隧道工程试验检测(ppt总结图文并茂337页）

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,隧道工程,试验检测,北京交通大学,2016,年,12,月,主要内容,隧道的概念及种类,隧道的基本概念,隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，供交通立体化、穿山越岭、地下通道、越江、过海、管道运输、电缆地下化、水利工程等使用。,广义定义,：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于,2m,2,的洞室。,定义,：,狭义定义,：隧道是一种地下工程结构物，通常指修筑在地下或山体内部，两端有出入，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。,隧道的组成,按不同的分类方式不同的分类方法：,土质隧道,按所处的地质条件：,石质隧道,隧道的分类,浅埋隧道,按隧道的埋置深度：,深埋隧道,A,B,山岭隧道,按所处的地理位置,：,水底隧道,城市隧道,交通类隧道,按用途分类,水工隧道,市政隧道,铁路隧道,公路隧道,地下铁道,航运通道,人行通道,引水隧洞,尾水隧洞,导流,(,泄洪,),隧洞,排沙隧洞,给水隧道,污水隧道,管路隧道,线路隧道,人防隧道,矿山隧道,运输巷道,给水巷道,通风巷道,按隧道长度,(1),特长隧道：,L,3000 m,(2),长 隧 道：,3000 m ,L,1000 m,(3),中长隧道：,1000 m ,L,500 m,(4),短 隧 道：,L,500 m,按断面面积分,(1),特大断面隧道：断面积在,100m,2,以上,(2),大断面 隧 道： 断面积在,50100m,2,之间,(3),中等断面隧道：断面积在,1050m,2,之间,(4),小断 面 隧道： 断面积在,310m,2,之间,(5),极小断面隧道：断面积在,3 m,2,以下,在线路沿河谷绕行时，为避免不良地质地段，如滑坡等，用隧道来裁弯取直时，可缩短线路长度这种隧道一般称为,傍山隧道或河谷隧道,对于容易发生塌方、掉石、泥石流、滑坡等病害地段，修建隧道可大大改善运营条件，保证行车安全，节省养护维修费用。,例如,，当一条线路有可能是从滑坡地段上通过时，可把线路往里挪动一些，用隧道通过。,第一部分 隧道施工,技术,围岩预支护,(,预加固,),主要施工方法,新奥法施工,主要开挖方法,支护结构及衬砌施工,第一节 围岩预支护,(,预加固,),隧道施工中常用的辅助稳定措施有：,一 超前锚杆,1.,构造组成,超前锚杆是沿开挖轮廓线，以稍大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。,超前锚杆,二 管棚,管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。,1.,构造组成,三 超前小导管注浆,钻孔,15,小导管,钢支撑,0.2m,1.,构造组成,超前注浆小导管,超前注浆小导管是在开挖前，沿坑道周边，向前方围岩钻孔并安装带孔的小导管，或直接打入带孔的小导管，并通过小导管向围岩压注起胶凝作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周边围岩就形成了有一定厚度的加固圈，在此加固圈的保护下可以安全地进行开挖等作业。,a,5,L,1,2,L,2,、短台阶法,1,2,L,1,2,(11.5),L,短台阶法,适用于地质条件差的,、,V,级围岩，台阶长度定为,1015m,，即,12,倍开挖宽度，主要是考虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶长度不宜过短。,1,2,35m,微台阶法,1,2,L,3,、微台阶法,适用于,，,，,级围岩，一般为,35m,的台阶长度。,微台阶法上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。,三、分部开挖法,分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。,1,、环形开挖留核心土法,环形开挖留核心土法常用于,级围岩单线和,V,级围岩双线隧道掘进。,2,、侧壁导坑法,根据侧壁导坑开挖的个数，分为单侧壁导坑法及双侧壁导坑法。,单侧壁导坑法,单侧壁导坑法一般将断面分成三块：侧壁导坑、上台阶、下台阶。,侧壁导坑宽度不宜超过,0.5,倍洞跨，高度以到起拱线为宜。导坑与台阶的距离没有硬性规定，一般以施工互不干扰为原则。,由于单侧壁导坑法每步开挖的宽度较小，而且封闭型的导坑初期支护承载能力大，所以它适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。,双侧壁导坑法,适用于,V,级围岩双线或多线隧道掘进。,具有控制地表沉陷好，施工安全等优点，但进度慢，成本高。,施工要求：,侧壁导坑高度以到起拱线为宜；,侧壁导坑形状应近于椭圆形断面，导坑断面为整个断面的,1/3,；,侧壁导坑领先长度一般为,30,50m,，以开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布不影响另一侧导坑为原则；,导坑开挖后应及时进行初期支护，并尽早封闭成环。,3,、中洞法,中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法 。,4,、中隔壁法,(CD),适用于,V,级围岩的浅埋双线隧道。,中隔墙开挖时，应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖一步均应及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中隔壁墙依次分步联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧，其分步次数及支护形式与先开挖的一侧相同。,5,、交叉中隔壁法,(CRD),交叉中隔壁法适用于,V,级围岩浅埋的双线或多线隧道。采用自上而下分为二至三步开挖中隔墙的一侧，并及时支护，待完成,12,部后，即开始另一侧,l2,部开挖及支护，形成左右两侧开挖及支护相互交叉的情形。,第五节 隧道支撑与衬砌施工,1,、概述,2,、钢木支撑,3,、锚喷支护,4,、模注混凝土衬砌,1,、概述,(1),围岩变形是一个,动态过程,；,(2),为了,有效控制,围岩变形，保证安全，必须,及时、可靠,进行支护；,(3),临时支护,和,永久支护,2,、钢木支撑,（,1,）钢支撑具有,承载力大，经久耐用,，一般适于在围岩压力较大的隧道施工中使用。,（,2,）钢支撑一般采用,1020,号工字钢,、槽钢、,828kg/m,的钢轨等制成，其型式有钢框架、钢拱架、全断面钢拱架、无腿钢拱支撑等。,（,3,）,钢支撑的间距,应根据围岩压力的大小和支撑杆件的断面尺寸计算分析，并参照工程类比确定。,3,、锚喷支护,（,1,）锚喷支护是目前,常采用的围岩支护手段,。锚喷支护可以充分发挥围岩的自承能力。,（,2,）锚喷支护包括,锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土锚杆联合支护、喷射混凝土钢筋网联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢纤维混凝土支护、喷钢纤维混凝土锚杆联合支护,。,人工喷射混凝土的场景,潮喷机,4,、模注混凝土衬砌,公路隧道作为,地下结构物,，除了应满足公路运输在使用上的要求外，还必须,具有耐久性,。一般除了地质坚硬、不易风化的,I,级围岩外，都,应施作混凝土衬砌,。所以，模筑整体混凝土衬砌在传统上就是,持久保证隧道功能的重要结构,。,钢模板内部结构,模筑衬砌机械化作业线,第二部分 隧道,质量,检测,一、隧道施工质量检测要点,开挖质量检测,初期支护施工质量检测,防水材料及施工质量检测,衬砌质量检测,二、开挖质量检测,2.1,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。,二、开挖质量检测,2.2,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）,二、开挖质量检测,2.2,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。,二、开挖质量检测,2.2,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,23,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,三、初期支护施工质量检测,3.1,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。,三、初期支护施工质量检测,3.1,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,15 mm,，符合要求。,三、初期支护施工质量检测,3.2,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。,三、初期支护施工质量检测,3.2,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%,。,三、初期支护施工质量检测,3.2,锚杆拉拔力测试,（三）测试方法,三、初期支护施工质量检测,3.2,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。,三、初期支护施工质量检测,3.3,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。,三、初期支护施工质量检测,3.3,锚杆长度及砂浆注满度检测,三、初期支护施工质量检测,3.3,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,三、初期支护施工质量检测,3.3,锚杆长度及砂浆注满度检测,三、初期支护施工质量检测,3.3,锚杆长度及砂浆注满度检测,锚固质量分类,波形特征,锚固状态,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,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,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,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,三、初期支护施工质量检测,3.4,喷射混凝土质量检测,（一）抗压强度试验,1,、,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。,三、初期支护施工质量检测,3.4,喷射混凝土质量检测,（一）抗压强度试验（续）,2,、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。,3,、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%,。,三、初期支护施工质量检测,3.4,喷射混凝土质量检测,（二）喷射混凝土厚度的检测,1,、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。,2,、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,3 m,凿孔检查,1,个点。,三、初期支护施工质量检测,3.4,喷射混凝土质量检测,（二）喷射混凝土厚度的检测（续）,3,、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,。,三、初期支护施工质量检测,3.4,喷射混凝土质量检测,（三）喷射混凝土与围岩黏结强度试验,1,、试验方法,（,1,）成型试验法,在模型内放长宽约,10 cm,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。,三、初期支护施工质量检测,3.4,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）,2,、强度标准,喷射混凝土与岩石的黏结力,类及以上围岩（基本对应新规范,级以下围岩）,不低于,0.8MPa,；,类围岩（基本对应新规范,级围岩）,不低于,0.5MPa,。,三、初期支护施工质量检测,3.5,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。,三、初期支护施工质量检测,3.5,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,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,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,。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法,1,、外观检查,看有否气泡、疤痕、裂纹、黏结和孔洞。,2,、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。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,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：,0-10mm,2,、分 度 值：,0.01mm,3,、施加压力：,0.02MPa,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,3,、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,.,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,DL,系列,拉力试验机,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,试样,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,3,、拉伸性能试验（续）,（,2,）试验结果计算,（,a,）拉伸强度,按下式计算，精确到,0.1MPa,式中：,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,）。,=P/(B*d),四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,3,、拉伸性能试验（续）,（,2,）试验结果计算（续）,（,b,）断裂伸长率,（,%,）,式中：,L,0,试样标距线间初始有效长度（,mm,）；,L,1,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%,。, =,(L,1,L,0,)/L,0,*100%,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,4,、热处理尺寸变化率试验,（,1,）试验器具,（,a,）鼓风恒温箱：控温范围,50,-240,。,（,b,）直尺：量程,150mm,，分度值,0.5mm,。,（,c,）金属模板：,100mm,100mm,0.4mm,。,（,d,）硬纸板垫板,3,块：,300mm,300mm,2mm,。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）。,4,、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,S,0,。,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,S,1,。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）。,4,、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：,式中：,L,h,试样的热处理尺寸变化率（,%,）；,S,0,试样同方向上两参考点的初始长度（,mm,）；,S,1,试样处理后同方向上两参考点的长度（,mm,）,以其中纵横向平均值的较大数值表示试验结果。,L,h,=S,1,-S,0,/S,0,*100%,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）。,5,、低温弯折性试验,（,1,）试验器具,（,a,）低温箱,0,-40,（,b,）弯折仪,（,c,）,6,倍放大镜,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,5,、低温弯折性试验（续）,（,2,）试验程序,将试样的耐候面朝外弯曲,180,，边缘重合、齐平，夹入弯折仪，一起放入低温箱，在规定温度下保持,1,小时。然后，在,1s,之内将弯折仪的上平板压下，达到所调间距位置，保持,1s,后将试样取出。待回复室温后观察试样弯折处是否断裂或是否有裂纹。一次做,2,块试样，,2,块试样均不断裂或无裂纹，合格。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,6,、抗渗透试验,将裁取的,3,块试样分,别置于,3,个透水盘中，,盖紧槽盘，以每小时提,高,1/6,规定压力,2,10,5,Pa,的速度升压，达到规定,压力后保压,24h,，观察,试样表面是否渗水。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,7,、抗穿孔性试验,（,1,）试验器具,（,a,）穿孔仪：,导管刻度长,0,500mm,，分 度值,10mm,重锤质量,500g,，钢 珠直径,12.7mm,。,（,b,）铝板：,厚度不小于,4mm,。,（,c,）玻璃管：,内径,30mm,长,600mm,。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,7,、抗穿孔性试验（续）,（,2,）试验程序,将试样铺在铝板上，并一起放在,50mm,厚的泡 沫塑料垫块上，穿孔仪置于试样表面，钢珠置于 试样中心，把重锤调到落差,300mm,使之自由下落，撞击试样表面的钢珠，看试样是否穿孔。,试验,3,块试样。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,7,、抗穿孔性试验（续）,（,2,）试验程序（续）,无明显穿孔时，将玻 璃管垂直放在试样穿孔试验点中心，用密封膏封住管与试样的缝隙，再将它们放在滤纸上，将染色水溶液加入玻璃管中，静置,16h,后检查滤纸，如有渗透，表明试样已穿孔。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,8,、剪切状态下的粘合性试验,（,1,）试验程序,将,2,块试样平放与,60,的恒温箱中,15min,。两端,涂胶粘剂粘接，作成,5,块,试样，在标准环境下放置,24h,，再按拉伸试验方法,作拉伸剪切试验。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,8,、剪切状态下的粘合性试验（续）,（,2,）结果计算,若拉伸剪切时，粘合面滑脱，则粘合性以拉伸剪切强度,表示，按下式计算：,式中：,P,最大,拉伸剪切荷载（,N,）；,b,试样,粘合面宽度（,mm,）。,结果以,5,块的算术平均值表示，精确到,0.1 N/mm,。,=P/b,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（二）试验方法（续）,9,、热老化处理试验,（,1,）,将,3,块试样放在垫板上，置于,80,的恒温箱中,7,天，然后在标准环境下放,24 h,，分别按外观、拉伸性能试验规定的方法进行检查和试验。,（,2,）得出热老化处理后的拉伸强度和断裂伸长率。,（,3,）然后再求出热老化处理前后，拉伸强度的相对变化率和断裂伸长率的相对变化率。,四、防排水材料及施工质量检测,4.1,高分子防水卷材性能检测,（三）结果评判,1,、对于外观、平直度、厚度等,6,项要求中，若有,2,项不合格，即为不合格卷材。,2,、如不合格卷为,2,卷，但有,2,卷出现上述,6,项中的同,1,项不合格，判该批为不合格。,3,、如不合格卷为,2,卷或有,1,项物理力学性能不符合要求时，判该批为不合格。,4,、不合格卷不多于,2,卷，且其他物理力学性能均符合要求时，判该批为合格。,对不合格的批，可重新加倍抽样，对不合格项目进行重检，如仍有一组试样不合格，则该批不合格。,四、防排水材料及施工质量检测,4.2,防水板施工质量检查,（一）防水层施工实测项目,1,、搭接宽度,：,100mm,，全部搭接均检查，每个搭接检查,3,处。,2,、缝宽,：两侧焊缝宽,25mm,；粘结缝宽,25mm,，每个搭接检查,5,处。,3,、固定点间距,：拱部,0.5,0.7m,，墙部,1.0,1.2m,，检查总数的,10%,。,4,、,外观鉴定,：无气泡、无破损，接缝和补眼粘贴密实饱满，不得有气泡、空隙。,四、防排水材料及施工质量检测,4.2,防水板施工质量检查,（二）焊缝质量检查,1,、肉眼检查,（同前）。,2,、充气检查,：,用,5,号注射针与压力表相接，用打气筒冲气，冲气检查空腔会鼓起来，大压力达到,0.1,0.15Mpa,时，停止冲气。保持该压力时间不少于,1,分钟说明焊接良好；若压力下降说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，检查出漏气点重新焊接，知道不漏为止。,检查数量为，焊接,1000,延米抽检,1,处焊缝；,四、防排水材料及施工质量检测,4.2,防水板施工质量检查,四、防排水材料及施工质量检测,4.2,防水板施工质量检查,充气检查图,四、防排水材料及施工质量检测,4.3,防水混凝土抗渗性能试验,（一）试件制备,1,、试件形状,（,1,）,圆柱体：直径、高度均为,150mm,。,（,2,）圆台体：上底直径,175mm,，下底直径,185mm,，高,165mm,。,2,、每组试件,6,个，养护不少于,28 d,，不超过,90 d,。,3,、试件成型后,24h,拆模，用钢丝刷刷净两端面水泥浆膜。,四、防排水材料及施工质量检测,4.3,防水混凝土抗渗性能试验,（二）仪器设备,1,、混凝土渗透仪,2,、成型试模,3,、螺旋加压器、烘箱,或电炉,4,、密封材料：石蜡，,内掺松香约,2%,四、防排水材料及施工质量检测,4.3,防水混凝土抗渗性能试验,（三）试验步骤,1,、在试件侧面滚涂一层熔化的密封材料，立即在螺旋加压器上经烘箱或电炉预热过的试模中，装在渗透仪上进行试验。若水从试件周边渗出，说明密封不好，要重新密封。,2,、试验时，水压从,0.2MPa,开始，每隔,8h,增加,0.1MPa,，并随时观察试件端面情况，一直加到,6,个试件中,3,个试件端面渗水，记下此时的水压力，即可停止试验。,3,、当加压到设计抗渗标号，经,8h,后，第,3,个试件仍不渗水，表明混凝土满足设计要求，也可停止试验。,四、防排水材料及施工质量检测,4.3,防水混凝土抗渗性能试验,（四）试验结果计算,混凝土抗渗标号以每组,6,个试件中,4,个未发现有渗水时的最大水压力表示，按下式计算：,式中：,S,混凝土抗渗标号；,H,第三个试件顶面开始渗水时的水压力（,MPa,）,S=10H,1,四、防排水材料及施工质量检测,4.4,排水系统施工质量检查,四、防排水材料及施工质量检测,4.4,排水系统施工质量检查,（一）环向排水管,外观、安装的间距、固定等。,（二）纵向排水盲管,外观、透水孔、安装坡度、包裹、上下排水管连接等。,（三）横向盲管,接头、横向盲管上部的缓冲层。,（四）中央排水管,管身的强度及变形、坡度、透水孔及土工布覆盖情况。,五、混凝土衬砌质量检测,5.1,混凝土强度检查,（一）施工中的混凝土强度检查,以标准养生,28d,龄期的试件为准，试件为边长,150mm,的立方体。试件,3,个为一组。,不同强度等级及不同配合比的混凝土应在浇筑地点或拌和地点分别随机制取试件。,试验评定方法见,混凝土强度检验评定标准,（,GB/T50107-2010,）,五、混凝土衬砌质量检测,5.1,混凝土强度检查,（二）施工后的混凝土强度检测,1,、回弹法,由于混凝土的抗压强度,与其表面硬度存在某种相关关,系，弹击锤打在混凝土的表面,上，其回弹高度（回弹仪读得,回弹值）与混凝土表面硬度成,一定比例关系，根据表面硬度,推求混凝土的抗压强度。,五、混凝土衬砌质量检测,5.1,混凝土强度检查,（二）施工后的混凝土强度检测（续）,2,、超声波法,超声波在混凝土中传播时，,纵波波速的平方与混凝土的弹性模量成正比，与混凝土的密实度成反比，而混凝土的强度又与其密度相关，一般来说混凝土强度越高，超声波的速度和频率也越高。因此，根据超声波在混凝土中传播速度可推定混凝土的强度。,五、混凝土衬砌质量检测,5.1,混凝土强度检查,（二）施工后的混凝土强度检测（续）,3,、超声,回弹综合法,回弹值只反映混凝土表层的情况，而超声法也有一定局限性，如混凝土的干湿程度对波速就有影响。采用综合法则可以消除或减弱使用单一方法时的某些缺陷，有较好的评定效果。,超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程,（,CECS02:2005),。,4,、钻芯法 （略）,五、混凝土衬砌质量检测,5.2,混凝土厚度检测,（一）各种方法简介,1,、冲击,回波法,（,1,）冲击,回波测试仪,（,2,）超声测厚仪,2,、激光断面仪法,3,、直接法,（,1,）钻孔取芯,（,2,）凿孔,4,、地质雷达法,五、混凝土衬砌质量检测,5.2,混凝土厚度检测,（二）地质雷达法,1,、基本原理,地质雷达利用高频电磁（主频为数十兆赫至数白兆赫以至千兆赫）以宽频带短脉冲形式，由地面或地下界面通过天线发射送入地下，经地下地层或目的体反射后返回地面，为另一天线又接收。脉冲波行程需一定时间：当地下介质中的波速,V,为已知时，可根据测到的精确时间,t,值（,ns,），求出反射体的深度（,m,）。,五、混凝土衬砌质量检测,5.2,混凝土厚度检测,（二）地质雷达可测的主要项目,混凝土层厚度检测,钢筋，钢支撑、管道等的定位检测衬砌混凝土结构后的空洞定位隧道施工超前地质预报,桥面厚度检测路面沥青层，混凝土层，垫层，基层厚度检测路面各层内缺陷及空洞定位,五、混凝土衬砌质量检测,5.2,混凝土厚度检测,五、混凝土衬砌质量检测,5.2,混凝土厚度检测,第三部分 隧道施工监控量测,及超前地质预报,一、施工监控目的与意义,（,1,）目的,隧道施工监控量测是新奥法的重要部分，在隧道施工过程中，通过对隧道围岩动态的监控量测，掌握围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结果调整设计支护参数，指导隧道施工，预见事故和险情，以便及时采取措施防止事故放生，确保隧道信息化施工和安全控制的目标。,（,2,）意义,及时进行信息反馈并给出相应预报，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。,掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性做出评价。,验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性，确定支护时间。,为修改设计提供数据、为调整施工方法提供依据、为理论解析、数据分析和工程类比提供计算数据和对比指标。,二、依据,公路隧道设计规范,(JTG D70-2004),公路隧道设计细则（,JTG/T D70-2010,）,公路隧道施工技术规范（,JTJF 60-2009,）,工程测量规范（,GB50026-93,）,铁路隧道监控量测技术规程（,TB10121-2007,）,公路工程地质勘察规范,(JTJ 064-98),公路工程抗震设计规范（,JTJ 004-89,）,锚杆喷射混凝土支护技术规范,(GB50086-2001),工程建设标准强制性条文,(,公路工程部分,),隧道施工设计图及地质资料,三、监控方案设计原则,（,1,）可靠性原则：可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。为了确保其可靠性，必须做到：,第一，系统采用可靠的仪器，隧道监控量测工作一般在地下进行，环境条件恶劣，因而监控量测系统应具有较高的可靠性、稳定性及耐久性；,第二，应在监测期间保护好测点，现场施工过程中经常发生测点破坏的现象，使监控量测数据不连续，影响监控量测结果的准确分析。,（,2,）多层次监测原则：,在监测对象上以位移为主，兼顾其它监测项目。,在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法。,为确保提供可靠、连续的监测资料，各监测项目之间应相互印证、补充、校验，以利于数值计算、故障分析和状态研究。,（,3,）重点监测关键区的原则：对不同地质条件和水文条件，其监测的标准是不同的；对各个开挖步应该根据工程经验对不同区域、重点部位进行监测，以保证施工安全。,（,4,）方便实用原则：为减少监测与施工之间的干扰，监测系统的安装和测量应尽量做到方便实用。,（,5,）经济合理原则：系统设计时考虑实用的仪器，不过分追求仪器的先进性，以降低监测费用。,四、监控量测主要内容,根据公路隧道施工技术规范（,JTG F90-2009,），监控量测项目分为必测项目和选测项目两种：,（,1,）必测项目：,地质及支护状况观察；周边位移；拱顶下沉；洞口、浅埋段（,h,0,2b,）地表下沉。,（,2,）选测项目：,围岩体内位移（洞内设点）；锚杆轴力量测；围岩与支护间压力量测；钢架应力量测。,4.1,地质及支护状况观察,分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分。,洞外观察包括洞口地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透情况的观察。,此项工作由经验丰富的检测工程师以目测观察为主，辅以地质罗盘、相机、锤子、尺子等工具，在每个施工进尺循环观测掌子面围岩基本状态，判断围岩等级，并及时反馈施工单位。,洞口地表观测,开裂,掌子面观测,掌子面观察记录表,4.2,周边位移及拱顶下沉量测,（,1,）周边位移是隧道周边两点在连线方向位移之和，通过量测周边位移可为判断隧道空间内的稳定性提供可靠信息，并可根据变形速率判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机。,采用收敛计进行测量。,（,2,）隧道拱顶下沉量测，用于围岩稳定性的判别以及位移反分析，应用于整个隧道的施工过程中，为二次衬砌的施设提供依据，并为预测和反馈提供参数。,采用精密水准仪配合铟钢尺进行测量，测点位于隧道拱顶。,拱顶下沉测点和周边位移测点应布置在同一断面上。,注：,II,级围岩视具体情况确定间距。,围岩级别,断面间距（,m,）,V-VI,5,10,（,20,）,IV,10,30,III,30,50,周边位移和拱顶下沉量测断面间距,地段,开挖方法,一般地段,特殊地段,全断面法,一条水平测线,-,台阶法,每台阶一条水平测线,每台阶一条水平测线，两条斜测线,分部开挖法,每分布一条水平测线,CD,或,CDR,法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线,周边位移和拱顶下沉量测测线数,周边位移和拱顶下沉量测的测线布置示例,1-,起拱线；,2-,施工基面,a)1,条水平测线示例；,b)2,条水平测线示例；,c)3,条测线示例；,d)6,条测线示例,拱顶沉降量测,拱顶沉降量测,周边收敛量测,周边收敛量测,拱顶下沉量测应与周边位移量测宜用相同的量测频率。,开挖,量测频率,1,15(,天,),12,次天,16,30(,天,),1,次,2,天,1,3(,月,),12,次周,3(,月,),13,次月,位移速度,(mm/d),距工作面距离,(D,为隧道宽度,),量测频率,1,0.5,1,0.2,0.5,5D,1,2,次,/,日,1,次,/,日,1,次,/2,3,日,1,次,/,周,现场实际应用中以上述两种标准中频次最高的作为测试频率的选取依据,。,4.3,洞口浅埋段地表下沉量测,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，对浅埋隧道的施工进行地表下沉量测是十分重要的。,采用精密水准仪进行测量。,地表沉降测点,横向间距的布置,宽度应根据围岩级别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定，一般横向间距为,2,5m,，在隧道中线附近测点应适当加密，远离隧道中线处疏些，并应根据地质条件和环境条件进行调整。,地表下沉监测,范围横向,应延伸至隧道中线两侧（,1,2,）（,b/2+h+ h,0,），纵向应在掌子面前后（,1,2,）（,h+ h,0,）（,b,为隧道开挖宽度，,h,为隧道开挖高度，,h,0,为隧道埋深）,隧道埋深与开挖宽度,纵向测点间距（,m,）,2b,h,0,2.5 b,20,50,b,h,0,2 b,10,20,h,0,b,5,10,地表沉降测点,纵向间距,注：,b-,隧道开挖宽度；,h,0,-,隧道埋深。,地表下沉测点埋设示意图,地表沉降量测,地表沉降量测,开挖,量测频率,2B,12,次天,5B,1,次