4隧道施工质量检测

第四章隧道施工质量检测第四章隧道施工质量检测一、概述二、超前支护与围岩预加固施工质量检测三、开挖质量检测四、初期支护施工质量检测五、防排水材料及施工质量检测六、混凝土衬砌质量检测七、隧道通风检测八、隧道照明检测一、概述•隧道工程检测工作，是质量管理的重要组成部分，是质量控制的重要手段。•2019年-2019年，交通部陆续颁布了一系列的公路工程试验检测办法、规定、规程，促进规范了公路工程试验检测工作向科学、公正、规范、独立、市场化方向发展。其中也包括了隧道工程的检测规定。1、公路隧道特点•断面大—围岩受扰动范围大，拉伸区和塑性区大，施工难度大；•形状扁平—容易出现受拉伸区，施工时及运营时易于受到破坏；•运营通风—CO,CO2,烟尘；•运营照明—进洞时有黑框或黑洞效应，出洞时有眩光现象；•防水要求高—渗漏导致路面湿滑；威胁机电设备及线路；冻融破坏结构；•维修困难2、公路隧道常见的质量问题•隧道渗漏•衬砌开裂•限界受侵•衬砌结构与围岩结合不密实•通风照明不良3、山岭公路隧道检测技术内容•按修建过程分：材料质量、超前支护与预加固围岩施工质量、开挖质量、初支、防排水、衬砌、通风检测、照明等•按类别分：材料检测、施工检测、环境检测超前支护与围岩加固是隧道开挖前或开挖中采用的辅助施工方法，用以增强隧道稳定性;适用范围：浅埋自稳性差的软弱破碎地层；严重偏压、岩溶流泥地段；砂（土、卵、砾）石层、断层破碎带；大面积淋水或涌水地段；初支强度不够而失稳产生的冒顶、坍塌带处理；二、超前支护与围岩预加固施工质量检测•常用的方法包括对地层预支护（超前支护）和预加固两大类，主要有：•地表砂浆锚杆或地表注浆加固—对浅埋、洞口段、偏压地段地层进行加固；锚固砂浆需达一定设计强度方可进行下方隧道开挖；•超前锚杆或超前小导管支护—超前预支护；浅埋松散破碎地层；•管棚钢架超前支护—超前预支护；极破碎地层、塌方体、岩堆；流塑状岩体或岩溶、严重流泥地段；辅以灌浆效果更好；•超前小导管预注浆—超前加固与预支护；适用于自稳时间短的砂层、砂砾石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋段及塌方段；•超前围岩深孔预注浆—超前预加固；极其松散、破碎、软弱地层，或在大量涌水带，可加固地层和封堵水源。可在地表和开挖面进行。注浆材料•注浆材料进入空隙后凝结硬化后起到防水和加固作用•理想的注浆材料特点：1、粘度低，渗透力强，流动性好，能进入细小裂隙和粉细砂层，达到理想的范围，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，达到定时注浆的目的；3、凝固时，体积不收缩，能牢固粘结砂石，结合率高，强度大；4、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、无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，非易燃易爆;•注浆材料分类：水泥浆—单液水泥浆，双液浆（水泥浆-水玻璃）化学浆—水玻璃类、聚氨酯类、铬木素类、丙烯酰胺类等等注浆材料的主要性质：1、粘度—粘度大小影响浆液扩散半径、注浆压力、流量等参数（Pa·s,CP）；粘度增长有逐渐增加型和突变型；现场可用简易粘度计测量。2、渗透能力—浆液进入岩层的难易程度。对于悬浊液，取决于颗粒大小，对于溶液，取决于粘度。根据试验，注入系数K≥3才能注入3、水泥细度检测方法：筛析法。3、凝胶时间—参加反应的全部成分从混合起，到凝胶发生，不再流动。凝胶时间长的用维卡仪，短的用手持玻璃棒搅拌至感觉不再流动。4、渗透系数—浆液固化后结石体透水性的高低或其抗渗性的强弱。5、抗压强度—应考虑注浆材料与加固体两者。不同材料相应指标对比表名称性能粘度（Pa·s）凝结时间渗透系数（cm/s）结合体抗压强度（MPa）纯水泥浆15-14012-24h10-1~10-35~25水泥-水玻璃十几秒/分钟10-2~10-35~20水玻璃（3-4）×10-3瞬间-几十分钟10-2丙烯酰胺1.2×10-3十几秒/分钟10-5~10-60.4~0.6聚氨酯类几十—几百十几秒/分钟10-4~10-66~10•隧道施工特点是地质、水文情况复杂多变，施工场地狭小，环境较差，难度大；对于不良地质地段的围岩加固要做到安全、经济、合理，确保施工质量，其技术要求高，难度大，责任重。施工质量检测基本内容：超前锚杆超前钢管注浆效果•超前锚杆检测：锚杆材质、规格；外插角；长度；与钢架的配合；孔位；钻孔深度；锚杆插入长度；锚杆搭接长度检查锚杆数量不少于总数的10%•超前钢管检测：钢管型号、规格、数量；超前钢管与钢架配合；孔位；钻孔深度；检测数量不少于总数的10%•注浆效果检测：1、分析法分析注浆记录，查看注浆压力，注浆量；漏浆、跑浆情况、估算浆液扩散半径2、检查孔法用钻机按设计孔位和角度钻孔检查，提取岩心鉴定，同时测定孔的吸水或漏水量3、声波监测法用声波探测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注浆效果如未达到设计要求时，应补充钻孔再注浆三、开挖质量检测•开挖质量是控制隧道施工工期和造价的关键超挖：增加出渣量和衬砌量；产生局部应力集中，影响围岩稳定；欠挖：影响衬砌厚度，对工程质量和安全产生隐患，处理费时、费力、费物。•开挖质量检测包括两项内容开挖断面的规整度—一般可用目测法超欠挖控制—需要准确细致测量实际轮廓线，得出超欠挖的大小和部位方法有直接测量、直角坐标、三维摄影、激光断面仪四、初期支护施工质量检测•初期支护是指隧道开挖后，用于控制隧道围岩变形及防止坍塌及时施作的支护•基本方法：锚杆、喷混凝土、钢筋网、钢架等，可分别使用，也可具体条件综合使用；锚杆与喷射混凝土结合使用较多，统称为锚喷支护•锚杆的作用表现为：悬吊、组合梁、加固拱等•锚杆检测：锚杆材料检测：抗拉强度、延展性与弹性、锚杆规格及加工质量安装尺寸：锚杆位置、锚杆方向、钻孔深度、钻孔直径与形状抗拔力检测：抗拔力是材料、加工、施工安装质量的综合反映，是锚杆质量检测的基本内容砂浆锚杆注满度检测喷射混凝土质量检测•喷射混凝土作用：支撑、填补、粘结、封闭•强度检测：应包括抗压、抗拉、抗剪、疲劳、粘结强度等多种，一般检测抗压强度样品：现场喷样；现场凿取；数量：每10m在拱部和边墙各取一组，每组至少三个试块标准：1）同一配合比的试块抗压强度平均值不低于设计强度；2）任意一组抗压强度平均值不低于设计强度80%；3）试块3-5组时，低于设计强度的试块组数不得多于1组；试块为3-6组时，不得多于2组；17组以上，不得多于总组数的15%•厚度检测：方法：凿孔、激光断面仪数量：每10m至少检查一个断面，再从拱顶中线起，每隔2m凿孔检查一个点标准：每个断面拱、墙分别统计，全部检查孔60%以上不小于设计厚度，平均厚度不小于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的1/2在软弱破碎围岩地段，不小于设计规定最小厚度。钢筋网喷射混凝土厚度不应小于6cm•喷射混凝土与围岩粘结强度检测：方法：成型试验法（劈裂法）、直接拉拔法标准：IV级围岩不低于0.8MPa，III级围岩不低于0.5MPa•喷射混凝土粉尘、回弹检测•关于回弹：《公路隧道施工技术规范》规定：回弹率应予以控制，拱部不超过40%，边墙不超过30%，挂钢筋网后，回弹率限制可放宽5%回弹物不得重新作为喷射混凝土材料使用。•应采用多种方法控制粉尘及回弹率•其他试验：当有特殊要求时，对喷射混凝土的抗拉强度、弹性模量等项目也要进行试验钢支撑施工质量检测•钢支撑的分类：钢格栅：矩形断面格栅、三角形断面格栅；型钢支撑：H型钢支撑、工字钢支撑、U型钢支撑钢管支撑•质量检测：加工质量：尺寸、刚度与强度、焊接质量安装质量：安装尺寸、倾斜度、连接与固定•初支背部空洞检测支护背部与围岩之间存在空洞，导致围岩松弛，使支护结构产生弯曲应力，从而损伤支护结构功能，降低其承载能力；同时，空洞的存在还很容易赋存地下水，产生超孔隙水压力，导致支护结构破坏和渗漏，极大地影响隧道的安全使用。较多的工程事故实例表明衬砌背部空洞检测的重要性•方法:敲击法地质雷达探测五、防排水材料及施工质量检测•隧道长期渗漏水的危害：1、造成隧道各种设施结构的侵蚀破坏，降低使用寿命与功能；2、路面积水，行车环境恶化；3、寒冷地区有反复的冻融作用，造成衬砌内部及与围岩之间冻涨开裂，边墙变形破坏；4、悬挂的冰柱、冰溜侵入净空；路面形成冰面、冰堆，影响行车；5、对地下水环境造成影响•我国60年代以前的隧道大多未作防水处理，渗漏水问题突出；•新建公路隧道渗漏水现象也很严重，已被列为公路工程十大通病之一；•渗漏水问题已经成为隧道设计与施工的关键技术环节之一•防排水的基本原则：防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理•高速、一、二级公路隧道防排水要求：1、拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水；2、有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结；3、车行横道、人行横道等服务通道拱部不滴水，边墙不渗水采取防排水工程措施时，还要注意保护自然环境•隧道防排水结构主要类型：1、水密型防水：从围岩、结构和附加防水层入手，体现以防为主的排水，又称全包型防水；2、泄水型防水：从疏水、泄水着手，体现以排为主，又称半包型防水；3、防排结合型•技术措施：防水：在初期支护上铺设防水材料—刷式、喷涂式、粘贴式排水：排水沟、汇水管•高分子防水卷材性能检测项目1、外观质量检查2、长度、宽度、厚度、平直度和平整度量测3、拉伸性能4、热处理尺寸变化率试验5、低温弯折性能6、抗渗性能7、抗穿孔性能8、粘合性能9、热老化性能•土工布物理特性检测项目1、单位面积质量2、厚度3、条带拉伸试验、撕裂试验、顶破强度试验、刺破强度试验、4、渗透性能：垂直渗透系数、水平渗透系数此外，还有防水混凝土抗渗性能等检测•防水层施工质量检查1、材料规格、品种、形状、尺寸、数量、间距、接头位置检查2、外观检查：是否平顺、褶皱、气泡、破损、与洞壁紧贴程度、松弛程度、接缝粘贴3、防水层铺设基面检查：平整度、有无钢筋等尖锐突出物、转角及断面变化处弧度、是否有水4、防水卷材的施工工艺检查：防水板的安装程序、焊接工艺、焊缝质量检查•排水系统施工质量检查项目：1、环向排水管2、纵向排水管3、横向排水管4、中央排水管材质、规格、透水性、强度、规整性、安装坡度、包裹安装、连接等止水带检查•衬砌施工缝、沉降缝、伸缩缝等是隧道防水的薄弱环节，处理不当是渗漏水的主要通道。有数据表明，95%的渗漏水与施工缝和沉降缝有关。•止水带类型：橡胶止水带、塑料止水带、沥青麻筋止水带、膨胀橡胶止水带等•检查项目：材质、安装位置、安装方法、效果等内容六、混凝土衬砌质量检测•隧道混凝土衬砌是重要的支护措施，隧道防水的最后防线，也是隧道外观的直接体现，其质量好坏对隧道的长期稳定、使用功能的正常发挥有很大影响•常见的问题：混凝土开裂或内部缺陷、混凝土强度不足、厚度不足、钢筋锈蚀、背后空洞•施工条件：轮廓线要求、围岩稳定性要求、基础地基承载力要求•主要检测内容：衬砌混凝土强度、厚度、钢筋、混凝土缺陷、尺寸•强度测试方法：钻芯法、回弹法、超声波法等等•衬砌厚度检测：激光断面仪法、地质雷达法、直接量测法•混凝土缺陷检测：外观：裂缝、空洞、蜂窝、层状破坏；内部：超声波、钻孔取芯、地质雷达、红外成像等七、隧道通风检测•隧道通风可分为施工通风和运营通风•施工通风旨在将炮烟、废气及施工粉尘排出洞外；•运营通风是排出洞内车辆废气、道路粉尘，提高行车安全性与舒适性•内容：粉尘浓度检测、瓦斯检测、一氧化碳检测、烟雾浓度检测、隧道内风压及流速测定等八、隧道照明检测•隧道白天照明一般分为入口段、过渡段、中间段、出口段。《公路隧道通风照明设计规范》中对各区段亮度、长度做了规定。•照明检测可分为实验室检测和现场检测。实验室检测主要对单个灯具的特性或质量进行检测，为照明设计和工程选用产品提供依据；现场检测主要对灯群照明下的路面照度、亮度、眩光参数等进行检测，用于评价隧道照明工程的设计、运营效果与施工质量