隧道工程检测技术

1、隧道工程检测技术，中铁四局张国辉检测中心，概述，隧道工程是一项重要的混凝土结构工程。随着对隧道工程质量的重视，隧道工程的检测手段也在不断提高。从隧道的每个施工过程的监测和检测来看，以前被认为是隐蔽工程的隧道不再是“隐蔽的”。例如，一些项目要求对喷射混凝土进行雷达检测，在应用二次衬砌之前检测螺栓长度和砂浆密实度等。确保工程内外的质量。隧道工程检测涉及面广，包括原材料、混凝土配合比、新拌混凝土性能、硬化混凝土强度和厚度、灌浆检测、现场控制检测、工程监测等。这些检查分别包含在每个流程中。隧道现场检查清单见表1。1概述，表1隧道现场检查清单(待定10751-2010)。1概述，表1隧道现场检查清单(续)。1概述，表1隧道现场检查清单(续)。1概述，表1隧道现场检查清单(续)。1、概述，以下将重点介绍明挖隧道、隧道体开挖、支护、防排水、衬砌等施工过程中的重要现场检查。主要引用标准：高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB 10753-2010)铁路隧道工程施工技术指南(TZ 204-2008)铁路隧道防排水施工技术指南(TZ 331-2009)铁路工程结构混凝土强度检测规程(TB 10426-2004)铁路原位测试规程(TB 10018-2003)贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程(JGJ/T136-2001)公路隧道工程设计规范.开挖2个明洞，2.1个明洞。铁路标准明确规定了地基地质和地基承载力的检测方法和频率，而公路标准没有规定检测方法和频率。(1)本标准规定高速铁路检验标准TB10753-2010和公路检验标准JTGF 80/1-2004均要求明挖隧道地基的地质条件和地基承载力满足设计规范要求。检验频次高速铁路检验标准TB10753-2010:每施工段一次，不少于5处；(3)检测方法：高铁检测标准TB10753-2010:静力触探试验或标准触探试验。静力触探的基本原理是利用准静态力以恒定的速度将带有传感器的接触探针压入土壤中。由于地层中各种土壤的硬度不同，探头的电阻自然也不同。传感器通过电信号将不同大小的贯入阻力输入到记录仪中进行记录，然后通过贯入阻力与土壤工程地质特征之间的定性和统计相关性进行记录。为了获得土壤剖面，提供浅基础承载力，选择桩端持力层，估算单桩承载力，工程地质勘察设备由触探装置、传输系统和测量系统组成，包括探头(单桥、双桥)、电缆和电阻应变仪。适用范围：粘性土、粉土和砂土。地下50米以内的各种土层，特别是对于地层条件变化较大的复杂场地、难以获得原状土的饱和砂土和敏感性较高的软粘土地层，更适合静力触探调查。标准贯入试验(SPT)的基本原理是用63.5公斤重的锤子从76厘米的高度自由落下，将标准贯入装置击入长度为51厘米、外径为5.1厘米、内径为3.49厘米的土壤中所需的击数称为标准贯入击数，这是一种动态测深法。该设备主要由三部分组成：贯入装置、测深杆和贯入锤。适用范围一般适用于一般粘土、粉土和砂土，可用于判断砂土的密实度、粘性土的塑性状态和地基承载力，评价砂土的地震液化和确定土的剖面。它已被列在国家公路工程质量检验评定标准。(1)标准TB10753-2010:回填密实度满足设计要求，回填密实度不小于0.8。JTGF80/1-2004:回填密实度符合设计要求。检测频率TB1超前地质预报的方法、范围和频率应符合设计要求。超前地质预报的里程、位置和重叠长度应符合设计要求。要求超前地质超前应无缝衔接。采用超前地质钻探和物探相结合的方法。2009年，我局也下发了相应文件(中铁四局2009年第21号)，明确规定地质预报是强制性的。(1)超前地质钻探的优点：探测直观、有效、真实，施工时间短；缺点：探测距离有限，一般为25m40m，探测面小，因为探测孔不多，往往只有一个孔。常用的主要地球物理方法有地质雷达法、红外探测法、TSP法和TRT法。地质雷达法测得的探测距离相对较近。红外探测主要探测水；TSP和TRT是常用的高级地质预测方法，可探测断层段、围岩变化、洞穴条件等。一般情况下，隧道进洞前50米内采用地质雷达法，50米后采用TSP法或TRT法进行超前地质预报。开挖法、TSP法和TRT法属于多波多分量高分辨率地震反射法。少量炸药在设计的焦点(通常在隧道的左墙或右墙，大约24个射击点)产生地震波。当局部地震波遇到岩石阻抗差异界面(如断层、断裂带和岩性变化)时，一些地震信号被反射回来，一些信号被传输到前介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收(图1)。这些数据可以通过TSPwin软件进行处理，以了解其性质(弱带、断裂带、断层、含水率等)。)以及隧道前方不良地质体的位置和规模。开挖应遵循以下原则：(1)振幅分析：反射波振幅越大，反射系数与波阻抗之差越大，表明存在较大的横截面可能性。(2)相位分析：正反射振幅表示正反射系数，即刚性岩层；负反射振幅指向软弱岩层。(3)能量分析：如果横波的反射比纵波的反射强，说明岩层可能已被水饱和。波速分析：波速比的大幅增加或泊松比的突然增加往往是由流体的存在引起的。如果Vp降低，裂缝密度或孔隙度增加。初期支护检测，初期支护是隧道工程中一个重要的施工环节。主要现场检测包括喷射混凝土(早期强度、厚度等。)和锚杆检测：4.1喷射混凝土的早期强度(1)标准规定了TB10753-2010:早期强度应满足设计要求，24小时强度不小于10兆帕。(本指南还规定喷射混凝土的3h强度应达到1.5兆帕)JTGF80/1-2004:早期强度要求不明确，应基于设计文件。检测频率待定10753-2010:对每一级连续围岩进行技术测试。(3)检测方法待定10753-2010:渗透法、拔出法或无底模试验。所谓工艺试验，就是检验工艺方法的可行性、工艺参数或材料的可加工性等的试验。高铁检测标准要求对每一层围岩进行技术测试。(1)贯入法(射钉法):根据钉入砂浆的深度与砂浆抗压强度的相关性，在压缩工作弹簧的加载下，将测量钉注入砂浆中，抗压强度通过现场建立的强度测量曲线，由测量钉的贯入深度换算而来。该设备由发射枪、子弹、钢钉和测量卡尺组成。渗透法具有速度快、时效性强、可操作性强、不破坏喷射混凝土的优点。缺点是回归方程的精度、喷射混凝土的骨料和选定点的位置对强度测试的准确性有很大影响。(参考标准公路隧道施工技术规范 JGJ/T136-2001)。(4)初始支撑测试，(2)拔出方法：分开(3)无底模试验方法：采用无底模试验成型，砂浆易失水，实测强度更接近工程实际值，无底模试验边长150cm，成型更方便，抗压试验加载方向应垂直于试块注射成型方向，抗压强度换算系数应通过试验确定。根据标准TB10753-2010，喷射混凝土的强度必须满足设计要求。JTGF80/1-2004:喷射混凝土强度符合合格标准。检测频率TB10753-2010每运行周期检查一次，每周期至少在拱部和侧壁预留一套检查时间。JTGF80/1-2004对于每10延米的双线隧道，应在拱脚和侧壁各取至少一(3)组试件。对于其他项目，不少于一组独立项目，注入50-100立方米混合料。嘿。嘿。(3)检测方法采用喷板切割法。如有必要，应采用凿除或取芯的方法。(4)试验方法简介：TB10753-2010附录K对试件的制作方法规定如下：喷射混凝土大板切割法应在施工的同时将混凝土喷射成45 * 35 * 12厘米(可切割6块)或45 * 20 * 12厘米(可切割3块)的模型。混凝土达到一定强度后，应加工成10 * 10 * 10厘米的立方体试件，并在标准条件下养护至28d进行试验(精确至0.1兆帕)。嘿。嘿。4初期支护检测，当强度怀疑时采用喷射混凝土板切割法，可采用凿子切割法。凿削法应在具有一定强度的支架上，用凿岩机钻密排孔，取出长35厘米、宽15厘米的混凝土试块，加工成101010厘米的立方体试件，在标准条件下养护至28d进行试验(精确至0.1兆帕)。(3)当采用射流切割法对强度有疑问时，也可采用钻孔取芯法。钻孔取芯方法应在28d强度的支架上进行，使用钻孔取芯机钻孔加工直径为10厘米、长度为10厘米(精确到0.1兆帕)的圆柱体。根据标准，TB10753-2010中90%以上的喷射混凝土厚度检测点应大于设计厚度。JTGF80/1-2004a的平均厚度大于设计厚度；B 60%以上的检查点应大于设计厚度；最小厚度不得小于设计厚度的1/2，且不得小于5厘米。(2)检测频率TB10753-2010:全断面开挖时，施工单位每作业周期检查一次；分段开挖时，施工单位每3 5m检查一次，每段距拱顶每2m设一个检查点。JTGF80/1-2004:每10米检查一个断面，从拱顶中心线每3米检查一个点。(3)检测方法待定10753-2010:嵌钉法、钻孔法或无损检测法。JTGF80/1-2004:钻探方法或雷达探测方法。根据喷射混凝土的设计厚度，更好地理解该方法：首先，将与设计厚度相同长度的钢筋嵌入围岩中，然后开始施工，直到嵌入的钉子被喷射混凝土覆盖。(2)钻孔方法：除埋钉法外，喷浆8小时后用钢钻孔。如果混凝土和围岩的颜色相似且难以区分，酚酞测试溶液可应用于孔壁，以显示红色未压实厚度。(3)无损检测方法：目前，地质雷达法主要用于检测初期支护的厚度及其背后的缺陷。地质雷达的原理如下：嘿。长官-3000雷达探测器。嘿。4初始支持测试。地质雷达发射天线向待测物体表面发射频率为几百兆赫的高频电磁波。当电磁波遇到不同的界面时，它们将被反射和发射，反射波将返回到衬里表面并被接收天线接收(使用的天线是带有集成收发器的屏蔽天线)。由于喷射混凝土中混凝土、钢筋、空气、水和围岩的物理性质差异很大，电磁反射系数Georadar已被广泛用于监控隧道施工过程。一些铁路线已经作为一个过程纳入管理。它能快速准确地检测混凝土厚度、缺陷和嵌入物体。(1)标准规程TB10753-2010:喷射混凝土应与围岩、拱架和钢筋网紧密结合，后面不得有空隙和杂物。JTGF80/1-2004:喷射混凝土支架应与围岩紧密粘结，并应粘结牢固，无空隙，必要时应测试粘结力。检测频率待定10753-2010:每10米检查一段，每段从拱顶中心线每3米检查一点；JTGF80/1-2004:每个板的测试。(3)检测方法钻孔法或地质雷达法，一般要求在初期支护完成后二衬测试前进行。嘿。4初步支撑试验、4.5螺栓4.5.1螺栓材料试验包括物理力学性能试验。(1)标准规程TB10753-2010:锚杆类型必须满足设计要求，物理性能(公称直径、公称壁厚、公称质量)指标必须满足设计要求，必须符合表2的规定。力学性能指标，包括屈服强度或屈服力、抗拉强度或最大力、断裂伸长率等力学指标应符合表3的规定。JTGF80/1-2004:材料、类型、质量、规格和性能必须满足设计规范的要求。表2锚栓的规格和物理性能指标(表7.4.6，TB10753-2010)，表3锚栓的机械性能指标(表7.4.7，TB10753-2010)，表4初始支撑测试，(2)测试频率TB 10753-2010物理性能(公称直径和质量，壁厚)指标随机抽样3%测试机械性能：每批物理性能抽样2套3种测试方法：尺寸，机械性能：主要通过材料试验机，比较对于初始支撑试验，4.5.2螺栓安装尺寸(1)标准TB10753-2010 (1)孔径应满足设计要求。(2)孔的深度应大于锚固长度10厘米。(3)孔距允许偏差为15cm。插入长度不应小于设计长度的95%，并应位于孔的中心。JTGF80/1-2004孔径：砂浆锚杆直径大于15毫米，其余满足设计要求。(2)螺栓孔的深度允许偏差为50 mm，(3)螺栓孔允许偏差为15 mm，(2)检测频率TB10753-2010:全部检查。JTGF80/1-2004:检查螺栓数量的10%。(3)检测方法待定10753-2010:现场测量或声反射法(方法简介见4.5.3)。JTGF80/1-2004:测量。嘿。4初期支护试验，4.5.3砂浆锚杆的砂浆灌浆饱满度铁路标准明确规定了砂浆灌浆饱满度，公路标准中没有规定。(1)标准规程TB10753-2010:砂浆