隧道工程检测

隧道工程试验检测技术第一章概述一、公路隧道的特点断面大、形状扁平、防水要求高、需运营通风和照明。二、常见质量问题渗漏、衬砌开裂、限界受侵、衬砌与围岩结合不密实、通风照明不良。第一章概述三、检测内容1、材料检测衬砌材料、支护材料、防排水材料2、施工检测（1）施工质量检测（2）施工监控量测3、环境检测第二章开挖质量检测第一节开挖质量标准一、基本要求1、断面尺寸符合设计要求；2、严格控制欠挖；3、尽量减少超挖。二、爆破效果要求1、开挖轮廓圆顺，开挖面平整；2、爆破进尺达到设计要求，块度满足装渣要求；3、周边炮眼痕迹保存率符合规范要求。第二章开挖质量检测第二节欠超挖测定一、直接测量法在二次衬砌立模后，以内模为参照物，用钢尺量内模到岩壁的距离。二、直角坐标法用经纬仪量测开挖断面各变化点的水平角和竖直角，利用立体几何原理计算各测点的纵横坐标。三、三维近景摄影法用摄影经纬仪在隧道内各位置获取立体像对。（一般只作为科研的一种手段）第二章开挖质量检测第二节欠超挖测定四、激光断面仪法1、测量原理其原理为极坐标法，以某一方向（如水平方向）为起算方向，按一定间距（角度或距离）依次测定仪器旋转中心到激光与实际轮廓线交点的矢径（距离）以及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连，即可获得实际开挖轮廓线。第二章开挖质量检测第二节欠超挖测定四、激光断面仪法2、仪器简介（1）仪器组成:检测主机、测量控制器、三脚架、软件、外接电源盒等部分组成。（2）主要技术指标：检测半径：0.2–60米检测时间：自动检测约为2~3分钟一个断面。充电使用时间:一次充电12小时可连续使用6小时检测精度:±1毫米激光断面仪示意图激光断面仪数据示意激光断面仪实测断面第三章初期支护施工质量检测第一节锚杆质量与安装尺寸检查一、锚杆加工质量检查1、锚杆材料抗拉强度（在拉力试验机上拉伸）；延展性（可在现场弯折或锤击，观察其塑性变形情况）。2、杆体规格用卡尺或直尺测量，杆径应与设计相符。3、加工质量观察检查焊接件和螺纹的质量。第三章初期支护施工质量检测第一节锚杆质量与安装尺寸检查二、安装尺寸检查1、锚杆位置与设计相符，允许孔位偏差正负15mm。2、锚杆方向目测，应尽量与壁面和岩层主要结构面垂直。3、钻孔深度用带刻度的塑料管或木棍插孔量测，防止深度不足。4、孔径与孔型孔径大于杆径15mm，符合要求。第三章初期支护施工质量检测第二节锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力指锚杆能够承受的最大拉力。一、拉拔设备全套仪器包括：抗拉千斤顶、手动泵、精密压力传感器、数字压力表、带快速接头的高压油管、锚具、接头、拉杆。第三章初期支护施工质量检测第二节锚杆拉拔力测试二、测试要求1、每安装300根锚杆至少随机抽样一组（3根），设计变更或材料变更时，另做一组拉拔力测试。2、同组锚杆锚固力或拉拔力的平均值，应大于或等于设计值。3、同组单根锚杆的锚固力或拉拔力，不得低于设计值的90%。第三章初期支护施工质量检测第二节锚杆拉拔力测试三、测试方法第三章初期支护施工质量检测第二节锚杆拉拔力测试四、注意事项1、千斤顶应与锚杆同心，避免偏心受拉。2、加载应匀速，一般以10kN/min的速率增加。3、如无特殊需要，一般可不做破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载。4、千斤顶应固定牢靠，操作人员要避开锚杆的轴线延长线方向。第三章初期支护施工质量检测第三节锚杆长度及砂浆注满度检测一些情况下，拉拔力合格的锚杆，其灌注质量并不好，锚杆长度也不一定达到设计要求。现在人们寻求到了一种锚杆质量检测仪可检测锚杆长度和砂浆灌注质量。一、检测原理和仪器锚杆质量检测仪由采集仪、发射震源和检测器组成；发射震源向锚杆发送弹性波，波沿着锚杆传播并向锚杆周围辐射能量，反射波回来的时间和能量强度取决于锚杆周围或端部的灌浆情况。这时，检波器检测到反射波，并由检测仪对反射波进行分析。通过对信号进行处理和分析，检测仪则能确定锚杆长度以及岩石和灌浆的整体状况。第三章初期支护施工质量检测第三节锚杆长度及砂浆注满度检测第三章初期支护施工质量检测第三节锚杆长度及砂浆注满度检测二、测量方法检测时，先将锚杆端面处理干净和平整，然后将发射震源和检波器贴紧在锚杆端面上，然后发射弹性波进行检测。注意：必须与参考锚杆进行对比，才能对检测试验结果作出可靠的解释。参考锚杆的长度是已知的，并且对于所用的锚杆类型和岩石条件进行对比试验，其检测结果更准确。锚杆级别估计的锚杆性能1优最佳2良性能有所降低3合格性能不良4不合格很差或失效第三章初期支护施工质量检测第三节锚杆长度及砂浆注满度检测第三章初期支护施工质量检测第三节锚杆长度及砂浆注满度检测三、锚固质量分类波形特征锚固状态1、优。波形规则，只有较微弱的底部反射波或没有底部反射波。密实2、良。波形较规则，有底部反射波和局部有较弱的反射波。局部欠密实3、合格。波形欠规则，有底部反射波和局部有较强的反射波。局部不密实或空浆4、不合格。波形不规则，底部有较强的反射波或底部反射波提前（锚杆欠长），或有多处较强的反射波。多处不密实或空浆第三章初期支护施工质量检测第四节喷射混凝土质量检测一、抗压强度试验（一）试块制作方法1、喷大板块切割法施工的同时，将混凝土喷射在模型内，待混凝土达到一定强度后，加工成10立方厘米的试块，养护28天再作抗压试验。2、凿方切割法在已喷壁上，打密集孔，取出长35cm,宽15cm的混凝土块，再加工成10立方厘米的试块，养护28天再作抗压试验。第三章初期支护施工质量检测第四节喷射混凝土质量检测一、抗压强度试验（续）（二）试块的数量隧道每10延米，至少在拱部和边墙各取一组试样，材料或配比变更时另取一组，每组至少取3个试块进行抗压强度试验。（三）合格的条件1、同批（同一配比）试块的抗压强度平均值，不低于设计强度或C20。2、任意一组试块的抗压强度平均值，不低于设计强度的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6--16组时，不得多于2组；试块为17组以上，不得多于总组数的15%。第三章初期支护施工质量检测第四节喷射混凝土质量检测二、喷射混凝土厚度的检测（一）检查方法1、激光断面仪。测喷射混凝土前后的隧道轮廓，然后对比得出厚度。2、凿孔检查。喷射混凝土后8小时以内，用短钎将孔凿出，发现厚度不够时可及时补喷。（二）检查断面数量每10延米至少1个检查断面，每断面从拱顶起每隔3m凿孔检查1个点。第三章初期支护施工质量检测第四节喷射混凝土质量检测二、喷射混凝土厚度的检测（续）（三）合格条件1、平均厚度大于等于设计厚度；2、检查点的60%的厚度大于等于设计厚度；3、最小厚度大于等于0.5倍设计厚度，且大于等于50mm。第三章初期支护施工质量检测第四节喷射混凝土质量检测三、喷射混凝土与围岩黏结强度试验（一）试验方法1、成型试验法在模型内放长宽约10cm厚约5cm的岩块，用喷射混凝土掩埋，达到一定强度后，加工成10立方厘米的试块，养护28天后，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杆件，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积约30cm×30cm，养护28天后，作拉拔试验。第三章初期支护施工质量检测第四节喷射混凝土质量检测三、喷射混凝土与围岩黏结强度试验（续）（二）强度标准喷射混凝土与岩石的黏结力，Ⅳ类及以上围岩（基本对应新规范Ⅲ级以下围岩）不低于0.8MPa；Ⅲ类围岩（基本对应新规范Ⅳ级围岩）不低于0.5MPa。第三章初期支护施工质量检测第五节钢支撑施工质量检测一、基本要求1、钢支撑的形式、制作和架设应符合设计要求。2、钢支撑之间必须用纵向钢筋连接，拱脚必须放在牢固基础上。3、拱脚标高不足时，不得用块石、碎石砌垫，而应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑，混凝土强度不小于C20。4、钢支撑应紧靠围岩，其与围岩的间隙，不得用片石回填，而应用喷射混凝土填实。第三章初期支护施工质量检测第五节钢支撑施工质量检测二、实测项目1、安装间距：每榀用尺检查，允许偏差50mm。2、保护层厚度：方法同喷射混凝土厚度检查，必须≥20mm。3、倾斜度：用测量仪器检查，允许偏差±2°。4、安装偏差：每榀用尺检查，横向允许偏差±50mm；竖向不低于设计标高。5、拼装偏差：每榀用尺检查，允许偏差±3mm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、取样方法对于出厂合格的产品，同一生产厂家、同一品种、规格的产品每5000m为一批验收，不足5000m也作为一批。从每批产品的1—3卷中取样，在距端部300mm处截取约3m，用于各项检测所需的样片。取样环境：温度23℃±2℃；相对湿度45%-55%。取样时间不少于16h。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二、试验方法（一）外观检查看有否气泡、疤痕、裂纹、黏结和孔洞。（二）长、宽、厚度、平直度和平整度量测1、用卷尺量长宽；2、用厚度仪（分度为0.01mm）量厚度，厚度测量点（至少10个点）均布在卷材的横向上；3、在平整基面上展开10m，用分度值为1mm的直尺量测平直度和平整度。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测厚仪主要技术参数：1、测量范围：0-10mm2、分度值：0.01mm3、施加压力：0.02MPa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二、试验方法（续）（三）拉伸性能试验1、设备与试验程序拉力试验机：量程0—1000N，分度值2N，示值精度±1%；夹持器的移动速度80—500mm/min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DL系列拉力试验机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试样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二、试验方法（续）（三）拉伸性能试验（续）2、试验结果计算（1）拉伸强度按下式计算，精确到0.1MPaσ=P/(B*d)式中：σ—试样的拉伸强度（MPa）；P—试样断裂时的荷载（N）；B—试样标距段的宽度（mm）；d—试样标距段的厚度（mm）。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二、试验方法（续）（三）拉伸性能试验（续）2、试验结果计算（续）（2）断裂伸长率ε（%）ε=〔(L1―L0)/L0〕*100%式中：L0―试样标距线间初始有效长度（mm）；L1―试样断裂瞬间标距线间的长度（mm）。分别计算5块试样的算术平均值，精确到1%。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二、试验方法（续）（四）热处理尺寸变化率试验1、试验器具（1）鼓风恒温箱：控温范围50℃--240℃。（2）直尺：量程150mm，分度值0.5mm。（3）金属模板：100mm×100mm×0.4mm。（4）硬纸板垫板3块：300mm×300mm×2mm。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二、试验方法（续）。（四）热处理尺寸变化率试验（续）2、试验程序用模板裁取3块试样，标明卷材的纵横向，并标明每边的中点，作为参考点。量取纵、横向上两参考点间的初始长度S0。将试样平放在垫板上，再将垫板水平置于恒温箱中，在80℃下恒温6小时，取出置标准环境下24小时，再量取纵向和横向上两参考点间的长度S1。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二、试验方法（续）。（四）热处理尺寸变化率试验（续）3、结果计算纵向和横向的尺寸变化率按下式分别计算：Lh=〔∣S1-S0∣/S0〕*100%式中：Lh–试样的热处理尺寸变化率（%）；S0–试样同方向上两参考点的初始长度（mm）；S1–试样处理后同方向