隧道工程试验检测技术一.ppt

长安大学公路学院王亚琼200602 隧道工程试验检测技术 长安大学2005年10月25日 1公路隧道发展概况一 为什么要重视隧道方案呢 一 是由于公路建设的特点决定 正由东部沿海地区向西部内陆地区发展 由平原地区向山岭重丘区延伸 二 是由于隧道方案本身的优点决定 改善线形 缩短里程 根除病害 保护生态环境 提高运输效益 截至1999年底 我国已建成公路隧道1217座 总延伸里程406 7km 其中用新奥法施工的将近60 截至2000年底 我国已建成公路隧道1684座 总延伸里程628km 截至2003年底 我国已建成公路隧道1970座 总延伸里程1000km 已建成运营的城市地铁长200km 铁路隧道有7400座 总延伸里程4200km 2000年以后我国公路隧道以每年单洞300km速度替增 二 公路隧道常见的病害 隧道渗漏隧道位于地下 时刻受到地下水的侵扰 如果防排水没做好 容易产生渗漏 影响行车 衬砌开裂a工程上出现衬砌开裂更多的则是由于施工管理不当造成 b因为衬砌厚度不足 c因为混凝土强度不够 限界受侵a为了保证施工安全和避免塌方 容易形成仓促衬砌 忽视断面界限 使建筑限界受侵 b施工中常见现象是衬砌砼在浇筑过程中 模板强度 刚度不足出现走模 也会导致限界受侵 结合部不密实a初期支护与围岩结合部b二次衬砌与初期支护结合部 通风照明不良a设计欠妥 b器材质量存在问题 c运营管理不当 另外 我进行检测时 建成运营期间 还发现有一些其它局限和问题 水泥砼断板 沥青路面开裂 压浆不密实 预制块蜂窝麻子 总结公路隧道特点 断面积大 形状扁平 断面扁平容易在拱顶围岩内出现拉伸区 通风要求 为什么要通风 照明要求 为什么要照明 防排水要求 为什么要防排水 三 隧道分类1 按地质条件 土质隧道石质隧道2 按埋置深度 深埋隧道埋深h 3D浅埋隧道0 5D 埋深h 3D超浅埋隧道埋深h D3 按长度分 特长隧道L 3000m长隧道1000m L 3000m中隧道500m L 1000m短隧道L 500m4 按地理位置 山岭隧道城市隧道水下隧道 四 公路隧道检测技术的内容按施工顺序分 1 超前支护 注浆材料检测2 开挖 超欠挖控制3 支护体系 初期支护质量检测 锚杆 钢支撑 喷射砼 防排水层质量检测a材料的质量检测 合成材料 土工布 防水混凝土b防水的质量检测 防水板铺设 止水带c排水的质量检测 环向排水管 纵向排水管 中央水沟 二次衬砌质量检测a模筑砼的抗压强度 b模筑砼的厚度c衬砌背后空洞检测 4 量测技术 位移量测a地表下沉量测 针对浅埋隧道 洞口段 b拱顶下沉量测 预测拱顶坍方 c围岩周边位移量测 收敛量测检验围岩和初期支护变形 d围岩内部位移量测 多点位移计测径向位移和松驰范围 力的量测a锚杆轴力量测 与拉拔力的区别 b钢支撑压力量测 是否达到极限压力 c喷射砼应力量测d二次衬砌压力量测 量测数据的处理 5 通风检测 施工期间 运营期间6 照明检测7 交工验收质量检测隧道总体1 车行道宽度 10mm2 净总宽 不小于设计2 隧道净高 不小于设计3 隧道轴线偏位20mm4 路线中心线与隧道中心线衔接 20mm5 边坡仰坡不大于设计 五 矿山法与新奥法的区别1 矿山法 是以木或钢构件做为临时支撑 待隧道开挖形成后逐步将临时支撑撤换下来 而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法 理论依据 在某些围岩中 可见到呈拱形的暂时稳定平衡 即平衡拱 粘性土等塑性岩石等 能达到暂时平衡 其特点荷载的时间效应不显著 压力增长很快 在较短时间很难趋于平衡 且易产生塌方 基于这些情况 有人对我国411座铁路隧道施工坍方资料进行统计分析 得出垂直均布荷载公式 矿山法认为 围岩开挖后是松散的 会坍方 主拱圈厚度大 随一定高度的坍方土体的重量 即承受松动荷载 2 新奥法 以喷射砼和锚杆为主要支护手段 通过监控量测 控制围岩的变形 便于充分发挥围岩的自承能力 理论依据 从岩体力学观点出发 进行支护设计和施工时 把坑道周围岩体和各种支坊结构作为一个完整支护体系的新的支护理论和方法 新奥法认为 围岩是三位一体 产生荷载 承受荷载 承载材料洞室开挖后 围岩经过挠动 有一定的变形 经过一定时间才会坍方 当在变形时 即支护 此时 支护只承受变形压力 而非松动压力 所以新奥法要求 充分保护围岩 充分发挥其自承能力 采取控制爆破 对变形情况进行量测 即允许变形 但又控制其变形大小 用以指导施工 支护材料 应有一定的柔性 如锚杆 喷射砼 钢支撑 受力与位移线性相关 新奥法的三大要点光面爆破 锚喷支护 监控量测隧道工程施工的四大理念爱护围岩 内实外美 重视环境 动态施工 爱护围岩 不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力 尽量采用机械开挖和控制爆破技术 采用支护技术加固或预加固技术以及各种辅助施工技术增强围岩自支护能力 内实外美 重内实要做到四密实 衬砌砼密实 喷射砼密实 喷射砼与围岩密实 二衬与初期支护密实 重视环境内部环境 施工作业环境外部环境 对周边环境的影响 动态施工隧道施工过程中地质条件是不断变化 力学状态也不断变化 因此我们采用的施工方法和技术都应当适应这种变化