隧道施工及质量控制ppt课件

1、隧道施工及质量控制邵祥文2021年11月第一章 隧道的概念和作用隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。普通可分为两大类：一类是建筑在岩层中的，称为岩石隧道；一类是建筑在土层中的，称为软土隧道。岩石隧道建筑在山体中的较多，故又称山岭隧道；软土隧道经常建筑在水底和城市立交，故称为水底隧道和城市道路隧道。埋置较浅的隧道，普通采用明挖法施工，埋置较深的隧道那么多采用暗挖法施工。用作地下通道的有道路隧道、水底隧道、城市道路隧道、地下铁道、铁路隧道和航运隧道等。隧道在山岭地域可用做抑制地形或高程妨碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，维护生态环境；还可用做抑制落石、坍方、雪

2、崩、雪堆等危害。在城市可减少用地，构成立体交叉，处理交叉路口的拥堵阻塞，引导交通。在江河、海峡、港湾地域，可不影响水路通航。建筑隧道既能保证道路平顺、行车平安、提高温馨性和节省运费，又能添加隐藏性、提高防护才干和不受气候影响。隧道是地下工程建筑物，为坚持坑道岩体的稳定，保证行车平安，通常需求修筑主体建筑物和附属建筑物。前者包括洞身衬砌和洞门，后者包括通风、照明、防排水、平安设备等。洞身衬砌的作用是接受围岩压力、构造自重及其它荷载，防止围岩风化、岩塌和洞内的防水、防潮等。洞门的主要作用是防止洞口坍方落石、坚持仰坡和边坡的稳定。通风照明、防排水、平安设备等的作用是确保行车平安、温馨。隧道衬砌在构造

3、计算实际和施工方法两方面与地面构造相比有很多不同之处。最主要的是埋置在地层内的衬砌构造所接受的荷载比地面构造复杂。所以在设计衬砌时除计算复杂多变的围岩压力外，还要思索衬砌与围岩的相互作用。 隧道施工与地面建筑物也不同，空间有限，任务面狭小、光线暗，劳动条件差，给施工添加了难度。第二章 隧道施工的根本概念隧道施工是指建筑隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择主要根据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的运用功能和施工技术程度等要素综合思索研讨确定。根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的开展，隧道施工方法可按以下方式分类：山岭隧道

4、施工方法矿石法钻迸发掘进机法新奥法传统矿石法浅埋及软土隧道施工方法明挖法地下延续墙法盖挖法浅埋暗挖法盾构法水底隧道施工方法沉埋法盾构法隧道施工方法隧道施工技术主要研讨处理上述各种隧道施工方法所需的技术方案和措施如开挖、掘进、支护和衬砌施工方案和措施；隧道穿越特殊地质地段时如膨胀土、黄土、溶洞、塌方、流沙、高地温、岩爆、瓦斯地层等的施工手段；隧道施工过程中的通风、防尘、防有害气体及照明、风水电作业的方式方法和对围岩变化的量测监控方法。隧道施工管理主要处理施工组织设计如施工方案的选择、施工技术措施、场地布置、进度控制、资料供应、劳力及机具安排等和施工中的技术管理、方案管理、质量管理、经济管理、平安

5、管理等问题。由于地质勘探的局限性和地质条件的复杂性及多变性，隧道施工过程中经常会遇到忽然变化的地质条件、不测情况如塌方、涌水等，原制定的施工方案、施工技术措施和施工进度方案等也必需随之变卦。 第三章 隧道施工技术的开展伴随着 20世纪世界科学、技术、经济的开展，交通运输、水利、水电、采掘，特别是城市地下交通及空间利用等，对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求。大规模的地下工程建立促进了隧道建筑技术的提高。大量的锚喷支护工程实际和岩石力学的迅速开展，导致了现代支护实际的建立，在此根底上出现了新奥法、挪威法及浅埋暗挖法等更有效的施工方法；用现代技术配备的掘进机和盾构可以顺应从巩固岩层到脆弱含水地

6、层的各种掘进条件，其可靠性、耐久性、机动性及掘进的高速度，使其在隧道工程施工中得到日益广泛的运用；冲击钻头的改良及全液压钻孔台车的出现，大才干装渣、运渣设备的开发，新型爆破器材的研制及爆破技术的完善，改善围岩条件及支护技术的提高等，极大地改良了施工环境和提高了掘进速度，使钻孔爆破法的掘进技术得到更新；水底沉埋隧道施工技术的开展为穿越江河、海湾提供了新的有效手段。 1984年建成的日本横跨津轻海峡的青函隧道长 53.85Km和 1991年建成的英法海峡隧道长50.50Km，无论从工程规模、复杂性，还是在运用新技术方面，都代表着 20世纪世界隧道施工的程度。我国隧道工程建立历史悠久，但在 1949

7、年以前，隧道规模较小，建筑技术也比较落后。中华人民共和国建立后，随着各项建立事业的开展，建筑了大量的隧道工程，施工技术也有了很大提高。目前我国隧道工程矿山法施工中已较普遍的采用了新奥法；岩石中隧道施工除采用钻爆法掘进外，也已开场采用掘进机施工；城市等浅埋隧道明挖或盖挖法施工中开场运用了地下延续墙，暗挖时采用的盾构法及浅埋暗挖法已具有较高的技术程度。我国拥有的铁路隧道数量已超4000Km，居世界第一位。我国也是以沉埋法建筑水底隧道座数较多的国家之一。随着我国公路建立的开展，特别是高等级公路在我国的兴起，我国公路隧道在数量与规模上有很大开展，建筑技术，特别是在抑制复杂环境条件的才干上，有很大提高。

8、 1995年开场建筑的秦岭专长隧道长 18.50Km将在我国隧道建筑技术上获得新的突破。 20世纪后半期隧道建筑技术与现代化管理方法的开展，为今后我国建筑长大隧道及抑制各种困难条件的隧道工程奠定了根底。我国是幅员宽广、地质复杂、多山的开展中国家，城市化交通处于起步阶段，大规模的水利及交通事业方兴未艾，隧道事业必将有更大的开展。第四章分项工程施工方案及本卷须知4.1 明洞工程施工4.2 洞身暗挖施工4.3 洞口地段施工4.4 隧道洞门施工4.5 初期支护4.6 仰拱施工4.7 衬砌施工4.8 防排水施工4.9 超前地质预告4.10 地层加固4.11 隧道监控量测4.12 隧道附属工程4.13 超

9、前小导管施工 第四章分项工程施工方案及本卷须知4.1 明洞工程施工 4.1.1普通规定 4.1.2 施工要求 4.1.3明洞的病害及其防治第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工 4.2.1方案设计 4.2.2中隔壁法CD法 4.2.3 交叉中隔壁法CRD法 4.2.4双侧壁导坑法 4.2.5弧形导坑预留中心土法 4.2.6 正台阶法 4.2.7 全断面开挖法 4.2.8 CD、CRD等施工方法的相互转换 第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工 4.2.1方案设计按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。1

10、对于脆弱围岩严厉按照：“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封锁、紧衬砌、勤量测 的原那么组织施工；2对于普通围岩严厉按照：“短进尺、弱爆破、强支护、早封锁、紧衬砌、勤量测 的原那么组织施工；3黄土隧道施工严厉按照“严控水、强支护、短进尺、勤量测的原那么组织施工，应特别留意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处置。 4石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封锁、勤量测的原那么进展组织施工。第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工 4.2.2中隔壁法CD法CD法是在脆弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要运用于双

11、线隧道级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道级围岩地段。 基底加固图1 CD法施工工艺流程图丈量放线左侧拱部超前支护左侧上部开挖、出碴左侧上部、上部中隔壁初期支护、同时进展左侧下部开挖、出碴右侧拱部超前支护右侧上部开挖、出碴超前地质预告围岩监控量测围岩监控量测右侧上部、上部中隔壁初期支护、同时进展右侧下部开挖、出碴左侧下部初期支护右侧下部初期支护底部开挖、出碴，接长暂时钢架仰拱初期支护撤除暂时钢架、仰拱衬砌仰拱填充施工下一工序围岩监控量测第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工4.2.3 交叉中隔壁法CRD法CRD法是在脆弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和

12、横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工的施工方法，主要运用于级围岩深埋软质岩、浅埋、偏压地段以及级围岩深埋地段的施工。 左侧上部开挖、出碴图3 CRD法施工工艺流程图撤除底部暂时横撑，底部开挖、出碴，接长暂时钢架基底加固仰拱初期支护撤除暂时钢架、仰拱衬砌仰拱填充施工下一工序围岩监控量测围岩监控量测丈量放线左侧拱部超前支护左侧上部、上部中隔壁初期支护、横支撑施工同时进展左侧下部开挖、出碴右侧拱部超前支护右侧上部开挖、出碴超前地质预告围岩监控量测右侧下部初期支护,必要时架设底部横撑右侧上部、上部中隔壁初期支护、横支撑施工同时进展右侧下部开挖、出碴左侧下部初期支护,必要时架设底部横撑第

13、四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工4.2.4双侧壁导坑法先开挖隧道两侧的导坑，并进展初期支护，再分部开挖剩余部分的方法。该方法主要运用于级围岩浅埋、偏压及洞口地段。架立周边钢架，必要时设底部横撑施作锚喷支护依次开挖部喷砼封锁掌子面，施作锚喷支护，闭合成环开挖部，接长暂时钢架，撤除下部横撑撤除暂时钢架56m，浇筑仰拱浇筑填充混凝土浇筑二次衬砌施作防水层监控量测开挖部，进尺同钢架间距图5 双侧壁导坑施工工艺流程图清理掌子面，丈量放线开挖部，进尺同钢架间距开挖部，进尺同钢架间距喷砼封锁岩面喷砼封锁岩面施作洞身锚杆施作洞身锚杆架立钢架、暂时钢架及横撑架立钢架、暂时钢架及横撑锚喷支护，闭

14、合成环施作超前支护、注浆监控量测监控量测锚喷支护，闭合成环开挖部，进尺同钢架间距超前地质预告第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工4.2.5弧形导坑预留中心土法先开挖上部导坑成环形，并进展初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。主要运用于级围岩、岩质较好地段的施工。丈量放线拱部超前支护上部环行开挖、出碴中心土及中部开挖、出碴中部初期支护下部开挖、出碴下部初期支护底部开挖超前地质预告仰拱填充施工下一工序上部初期支护底部初期支护仰拱围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测上中下部进展四个循环围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间第四章分项工程施工方案及本卷须知4.

15、2 洞身暗挖施工4.2.6 正台阶法 先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下半断面同时并进的施工方法。主要运用于正洞、级围岩及横洞、级围岩的施工。丈量放线拱部超前支护上导坑开挖、出碴下导坑开挖、出碴下部初期支护超前地质预告上部初期支护围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间仰拱填充施工下一工序仰拱第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身暗挖施工4.2.7 全断面开挖法采用全断面一次开挖成形的施工方法。主要运用于客运专线双线隧道、级围岩和斜井、级围岩的施工。循环进尺宜控制在34.0m。第四章分项工程施工方案及本卷须知4.2 洞身

16、暗挖施工4.2.8 CD、CRD等施工方法的相互转换隧道开挖方法的合理转换，是隧道开挖作业平安的一个重要要素，在接近开挖方法变换里程时，应提早方案，确定合理的暂时支撑参数。转换时应不减弱设计支撑参数。CD法与CRD法转换：CD法普通运用于黄土隧道级围岩地段，CRD法普通运用于黄土隧道级围岩地段，采用CRD法施工的开挖断面较CD法施工断面大，CRD法施工时设置暂时横撑。由CD法转入CRD法施工时，中部增设暂时横撑，同时CRD法暂时竖撑应较CD法对应竖撑长些，以使暂时钢架拱脚置于同一程度面上，便于拱脚的稳定。由CRD法转入CD法施工时，取消暂时横撑，根据围岩量测结果尽早撤除CRD法施工时所设横撑，

17、以免影响CD法施工进度。CRD法与双侧壁导坑施工转换：CRD法转为双侧壁导坑施工时，应提早调整CRD法暂时横撑安装高度，使其与双侧壁导坑上部横撑位于同一高度上，从而利于后续双侧壁导坑上部的开挖作业。由双侧壁导坑转为CRD法施工时，待施工至设计里程后，继续向前按双侧壁导坑施工，同时将中部竖向暂时支撑逐渐靠拢，直到过渡至CRD法。根据监控量测结果，尽早撤除双侧壁导坑施工的竖横向支撑，以免影响开挖进度。 第四章分项工程施工方案及本卷须知4.3洞口地段施工 4.3.1施工要求 4.3.2施工工艺 4.3.3施工本卷须知 4.3.4质量检验第四章分项工程施工方案及本卷须知4.4隧道洞门施工1、隧道洞门施

18、工规定；2、洞门的模板要求；3、洞门的防排水施工要求；4、洞门回填应要求；5、洞口装饰的隧道名牌、字样要求；6、洞门建筑完成后，洞门以上仰坡坡脚如有损坏，应及时修衬，并应检查与确保坡顶以上的截水沟和墙顶排水沟及路堑排水系统的完好与连通。第四章分项工程施工方案及本卷须知4.5初期支护 4.5.1放射混凝土施工 4.5.2锚杆施任务业 4.5.3钢筋网片施工 4.5.4钢架施工 放射混凝土施工工艺框图喷混凝土配合比选定检查开挖断面尺寸，去除浮碴，清理受喷面施工机具就位放射混合料拌合放射混合料运输初喷混凝土4cm施作锚杆、钢架、挂钢筋网去除初喷面粉尘复喷至设计厚度清理施工机具参与速凝剂参与合成纤维或

19、钢纤维砂浆锚杆施工工艺流程图 锚杆制造各项工前预备锚杆钻机就位钻锚杆孔钻孔角度定位锚杆孔位丈量放样锚杆孔清孔机械设备保养预备注浆资料注浆设备就位锚孔成孔检查搅拌砂浆注 浆插入锚杆锚杆开工验收安装垫板中空注浆锚杆施工工艺流程图 锚杆制造各项工前预备锚杆钻机就位钻锚杆孔钻孔角度定位锚杆孔位丈量放样锚杆孔清孔机械设备保养预备注浆资料注浆设备就位锚孔成孔检查搅拌砂浆注 浆插入锚杆锚杆开工验收安装垫板型钢钢架施工工艺流程图 初 喷定位锚杆施工中线标高丈量去除底脚浮碴钢架加工、质量验收钢架预拼分部安装钢架与定位锚杆焊连定位设锁脚锚管锁定加设鞍形垫块安装纵向衔接筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控量测第四章分项工程

20、施工方案及本卷须知4.6 仰拱施工 4.6.1施工要求 4.6.2施工工艺 4.6.3仰拱、仰拱填充施工本卷须知仰拱、仰拱填充施工工艺流程图 混凝土消费、运输开挖清底、抽排水、接缝处置检查签证浇筑砼丈量立模仰拱砼养护填充砼浇筑混凝土消费、运输仰拱钢筋绑扎填充砼养护检查签证检查签证第四章分项工程施工方案及本卷须知4.7衬砌施工 4.7.1施工工艺及技术要求 4.7.2衬砌模板 4.7.3衬砌钢筋 4.7.4 二次衬砌 4.7.5 配合比设计 4.7.6 砼搅拌 4.7.7 砼运输 4.7.8 砼灌筑及捣固 4.7.9 拆模及养护衬砌施工工艺流程图监控量测确定施作二衬时间施工预备台车移位台车定位施

21、作止水带隐蔽检查 灌筑混凝土台车脱模退出养 护1.敷设防水板及盲沟2.中线程度放样3.铺设衬砌台车轨道1.程度定位立模2.拱部中心线定位3.边墙模板净空定位1.清理基底2.装设钢制挡头模板3.装设止水条1.自检2.监理工程师隐检洞外混凝土拌合混凝土运输混凝土泵送捣 固涂刷脱模剂第四章分项工程施工方案及本卷须知4.8 防排水施工 1、防排水设计 2、 防水板施工 3、 止水带及止水条施工隧道构造防排水施工工艺流程图 YY检查净空及初期支护外表情况割除外露超长的钢筋、锚杆，修整凹凸不平的外表以及渗漏水处置原资料检验和实验灌注混凝土拆模养生铺设防水板隐蔽检查安装环、纵向透水盲管和盲沟NNY安装施工缝

22、止水带N隐蔽检查Y衬砌台车定位充气及隐蔽检查隧道防水板施工工艺流程图 N1.防水板质量检查/检验； 2.划焊缝搭接线；3.防水板可分拱部和边墙两段截取，对称卷起备用。1.任务平台就位；2.初支及渗漏水处置3.切除锚杆及钢筋网端头；4.如超挖超越铺板规定，编铁丝网回填；5.拱顶画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。预备任务洞外准备洞内准备 电热压焊器及爬行式热合器，垫上隔热纸固定防水板焊缝补强Y移任务平台下一循环焊接防水板搭接缝质量检查第五章 隧道施工质量控制三阶段质量控制隧道施工质量控制是一个过程，即从隧道构造“孕育、“生长的各个阶段都要进展控制，经过实验、检测等技术，提出相应的控制目的

23、、方法以及检测技术。施工质量控制包括事前控制、事中控制和事后控制三个阶段，三阶段控制构成了质量控制的系统控制过程。事前控制 事前控制要求预先进展编制缜密的质量方案。尤其是工程工程施工阶段，制定质量方案或编制施工组织设计或施工工程管理实施规划，都必需建立在真实可行、有效实现预期质量目的的根底上，作为一种行动方案施工部署。 事前控制主要包括强调质量目的的方案预控和按质量方案进展质量活动前的预备任务形状的控制。事中控制 事中控制首先是对质量活动的行为约束，即对质量产生过程中各技术作业活动操作者在相关制度管理下的自我行为约束的同时，充分发扬其技术才干，去完成预定质量目的的作业义务；其次是参建各方对质量

24、活动过程和结果的监视控制，这里包括来自企业内部管理者的检查、检验和来自企业外部的工程监理和政府质量监视部门等的监控。事后控制 事后控制包括对质量活动结果的评价认定和对质量偏向的纠正。从实际上分析，假设方案控制过程所制定的行动方案思索得越缜密，事中约束监控的才干越强、越严厉，实现质量预期目的的能够性就越大。理想的情况就是希望做到各项作业活动“一次胜利、“一次交验合格率100%。由于系统要素和偶尔要素的存在，因此当出现质量实践值与目的值之间超出允许偏向时，必需分析缘由，采取措施纠正偏向，坚持工程质量一直处于受控形状。 施工质量过程控制也称工后控制。目前的质量控制大多是“重二衬，轻初支，实践上隧道初

25、期支护是隧道的主要承力构造，对整个隧道构造的耐久性起着很重要的作用，故在隧道施工质量过程控制中，对初期支护各构造的施工质量均需进展必要的控制。 施工质量过程控制主要包括开挖断面、锚杆质量长度及砂浆饱和度、钢拱架或格栅钢架、喷混凝土质量强度、厚度及背后缺陷、防水层施工质量、二次衬砌混凝土质量强度、厚度及背后缺陷、隧道衬砌裂纹等的实时控制。 1 原资料 对于隧道工程中所要用到的一切资料水泥、砂、石、钢材、防水板、外加剂等，在施工前均需按要求进展实验，确保合格之后才干运用。 对施工过程中将要用到的喷混凝土配合比、二次衬砌混凝土配合比及砂浆的配合比等，均要以工程中将要采用的各种资料为根底进展各种配合比

26、设计，以确保混凝土及砂浆的强度满足要求。2 隧道开挖断面1控制超欠挖隧道允许超挖值cm围岩级别开挖部位、拱部线性超挖101510最大超挖152515边墙线性超挖101010仰拱、隧底线性超挖10最大超挖25隧道开挖不应欠挖，当围岩完好、石质巩固时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌每1m不大于0.1m、高度不大于5cm。拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。在控制超欠挖技术的研讨中，首先应改动观念，即必需改动“宁超勿欠的传统观念，树立“少欠少超的观念。也就是说，应允许一定程度的欠挖，例如，日本在隧道施工中，根本上允许概率为16的欠挖。即在开挖断面上取100个点，有不超越16个点的超挖就可以了。这样就可以

27、防止开挖轮廓线的无谓扩展，而使超挖得以减少。例如，铁路隧道施工规范TB 102042002规定：当围岩完好、石质巩固时，允许岩石个别突出部分每1m不大于0.1m侵入衬砌，侵入值应小于衬砌厚度的1/3，并小于10cm。对喷锚衬砌应不大于5cm。 实践施工中，周边孔开口位置e有三种情况，其出现机率和差值大小那么主要决议于钻孔程度。第1种情况a不影响超欠挖；在b的情况时，将使超挖添加一个e值，而第3种情况，将使超挖减小一个e值，但出现欠挖。因此，钻孔时先定位，后钻进，并在掌子面上完好醒目地标出周边孔位线，把e控制在较小范围内约在3cm是能够的。 对隧道在各施工阶段的净空尺寸横断面净空及超欠挖采用激光

28、断面仪如国产BJSD-2型隧道限界检测仪，见图或全站仪进展检测。经过激光断面仪对隧道各施工阶段净空尺寸的检测、数据处置，可以评价隧道开挖质量、取代收敛量测以及对地质雷达检测喷混凝土厚度时进展波速标定和厚度修正等。 2激光断面仪检测开挖质量 在隧道开挖后，将激光断面仪架设在检测横断面上对开挖轮廓进展检测，对实测数据进展分析处置，得出隧道开挖轮廓断面，与设计的开挖线相比较，可评价隧道开挖的超欠挖情况，对隧道的开挖质量进展评价，详见图。混凝土厚度检测 在隧道开挖后，用激光断面仪或全站仪对开挖断面进展丈量，待初期支护喷混凝土完成后在一样断面作初期支护施作后的净空断面进展丈量，利用两次丈量结果的差值，可

29、得出该断面初期支护喷混凝土厚度的准确值见图。假设在二次衬砌前后对一样断面进展检测，即可得检测断面二次衬砌厚度准确值。 隧道净空情况检测 检测中以隧道控制网坐标系统中线及高程为断面轮廓检测的坐标系统，隧道内每间隔一定间隔如20m设置一个检测断面，每个检测断面上设置一定数量的测点进展检测，对隧道净空情况采用激光断面仪BJSD-2型方法进展检测。 利用公用途置软件软件界面见图4-25对实测数据进展分析处置，得出隧道横断面数据详见图4-23。同时，以设计断面为规范曲线，经过与实测断面轮廓数据的比较，确定隧道衬砌净空断面能否满足设计要求见图4-26。 图4-25 BJSD-2型隧道限界检测仪公用软件界面

30、 图4-26 二衬后断面检测结果图 2锚杆质量 锚杆是将破碎或不稳定岩体(块)与结实稳定的岩体连结在一同以提高整体稳定性的一种支护措施。当锚杆发扬作用时，锚杆不同部段的功能各不一样。锚杆内端处于结实稳定岩体的部段，其锚固力主要起着固定锚杆的作用；而锚杆外端处于破碎或不稳定岩体的部段，其锚固力主要起着将该段岩体(块) 与锚杆连结在一同的作用见图4-27。要让锚杆能发扬设计的效果，除保证锚杆的长度满足设计要求外，还要使各段都能均匀而有效地与岩体锚固在一同。除此之外，对锚杆质量影响较大的要素还有砂浆的强度，得有足够的裹握力才干保证锚杆的质量。 距岩面间隔(m)x轴力(kN)P图4-27 理想锚杆受力

31、表示图 锚杆长度及注浆饱和度均采用应力反射波法检测，现已有公用的锚杆质量检测仪，见图4-28。 图4-28 JLMG锚杆质量检测仪 锚杆长度 应力反射波法是一种无损检测方法，该方法的根本实际根据为一维杆件的弹性应力波反射实际。在锚杆顶部激发弹性应力波，当弹性应力波传播到锚杆底部时由于锚杆和锚杆底部的岩石存在波阻抗差别，将产生反射波回到锚杆顶。根据反射波的走时和锚杆中的应力波传播速度就可以用(3)式求出锚杆长度L ， 锚杆中的应力波传播速度可在现场知长度的锚杆上进展标定。 注浆饱和度 注浆饱和度检测经过测定锚杆不同方位，不同间隔应力波的阻尼情况，即锚杆与围岩的耦合情况来判别注浆饱和度。由应力波在

32、介质中的传播特性可知：应力波在巩固完好的介质中传播速度大，衰减速度快，而在松散及不完好介质中应力波的传播速度小，衰减速度慢。 利用应力波这一传播特性来判别注浆饱和度情况，对于注浆丰满的，砂浆和岩石的耦合性好，可看成完好的介质，因此应力波的波形规那么衰减快，近于指数衰减；对于注浆丰满程度差的那么砂浆和岩石间的耦合性差， 可看成松散不完好的介质，应力波的波形杂乱、衰减慢。根据不同方向、不同部位击震的应力波衰减曲线就可以对注浆饱和度作出判别。 (a)全长树脂锚杆锚固段长度为0.77m实测波形图 (b)树脂端锚锚杆的实测波形图 图12-34 锚杆长度及注浆饱和度检测波形图 砂浆强度 在砂浆锚杆的长度及

33、灌浆饱和度均到达要求后，并不能阐明锚杆的质量完全到达了要求。从锚杆的支护性能可知，它是受砂浆的裹握并经过砂浆与围岩这间发生作用的，假设砂浆的强度达不到要求。为了全面评价锚杆的质量，有必要对砂浆抗压、抗剪强度进展检测。 A、抗压强度 采用传统的实验方法，在施作锚杆时同期制造试件，对试件进展抗压实验，得出砂浆的抗压强度。B、剪切强度 由锚杆的支护机理可知，在结合锚杆与岩体中砂浆主要受剪力的作用。从而，砂浆的剪切直接影响到锚杆的质量。 由于围岩存在差别，在不同的结合体上，砂浆与围岩间的剪切力有所不同。为了真实反映锚杆实践任务时砂浆与围岩锚杆洞壁间的剪切力，可进展原位实验。将施作好的锚杆与周围的围岩一

34、同取出，采用特制的实验设备对其进展抗剪实验，得出砂浆与围岩间的剪切力，并对其进展评价。 锚杆抗拔实验 锚杆抗拔力经过拉拔实验进展检测。拉拔实验检测方法是一种传统的锚杆锚固质量检测方法。进展拉拔实验时,将液压千斤顶放在托板和螺母之间,拧紧螺母,施加一定的预应力,然后用手动液压泵加压,同时记录液压表和位移计上的对应读数,当压力或者位移读数到达预定值时,或者当压力计读数下降而位移计读数迅速增大时,停顿加压。测试后,整理出锚杆的位移-荷载曲线,进而分析出实验锚杆的抗拔力大小。实验时锚杆的受力形状见图12-35。距岩面间隔(m)x轴力(kN)P图12-35 抗拔实验时锚杆的受力表示图锚杆检测结果评定 实

35、验证明：对于高强螺纹锚杆，当锚固长度到达锚杆直径的42倍时，握裹力不再随锚杆长度的添加而添加。隧道锚杆的长与直径比到达几百倍，而且从图1、2可知，锚杆拔抗实验与实践锚杆的受力形状有很大不同，得出锚杆抗拔力与锚杆质量没有必然的相关性，假设仅采用抗拔实验，能够导致将不合格锚杆依其抗拔力评定成合格锚杆。所以，对锚杆进展检测时，要采用声频应力波法对锚杆的锚固质量进展无损检测，再配合抗拔力实验进展综合分析，可对锚杆的锚固质量作出较全面的评价。4 喷混凝土质量检测 放射混凝土能及时封锁围岩暴露面，有效地隔绝水和空气；部分混凝土浆液渗入张开的裂隙或节理中起胶结和加固围岩的作用；能向围岩提供支护抗力(径向力)

36、，使围岩由二向受力变为三向受力形状，从而提高了围岩强度。 评价喷混凝土的质量，主要是目的：喷混凝土强度包括早期强度和晚期强度、厚度、密实度及背后缺陷。 放射混凝土强度在一定范围内离散分布，正常情况其分布规律符合正态分布曲线，放射混凝土强度检验准那么是根据平均强度和变异系数综合控制。因此对放射混凝土的质量控制不但要控制平均强度，同时还必需控制变异系数。由于湿喷工艺可以对水灰比进展准确控制，因此强度变异系数小，喷层构造可靠性高。而干喷工艺据欧洲规范EFNARC7.3表述：“对于干喷工艺难于预设水灰比。实践水灰比普通在0.350.5的范围内动摇。经估算，相应强度动摇可达15MPa以上。根据中铁西南院大量实验数听阐明：湿喷混凝土强度变异系数可控制在10%左右，到达国标优质规范。 混凝土强度分布规律 喷混凝土强度 根据喷混凝土强度外表特征，宜采用气压射钉枪见图4-30、31无损检测方法进展检测。气压射钉枪检测喷混凝土强度是在恒定空气压力下将经过特殊标定的射钉打入喷混凝土内，由其射入深度推算其强度(深度与强度的关系由实验标定)。 图4-30 气压射钉枪 图4-31 气压射钉枪强度测试系统 喷混凝土厚度、密实度及背后缺陷 喷混凝土厚