侵、襯砌厚度不足、襯砌圍巖結(jié)合不密實(shí)、混凝土劣化、強(qiáng)度不足、路面隆起、下沉、開裂、通風(fēng)照明差、懸掛件銹蝕、松動、脫落、缺失、附屬設(shè)施損害。公路隧道試驗(yàn)檢測內(nèi)容公路隧道檢測技術(shù)涉及面廣，內(nèi)容多，其主要內(nèi)容包括：材料檢測，開挖斷面檢測，初期支護(hù)檢測（包括輔助措施檢查、臨時支撐檢測），襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測，結(jié)構(gòu)幾何尺寸檢測，外觀質(zhì)量檢測，襯砌背后的空洞及密實(shí)檢測，防排水檢測，圍巖松動檢測，圍巖預(yù)加固檢測，施工監(jiān)控量測，超前地質(zhì)預(yù)報，施工環(huán)境檢測等。開挖質(zhì)量基本要求開挖斷面尺寸要符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)嚴(yán)格控制欠挖。拱腳、墻腳以上1m范圍內(nèi)嚴(yán)禁欠挖。當(dāng)石質(zhì)堅(jiān)硬完整且?guī)r石抗壓強(qiáng)度大于30MPa，并確認(rèn)不影響襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強(qiáng)度時，允許巖石個別突出部分（每1㎡內(nèi)不大于0.1㎡）侵入斷面，但其隆起量不得大于50mm。應(yīng)盡量減少超挖。隧道開挖輪廓應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留變形量，預(yù)留變形量大小宜根據(jù)監(jiān)控量測信息進(jìn)行調(diào)整。超挖部分必須回填密實(shí)。爆破效果要求開挖輪廓圓順，開挖面平整。周邊眼炮痕（炮眼殘痕）保存率計(jì)算：周邊眼炮痕保存率=（殘留有痕的炮眼數(shù)/周邊眼總數(shù))×100%炮眼保存率標(biāo)準(zhǔn)圍巖條件硬巖中硬巖軟巖炮痕保存率(%)≥80≥70≥50兩茬炮銜接時,出現(xiàn)的臺階形誤差不得大于150mm。對于炮眼深度大于3m的情況，可根據(jù)實(shí)際情況另行確定。開挖斷面檢測方法隧道開挖斷面檢測目前最常用的方法為極坐標(biāo)法，其代表設(shè)備為隧道激光斷面儀。斷面儀法精度高、速度快、效率高，是一種非接觸式測量方法。另外也可采用以內(nèi)模為參照物直接測量法、使用激光束的方法和使用投影機(jī)的方法。激光斷面儀檢測開挖斷面測量原理為極坐標(biāo)法，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）依次測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實(shí)際開挖輪廓線交點(diǎn)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(diǎn)依次相連即可獲得實(shí)際開挖的輪廓線。與設(shè)計(jì)開挖輪廓線對照即可得出超欠挖數(shù)量。噴錨襯砌施工質(zhì)量檢測錨桿施工質(zhì)量檢測錨桿加工質(zhì)量檢查錨桿的種類主要包括：砂漿錨桿、藥卷錨桿、中空注漿錨桿、自鉆式錨桿、組合中空錨桿、樹脂錨桿、契縫式端頭錨固式錨桿、管縫式錨桿等，每一種錨桿在使用安裝前，都必須對其材質(zhì)、規(guī)格和加工質(zhì)量進(jìn)行檢查。錨桿桿體材料力學(xué)性能檢測a抗拉強(qiáng)度b延展性c彈性桿體規(guī)格錨桿桿體的直徑必須與設(shè)計(jì)相符，中空錨桿還應(yīng)檢查管壁厚度，可用卡尺或直尺測量。桿體直徑和壁厚允許偏差小或等于4%錨桿長度錨桿桿體長度必須與設(shè)計(jì)相符，用直尺測量，長度偏差不得小于設(shè)計(jì)長度的95%加工質(zhì)量錨桿安裝質(zhì)量檢查錨桿孔位錨桿方向鉆孔深度孔徑錨桿錨固劑（砂漿）強(qiáng)度檢測錨桿墊板錨桿數(shù)量錨桿抗拔力錨桿錨固長度和砂漿注滿度檢測錨桿抗拔力測試錨桿抗拔力常用錨桿拉拔計(jì)來測試。錨桿拉拔計(jì)構(gòu)成：手動泵、空心千斤頂、高壓油管、傳力板、壓力表構(gòu)成。在隧道內(nèi)由于錨桿與巖面不完全垂直，還需配備鍥形調(diào)節(jié)墊塊，如需測試錨桿抗拔位移，可增加行程計(jì)量裝置。錨桿拉拔試驗(yàn)注意事項(xiàng)：砂漿錨桿應(yīng)在錨固砂漿強(qiáng)度達(dá)到100%后進(jìn)行。被測錨桿應(yīng)將錨桿墊板取下。安裝拉拔設(shè)備時應(yīng)將千斤頂與錨桿同心，避免偏心受拉。錨桿抗拔力試驗(yàn)應(yīng)逐級加載，每級應(yīng)均勻加載，速率一般不大于10KN/min,稍作停頓，并觀測記錄其變形數(shù)值和破壞情況。拉拔力到設(shè)計(jì)要求的抗拉力即可停止加載，一般不做破壞性試驗(yàn)。錨桿抗拔力試驗(yàn)不應(yīng)少于同類型錨桿總數(shù)的1%，并不得少于3根。千斤頂應(yīng)固定牢靠，并有必要的安全保護(hù)措施。錨桿錨固長度和注滿度檢測通常采用無損檢測儀，聲波反射法原理，在錨桿桿體外端發(fā)射一個聲波脈沖，它沿桿體鋼筋以管道波形式傳播，到達(dá)鋼筋底端后反射，在桿體外端接收此反射波。噴射混凝土質(zhì)量檢測質(zhì)量檢測內(nèi)容噴射混凝土強(qiáng)度噴射混凝土抗壓強(qiáng)度是主要性能指標(biāo)。噴射混凝土強(qiáng)度包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度等。（抗壓強(qiáng)度檢測目前主要采用噴大板切割法）噴射混凝土厚度噴射混凝土外觀及平整度噴射混凝土背后空洞噴射混凝土回彈率影響噴射混凝土強(qiáng)度的因素原材料主要包括水泥、砂、碎石、速凝劑等。速凝劑要求初凝時間不大于5min,終凝時間不大于10min施工作業(yè)噴射中要控制好水灰比、噴射距離、噴射風(fēng)壓，分層噴射；噴射后注意灑水養(yǎng)護(hù)。影響噴射混凝土厚度的因素爆破效果（2）回彈率（3）噴射參數(shù)噴射時的風(fēng)壓、水壓、噴頭與噴面的距離、噴射角度、噴射料的粒徑等（4）施工控制措施GB50086-2015巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范錨噴襯砌斷面尺寸檢測應(yīng)在防水板鋪設(shè)前，檢測噴錨襯砌（初期支護(hù)）是否侵入二次襯砌結(jié)構(gòu)以內(nèi)。檢測方法：1、激光斷面儀檢測法2、直接測量法模筑混凝土襯砌質(zhì)量檢測主要質(zhì)量檢測指標(biāo)：混凝土強(qiáng)度、混凝土襯砌結(jié)構(gòu)厚度、混凝土密實(shí)度、混凝土外觀及表面平整度、混凝土襯砌背后空洞?；炷翉?qiáng)度以抗壓強(qiáng)度為主要指標(biāo)進(jìn)行檢測，強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。混凝土襯砌結(jié)構(gòu)厚度混凝土密實(shí)度混凝土襯砌外觀包括蜂窩麻面、裂縫、平整度和幾何輪廓、鋼筋外露等，混凝土襯砌表面輪廓線應(yīng)順直、規(guī)整、光滑、色澤一致。每平方米面積中蜂窩麻面和氣泡面積不應(yīng)超過0.5%。蜂窩、麻面深度不應(yīng)超過5mm。混凝土襯砌背后空洞第四節(jié)隧道防排水檢測隧道防排水的基本原則及要求隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)對地下水妥善處理，洞內(nèi)外形成一個完整暢通的防排水系統(tǒng)。隧道防排水應(yīng)滿足以下要求：1、拱部、邊墻、路面、設(shè)備箱洞不滲水。2、有凍害地段隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結(jié)。3、車行橫通道、人行橫通道等服務(wù)通道拱部不滴水，邊墻不淌水。隧道工程防水混凝土的一般要求隧道模筑混凝土襯砌應(yīng)滿足抗?jié)B要求，混凝土抗?jié)B等級一般不小于P8；當(dāng)襯砌處于侵蝕性地下水環(huán)境中，混凝土的耐侵蝕系數(shù)不應(yīng)小于0.8.混凝土耐侵蝕系數(shù)計(jì)算：Ns=Rws/RwyNs-混凝土耐侵蝕系數(shù)；Rws--在侵蝕性水中養(yǎng)護(hù)6個月的混凝土試塊抗折強(qiáng)度；Rwy--在飲用水中養(yǎng)護(hù)6個月的混凝土試塊抗折強(qiáng)度；當(dāng)受凍融作用時，不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。隧道工程防水混凝土的水泥用量不得少于320Kg/m3，水泥強(qiáng)度等級不低于42.5，水灰比不大于0.50.當(dāng)摻入活性細(xì)粉時，不得少于280Kg/m3防水混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：裂縫寬度應(yīng)不大于0.2mm，并不貫通。迎水面主鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。襯砌厚度不應(yīng)小于30cm試件抗?jié)B等級應(yīng)比計(jì)要求提高0.2MPa。當(dāng)采用防水混凝土?xí)r，應(yīng)對襯砌的各種縫隙采取有效的防水措施，已使襯砌獲得整體防水效果。防水混凝土的實(shí)際坍落度與要求坍落度之間的偏差一般不得超過要求值的30%?；炷量?jié)B性試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍：主要用于檢測混凝土硬化后的防水性能，以測定其抗?jié)B等級。防水混凝土抗?jié)B等級可分為三種：（1）設(shè)計(jì)抗?jié)B等級；（2）試驗(yàn)抗?jié)B等級，試驗(yàn)時在設(shè)計(jì)抗?jié)B等級基礎(chǔ)上提高0.2MPa來確定；（3）檢驗(yàn)抗?jié)B等級；防水層施工質(zhì)量檢測防水層材料基本要求防水卷材及無紡?fù)凉げ嫉牟牧掀贩N、規(guī)格、性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，材質(zhì)均勻、無破損。2、防水卷材施工工藝防水卷材鋪設(shè)要求鋪設(shè)基面不得有錨桿露頭和鋼筋斷頭外露；在防水施工前，如拱墻有滲漏、涌水，應(yīng)用不透水薄膜隔離、鋪排水管，將水隔離，引至邊墻腳；明洞襯砌拱背混凝土應(yīng)平整，不得有鋼筋露頭露出。如有不平整現(xiàn)象，可用砂漿抹平。3、防水層質(zhì)量檢查（1）外觀檢查防水層表面平順、無褶皺、無氣泡、無破損，與洞壁密貼，松弛適度，無緊繃現(xiàn)象。接縫、修補(bǔ)片焊縫密貼飽滿，無氣泡、空隙。（2）充氣檢查采用雙縫焊接的焊縫可用充氣法檢查防水板焊縫。將5號注射針與壓力表相接，用打氣筒充氣，當(dāng)壓力表達(dá)到0.25MPa時，保持15min，壓力下降在10%以內(nèi)，焊縫合格。如壓力下降超過10%，證明焊縫有假焊、漏焊。用肥皂水涂在焊接縫上，找出產(chǎn)生氣泡地方重新補(bǔ)焊，直到不漏氣為止。4、排水系統(tǒng)施工質(zhì)量檢查排水系統(tǒng)包括：排水盲管、橫向?qū)堋⒙窚y邊溝、深埋水溝、防寒泄水洞等。第五節(jié)隧道施工環(huán)境檢測公路隧道在施工中帶來強(qiáng)烈的噪聲、沖擊、振動、大氣污染、棄渣污染，并對施工人員的身體產(chǎn)生危害。因此，在隧道的施工階段必須采取相應(yīng)的措施，降低施工過程給環(huán)境和人員帶來的不利影響，并加強(qiáng)施工環(huán)境檢測。隧道施工環(huán)境檢測的主要任務(wù)是監(jiān)測隧道施工過程中隧道內(nèi)的粉塵、有害氣體及核輻射。粉塵濃度檢測我國常采用質(zhì)量法測定粉塵濃度，目前普遍采用濾膜測塵法?？偡蹓m濃度檢測原理空氣中的總粉塵用已知質(zhì)量的濾膜采集，由濾膜的增量和采氣量，計(jì)算出空氣中總粉塵的濃度。呼吸性粉塵濃度檢測原理空氣中粉塵通過采樣器上的預(yù)分離器，分離出的呼吸性粉塵顆粒采集在已知質(zhì)量的濾膜上，由采樣后的濾膜增量和采氣量，計(jì)算出空氣中呼吸性粉塵的濃度。總粉塵濃度計(jì)算:C=（m2-m1）*1000/(Q*t)--空氣中總粉塵濃度(mg/m3)m2--采樣后的濾膜質(zhì)量(mg)m1--采樣前的濾膜質(zhì)量(mg)-采樣流量(L/min)-采樣時間(min)瓦斯檢測（CH4）催化型瓦斯測量儀光干涉瓦斯檢定器CO檢測檢知管CO傳感器分為：電化學(xué)CO氣體傳感器、催化可燃CO氣體傳感器、固態(tài)傳感器、紅外氣體傳感器；硫化氫檢測亞甲基藍(lán)比色法