隧道工程质量检测

隧道工程质量检测17 第一章超前支护和预加固围岩施工质量检查4第一节注浆材料性能试验4第二节施工质量检查5第二章开挖质量检测6第一节开挖质量标准6第二节激光断面仪检测开挖断面6第三章初期支护施工质量检测7第一节锚杆抗拔力测试7第二节砂浆锚杆砂浆注满度检测8第三节喷射混凝土质量检测8第四节地质雷达法探测初期支护背部空洞9第四章防排水材料及施工质量检测10第一节高分子防水卷材性能检测10第二节防水混凝土抗渗性能试验11第三节防水板施工质量检测12第五章施工监控量测13第一节洞内外观察13第二节周边位移量测13第三节拱顶下沉量测14第四节地表下沉量测14第五节围岩内部位移量测14第六节围岩压力及两层支护间压力量测1417 第七节混凝土应力量测14第六章混凝土衬砌质量检测15第一节衬砌模板安装质量要求15第二节衬砌钢筋实测项目及要求15第三节衬砌混凝土施工质量标准16第七章超前地质预报16第八章通风检测16第一节粉尘浓度测定16第二节瓦斯监测17第三节一氧化碳检测17第四节烟雾浓度检测17第五节隧道通风检测17第九章照明检测1717 第一章超前支护和预加固围岩施工质量检查第一节注浆材料性能试验一、对注浆材料的要求1）浆液粘度低，渗透力强，流动性好，能进入细小裂隙和粉、细砂层。这样浆液可达到预想范围，确保注浆效果。2）可调节并准确控制浆液的凝固时间，以避免浆液流失，达到定时注浆之目的。3）浆液凝固时体积不收缩，能牢固粘结砂石；浆液结合率高，强度大。4）浆液稳定性好，长期存放不变质，便于保存运输，货源充足，价格低廉。5）浆液无毒，无臭，不污染环境，对人体无害，非易燃、易爆之物。二、注浆材料的主要性质1）粘度：粘度是表示浆液流动时，因分子间互相作用，产生的阻碍运动的内摩擦力。其单位为帕斯卡秒(Pa·s)。2）渗透能力：渗透能力即渗透性，指浆液注入岩层的难易程度3）凝胶时间：凝胶时间是指参加反应的全部成分从混合时起，直到凝胶发生，浆液不再流动为止的一段时间。4）渗透系数：渗透系数是指浆液固化后结石体透水性的高低，或表示结石体抗渗性的强弱。5）抗压强度:注浆材料自身抗压强度的大小决定了材料的适用范围，大者可用于加固地层，小者则仅能堵水。三、化学浆液黏度测定将试样注入测试器，直到它的高度达到锥形面下部边缘；将转筒浸入液体直到完全浸没为止，将测试器放在仪器支柱架上，并将转筒挂于仪器转轴钩上。启动电动机，转筒从开始晃动直到完全对准中心任务为止。将测试器在托架上前后左右移动，以加快对准中心，指针稳定后方可读数。四、水泥细度检验（一）主题内容与适用范围本标准规定了用80μm筛检验水泥细度的测试方法。本标准适用于硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥以及指定采用本标准的其他品种水泥。（二）方法原理17 本标准是采用80μm筛对水泥试样进行筛析试验，用筛网上所得筛余物的质量占试样原始质量的百分数来表示水泥样品的细度。四、仪器4.1试验筛1、试验筛由圆形筛框和筛网组成，筛网符合SSW0.080/0.056GB6004，分负压筛和水筛两种，其结构尺寸见图１和图２。负压筛应附有透明筛盖，筛盖与筛上口应有良好的密封性。2、筛网应紧绷在筛框上，筛网和筛框接触处，应用防水胶密封，防止水泥嵌入。3、负压筛析仪4、负压筛析仪由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成，其中筛座由转速为30±2r/min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等构成。5、筛析仪负压可调范围为4000￣6000Pa。6、喷气嘴上口平面与筛网之间距离为2--8mm。7、负压源和收尘器，由功率600W的工业吸尘器和小型旋风收尘筒组成或用其他具有相当功能的设备。（三）操作程序1、筛析试验前，应检查水中无泥、砂，调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转。喷头底面和筛网之间距离为35￣75mm。2、称取试样50g，置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压为0.05±0.02MPa的喷头连续冲洗3min。筛结，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干并用天平称量筛余物。第二节施工质量检查一、超前锚杆基本要求1、锚杆材质、规格等应符合设计和规范要求。2、超前锚杆与隧道轴线外插角宜为5°~10°3、超前锚杆与钢支撑配合使用是，应从钢架腹部穿过，长度应大于循环进尺，宜为3~5m。4、锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%5、锚杆搭接长度应不小于1m二、超前小导管基本要求1、钢管的型号、规格、质量等应符合设计和规范要求17 2、超前钢管与钢支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。3、钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%三、注浆效果检查1、分析法。分析注浆记录，查看每个孔的注浆压力、注浆量是否达到设计要求，从而以浆液注人量估算浆液扩散半径，分析是否与设计相符。 2、检查孔法。用地质钻机按设计孔位和角度钻检查孔，提取岩芯进行鉴定。 3、声波监测法。用声波探浏仪测量注浆前后岩体声速、振幅及衰减系数等来判断注浆效果。第二章开挖质量检测第一节开挖质量标准基本要求：1、开挖断面尺寸要符合设计要求2、应严格控制欠挖。拱脚、墙角以上1m范围内严禁欠挖，当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa，并确认不影响衬砌结构的稳定和强度时，允许岩石个别突出部分侵入断面，但其隆起不得大于50mm.3、应尽量减少超挖。4、隧道开挖轮廓应按设计要求预留变形量。5、超挖部分必须回填密实。第二节激光断面仪检测开挖断面一、原理极坐标法，以某物理方向（如水平方向）为起算方向，按一定间距（角度或距离）依次一一测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢径（距离）及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线。二、操作方法、步骤17 用断面仪进行测量，断面仪可以放置于隧道中任何适合于测量的位置（任意位置），扫描断面的过程（测量记录）是全自动的。将断面仪的控制器中的数据传输到普通的PC机中，运行断面仪配套的后处理软件，则可以从打印机、绘图机上自动获得较为理想的试图效果。第三章初期支护施工质量检测第一节锚杆抗拔力测试一、拉拔设备千斤顶、手动油压泵、油压表、千分表二、测试方法1、根据实验目的，在隧道围岩指定部位钻锚杆孔。孔深在正常深度的基础上稍作调整，以便锚杆外露长度大些，保证千斤顶的安装。2、按照正常的安装工艺安装待测锚杆。用砂浆将锚杆口部抹平，以便支放承压垫板。3、根据锚杆的种类和实验目的确定拉拔时间。4、在锚杆尾部加上垫板，套上中空千斤顶，将锚杆外端与千斤顶内缸固定在一起，并装设位移量测设备。5、通过手动油压泵加压，从油压表读取油压，根据活塞面积换算锚杆承受的抗拔力，视线需要从千分表读数锚杆尾部的位移，绘制锚杆拉力—位移曲线。三、注意事项1、安装拉拔设备时，应使千斤顶和锚杆同心，避免偏心受拉。2、加载应匀速，一般以每分钟10kN的速率增加。3、如果无特殊需要，可不做破坏性试验，拉拔到设计拉力即可停止加载。4、千斤顶应固定牢固，并有必要的安全保护措施。第二节砂浆锚杆砂浆注满度检测17 在锚杆杆体外端发射一个超声波脉冲，它沿杆体钢筋以管道波形式传播，到达钢筋底端后反射，在杆体外端可接收此反射波。如果钢筋外密实、饱满地由水泥砂浆握裹，砂浆又与周围岩体粘结，则超声波在传播过程中，不断从钢筋通过水泥砂浆向岩体扩散，能量损失很大，在杆体外端测得的反射波振幅小，甚至测不到；如果无砂浆握裹，仅是一根空杆，则超声波仅在钢筋中传播，能量损失不大，接收到的反射波振幅则较大；如果握裹砂浆不密实，中间有空洞或缺失，则得到的反射波振幅的大小介于前二者之间。由此，可以根据反射波振幅大小判定水泥砂浆的饱满程度。第三节喷射混凝土质量检测一、抗压强度试验 1．检查试块的制作方法  （1）喷大板切割法 在施工的同时，将混凝土喷射在45cmx35cmxl2cm（可制成6块）或45cmx20cmx12cm（可制成3块）的模型内，在混凝土达到一定强度后，加工成10cmx10cmx10cm的立方体试块，在标准条件下养护至28d进行试验（精确到0.1MPa) (2)凿方切割淡 在具有一定强度的支护上，用凿岩机打密徘钻孔，，取出长约35cm、宽约15cm的混凝上块，加工成10cmxl0cmxl0cm的立方体试块，在标准条件下养护至28d,进行试验（精确到0.1MPa）。 2．检查试块的数量  隧道（两车道隧道）每10延米，至少在拱部和边墙各取、组试样“，材料或配合比变更时另取一组，每组至少取3个试块进行抗压强度试验。  3．满足以下条件者为合格，否则为不合格。 （1）同批（指同一配合比）试块的抗压强度平均值，不低于设计强度或C20。 （2）任意一组试块抗压强度平均值不得低于设计强度的80％。 （3）同批试块为3～5组时，低于设计强度的试块组数不得多于1组；试块为（一16组时，不得多于两组；17组以上，不得多于总组数的15％。  二、喷射混凝土厚度的检测 1、喷层厚度可用凿孔或激光断面仪、光带摄影等方法检查。 2、检查断面数量。每口延米至少检查一个断面）再从拱顶中线起每隔2m凿孔检查一个点。 17 3、每个断面拱、墙分别统计，全部检查孔处喷层厚度应有60％以上不小于设计厚度，平均厚度不得小于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的1/2。在软弱破碎围岩地段，喷层厚度不应小于设计规定的最小厚度，钢筋网喷射混凝土的厚度不应小于6cm。 三、喷射混凝土与园岩粘结强度试验  (1)成型试验法 在模型内放置面积为10cmX10cmx厚5cm且表面粗糙度近似于实际情况的岩块，用喷射混凝土掩埋。在混凝土达到一定强度后，加工成10cmxl0cmX10cm的立方体试块,在标准条件下养护至28d，用劈裂法进行试验。 （2）直接拉拔法 在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用喷射混凝土将加力板埋人，喷层厚度约10cm，试件面积约30cmX30cm（周围多余的部分应予清除）。经28d养护，进行拉拔试验。 四、喷射混凝上粉尘、回弹检查 按《公路隧道施工技术规范>>(JTJ042—94）规定。 (五)其它试验 当有特殊要求时,对喷射混凝土的抗拉强度、弹性模量等项目应进行试验。 喷射混凝土施工质量评判  （一）匀质性  喷射混凝上强度的匀质性、可用现场28d龄期同n组试块抗压强度的标准差s和变异系数V n表示。 （二）抗压强度  1．同批喷射混凝土的抗压强度，应以同批标准试块的强度代表值来评定。 2．每组试块的强度代表值为3个试块试验结果的平均值（精确到0.1MPa）第四节地质雷达法探测初期支护背部空洞一、原理地质雷达法是一种用于确定地下介质的光谱（1MHz-1GHz）电磁技术。地质雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，可根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料，可推断介质的结构。二、简述地质雷达探测衬砌探测背部空洞注意事项:1）测量前应检查主机、天线以及运行设备，使之均处于正常17 2）测量时应确保天线与衬砌表面密贴（空气耦和天线除外）；3）检测天线应移动平衡、速度均匀。移动速度宜为3—5km/h；4）记录应包括记录测线号、方向、标记间隔以及天线类型等；5）当需要段测量时，相邻测量段接头重复长度不应小于1m；6）应随时记录可能对测量产生电磁影响的物体（如渗水、电缆、铁架等）及其位置；7）应准确标记测量位置。地质雷达探测初期支护时，纵向布线应采用连续测量方式，测量点距不宜大于20cm三、衬砌背后回填密实度判定特征：1）密实：信号幅度较弱。甚至没有界面反射信号；2）不密实：衬砌界面的强反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散；3）空洞：衬砌界面反射信号强，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大。四、衬砌内部钢架、钢筋位置分布的主要判定特征：1）钢架：分散的月牙形强发射信号；2）钢筋：连续的小双曲线形强反射信号。第四章防排水材料及施工质量检测第一节高分子防水卷材性能检测一、拉伸性能试验（一）实验设备：裁片机、拉力试验机、（二）试验程序：在对裁取的三块A样片上，用裁片机对每块样片沿卷材纵向和横向分别裁取标准形状的试样各两片，并按规定标注标距线和夹持线。在标距区内，用测厚仪测量标距中间和两端三点的厚度，取其算术平均值作为试样厚度d，精确到0.1mm。测量两标距线间初始长度L0.将试验机的拉伸速度调到250mm/min±50mm/min，再将试样置于夹持器的中心，对准夹持线夹紧，开动机器拉伸试样，读取试样断裂时的荷载P，同时量取试样断裂瞬间标距线的长度L1，若试样断裂在标距外，则重做试样重新试验。二、热处理尺寸变化率试验（一）试验器具：鼓风恒温箱、直尺、模板、垫板17 （二）试验程序：用模板裁取三块B试样，标明卷材的纵横方向，并表明每边的重点，作为试样处理前后测量时的参考点。在标准环境下，用直尺测量试样纵向或横向上两参考点间的初始长度So，将试样平放在撒有少量滑石粉的垫板上，再将垫板水平置于鼓风恒温箱中，三块垫板不得叠放，在80℃±2℃的温度下恒温6h，取出垫板置于标准环境中调节24h，再测量纵向或横向上两参考点的长度S1.三、低温弯折性试验（一）实验器具：低温箱、弯折仪、放大镜（二）试验程序：在标准环境下，用测厚仪测量C试样的厚度。试样的耐厚面应无明显缺陷。然后将试样的耐厚面朝外，弯曲180°，使50mm宽的边缘重合、齐平，并确保不发生错位，使弯折仪的上下平板间距调到卷材厚度的三倍，试验两块试样。将弯折仪上平板翻开，将两块试样平放在弯折仪下平面上，重合的一边朝内转轴，且距离转轴20mm，将弯折仪连同试样放入低温箱内，在规定温度下保持1h，然后在一秒之内将弯折仪的上平板压下，达到所调间距为止，保持一秒后将试样取出，待恢复到室温后，观察试样弯折处是否断裂，或用放大镜观察是否有裂纹。两块试样均未断裂或无裂纹时，评定为无裂纹。第二节防水混凝土抗渗性能试验一、仪器设备混凝土渗透仪、成型试模、螺旋加压器、烘箱、电炉、浅盘、砂锅、密封材料等。二、实验步骤1、试件到期后取出，擦干表面，用钢丝刷刷净两端面，待表面干燥后，在试件侧面滚涂一层融化的密封材料，然后立即在螺旋加压器上压入经过烘箱或电炉预热过的试模中，使试件底面和试模底平齐，待试模变冷后，即可解除压力，撞在渗透仪上进行试验。2、试验时，水压从0.2Mpa开始，每隔8h增加水压0.1MPa，并随时注意观察试件端面情况。一直加至6个试件中有3个试件表面发现渗水，记下此时的水压力，停止试验。3、当加压至设计抗渗等级，经8h后第三个试件仍不渗水，表明混凝土已满足设计要求，也可停止实验。17 第三节防水板施工质量检测复合式衬砌防水层施工检查内容复合式衬砌防水层实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频次1搭接宽度（mm）不小于100尺量，全部，每个搭接检查3处2搭接缝宽（mm）焊接两侧缝宽≥25尺量，每个搭接检查5处黏结黏缝宽≥503固定点间距（m）拱部符合设计要求尺量，检查总数的10%墙部符合设计要求4接缝与施工缝错开距离（mm）≥500尺量，每个搭接检查5处明洞防水层实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频次1搭接长度（cm）≥10每环检查2处2卷材向隧道延伸长度（cm）≥50每环检查5处3卷材于基底的横向长度（cm）≥50每环检查5处4沥青防水层每层厚度（cm）2每环检查10处一、排水系统施工质量检查一、排水系统施工质量检查内容1、设置在软弱围岩区段的盲沟、有管渗沟，周侧应做砂砾石反滤层，相邻层粒径比不宜小于1/4，层厚不小于15cm，集料粒径小于0.25mm者，其含量应不小于5%。黏土地质区不宜用土工布、无纺布包裹。2、墙背泄水孔必须伸入盲沟内，泄水孔进口处超挖部分应用同级混凝土或不透水材料回填密实。3、排水管接头应密闭牢固，不得出现松动。4、严寒地区保温水沟施作应有防潮措施，防治保温层受潮。修筑的深埋渗水沟，回填材料应满足保温、透水性好的要求。二、隧道中的砌体排水结构检查内容：其检查项目及基本要求痛一般公路工程排水结构相同。三、外观检查：外观上要求水沟、检查井盖板平稳无翘曲。17 第五章施工监控量测第一节洞内外观察一、观察内容1、掌子面观察：（1）岩石种类和形状（2）岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、构造（3）地层时代归属及产状（4）节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等（5）断层的性质、产状，破碎带宽度、特征（6）地下水类型，涌水量大小，位置、压力，水的化学成分等（7）开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象2、已施工区间观察：（1）渗漏水情况（2）喷层表面的观察及裂隙情况的描述和记录（3）喷混凝土与围岩接触情况（4）有无锚杆被拉坏或垫板陷入围岩内部的现象（5）有无锚杆和混凝土施工质量问题（6）钢拱架有无被压屈现象（7）二次衬砌表面的观察以及裂隙情况3、洞外观察：（1）地表面变异：开裂的分布等（2）植被情况：树木的破损以及移动等（3）水系状况：涌水等的变化第二节周边位移量测隧道内壁面两点连线方向的位移之和称为“收敛”，此量测称为“收敛量测”。收敛值为两次量测的距离之差。收敛量测是隧道施工监控量测的重要项目，收敛至是最基本的量测数据，必须量测准备，计算无误。17 第三节拱顶下沉量测隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉量，单位时间内拱顶下沉值称为拱顶下沉速度，拱顶下沉量也属位移量测，对于浅埋、固结程度低的地层，水平成层的场合，这项量测比收敛量测更为重要，其量测数据是确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工顺序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全最基本的资料。第四节地表下沉量测浅埋隧道和隧道的洞口段通常位于软弱、破碎、自稳时间较短的围岩中，施工方法不妥极易发生冒顶塌方或地表有害沉降，当地表有建筑物时会危及其安全。浅埋隧道开挖时可能会引起地层沉陷而波及地表，因此，对隧道进行地表下沉量测是十分重要的。第五节围岩内部位移量测周边位移量测结果是隧道周边两点在连线方向位移之和，隧道周边和背部唯一状态不能通过周边位移量测取得，而对于浅埋、偏压和强构造不均岩体，隧道两侧边性差异很大，对上述岩体及时监测隧道周边和内部绝对位移，对判别围岩稳定性和支护效果作用很大。围岩内部位移量测是检测隧道周边某点及围岩内部不同深度个点的位移状态。第六节围岩压力及两层支护间压力量测隧道开挖后，围岩要向净空方向变形，而支护结构要阻止这种变形，这样就会产生围岩作用于支护结构上的围岩压力。围岩压力量测，通常情况下是指围岩与支护或喷层与二次衬砌混凝土间接触压力的测试，其方法是在围岩与支护、两次支护只见埋设各种压力盒及传感器，了解围岩压力的量值以及分布状态，判断围岩和支护的稳定性，分析二次衬砌的稳定性和安全度。第七节混凝土应力量测混凝土应力量测包括喷射混凝土和二次衬砌模铸混凝土应力量测，其目的是了解混凝土层的变性特征以及混凝土的应力状态；掌握喷曾所受应力的大小，判断喷射混凝土层的稳定状况；判断支护结构长期使用的可靠性以及安全程度；检验二次衬砌设计的合理性等。17 第六章混凝土衬砌质量检测衬砌混凝土浇筑施工检查第一节衬砌模板安装质量要求项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频次1平面位置及高程（mm）±15尺量；全部2起拱线高程（mm）±10水准仪测量；全部3拱顶高程（mm）﹢10水准仪测量；全部4模板平整度（mm）52m靠尺和塞尺；每3m测5点5相邻浇筑段表面错台（mm）±10尺量；全部第二节衬砌钢筋实测项目及要求项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频次1主筋间距（mm）±10每20m检查5点2两层钢筋间距（mm）±5每20m检查5点3箍筋间距（mm）±20每20m检查5处4绑扎搭接长度受拉HPB级钢筋30d每20m检查3个接头HPB级钢筋35d受压HPB级钢筋20dHPB级钢筋25d5钢筋加工长度（mm）-10,+5每20m检查2根6钢筋保护层长度（mm）+10,-5两端，中间各量一处17 第三节衬砌混凝土施工质量标准序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度在合格标准内试件强度实验报告2边墙平面位置±10尺量；全部3拱部高程±30,0水准仪测4初砌厚度不小于设计值激光断面仪或地质雷达随机检测5边墙、拱部表面平整度152m直尺，塞尺，每侧检查5处第七章超前地质预报1、地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层以及特殊岩土的预测预报。2、地质构造预测预报，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的够早发育情况的预测报告。3、不良地质预测预报，特别是对岩溶、人为坑洞，瓦斯等发育情况进行预测。4、地下水预测预报，特别是岩溶管道水及富水断层，富水褶皱轴，富水地层中的裂隙水等发情情况进行预测预报。第八章通风检测第一节粉尘浓度测定山岭公路隧道所穿过的地层地质条件千变万化，施工中产生的粉尘危害性极大。一般的粉尘能引起职业病，危害职工的身体健康，特殊情况下在煤层内掘进时产生的煤尘还有爆炸危险，严重威胁隧道的施工安全。所以，必须重视粉尘检测与防治工作。17 第二节瓦斯监测隧道在掘进中有时穿过煤系地层，煤系地层经常富含瓦斯。瓦斯是多种可燃可爆气体的总称，主要成分是甲烷，瓦斯爆炸反应程度很快，与时间成反比的功率就很大，所形成的的瞬间压力对掘进中的隧道有很强大的破坏力，对人员生命安全有很大的威胁。第三节一氧化碳检测一氧化碳无色无味无臭，对空气的相对密度为0.97，能均匀散布于空气中，不用专门的仪器不易察觉。浓度在13%~75%时能引起爆炸，毒性极强，所以必须重视对一氧化碳的检查。第四节烟雾浓度检测柴油车排放的气体中，除二氧化硫等物质外，还有大量的游离碳根，煤烟不仅影响隧道内的能见度、舒适性，也影响身体健康。第五节隧道通风检测隧道通风检测包括风压检测和风速检测。第九章照明检测入口段、过渡段、中间段、出口段都是检查的重点。17