第10章隧道施工方法及其基本作业.ppt

1、第10章隧道工程质量检验2009.11，隧道工程质量检验，重庆交通大学土木工程学院，2009.10.1年12月概述一.隧道工程质量检验的目的和意义是什么？(1)隧道工程质量检查的目的：隧道施工质量控制的需要是隧道工程竣工验收评价的重要环节(2)隧道工程质量检查的意义：提高工程质量，加快工程进度，降低工程成本，提高维修水平，促进隧道施工技术进步；2)公路隧道的常见病害，如隧道渗漏，往往会受到地下水的侵袭。如果防排水做得不好，容易产生渗漏，影响行车衬砌的开裂。工程中更多的衬砌开裂是由于施工管理不当造成的。因为衬里厚度不够；因为混凝土强度不够。为了保证施工安全，避免滑坡，容易形成草率衬砌，忽视断面边

2、界，使建筑物净空被侵入；b、施工中常见的现象是在衬砌混凝土浇筑过程中，由于强度和刚度不足，模板会发生滑移，这也将导致间隙的侵入。接缝不密实A、一次支护与围岩的接缝B、二次衬砌与一次支护的接缝通风采光差A、设计不好；设备质量问题；操作和管理不当。此外，在施工和运行过程中，我还发现了一些其他的局限性和问题。水泥混凝土破碎板；沥青路面开裂；灌浆不密实；预制蜂窝麻面，总结了公路隧道的特点：大断面、扁平状(扁平断面容易在拱顶围岩中产生拉伸带)、通风要求(为什么通风)、照明要求(为什么照明)、防水排水要求(为什么防水排水)、3。公路隧道检测技术的内容按照施工顺序分为：1 .超前支护灌浆材料检验。控制超挖和

3、欠挖。支撑体系初期支护质量检查：锚杆、钢支撑、喷射混凝土防排水层质量检查甲、合成材料、土工布、防水混凝土防水质量检查乙、防水板铺设、止水带排水质量检查丙、环形排水管、纵向排水管和中央沟二次衬砌质量检查甲、混凝土抗压强度；B模板混凝土厚度C衬砌背后空洞检测，4、测量技术位移测量A地表下沉测量(对于浅埋隧道，入口段)B拱顶下沉测量(预测拱顶坍塌)C围岩周边位移测量(收敛测量以测试围岩和初期支护变形)D围岩内部位移测量(多点位移测量径向位移和松弛范围)力测量A锚杆轴力测量(与拉拔力之差)B钢支撑压力测量(是否达到极限压力)C喷射混凝土应力测量D二次衬砌压力测量数据处理，5。施工期通风检测。运行周期1

4、0mm 2，净总宽度；不低于设计2。隧道净高；不低于设计3。隧道轴线偏移20毫米4。路线的中心线与隧道的中心线相连；10.2超前支护及预加固围岩施工质量检验隧道在浅埋段、自稳性差的软弱破碎地层、严重偏压及岩溶泥石流段、砂层、砂砾层、断层破碎带及大面积淋水或涌水地段施工时，由于开挖后围岩自稳时间短于完成支护所需时间，开挖面围岩往往发生失稳。此时，需要预先支撑或预加固。超前支护和预加固的方法有：表面砂浆锚杆或表面注浆加固；超前锚杆或超前小管支架；管棚钢架超前支护；超前小导管灌浆；超前围岩深孔预注浆。其他方法：冷冻法优点：不影响挖掘。2、超前锚杆或超前小导管支架；适用于浅埋松散破碎地层；软弱破碎围岩

5、隧道，地层应力小，地下水少。这种先进的支架具有更大的灵活性和更小的整体刚度。优点：结构更加灵活。3、管棚钢架超前支护；适用于极破碎地层、滑坡、岩堆等地段。管棚钢架与围岩形成一个棚架体系，具有如下效果：梁效应：由于钢管是预先设置的，在掘进过程中，钢管在工作面及其后方的支撑下形成梁结构，防止围岩坍塌和松动。加固效果：钢管插入后，通过注浆加固钢管周围的围岩。优点：最大限度地控制变形和松弛，有利于表面结构。缺点：施工太麻烦，成本太高。4、超前小导管注浆；适用于砂层、砂卵(砾石)层、断层破碎带、软弱围岩浅埋区或自稳时间短(12h)的滑坡治理区。5.围岩深孔预注浆。适用于极松散、破碎、软弱的地层，或断层破

6、碎带中涌水较多的松软地段和隧道。主要用于各种大断面、无过大沉降的地下工程。1、灌浆材料性能测试。理想的灌浆材料应满足以下要求：粘度低、渗透性强、流动性好；浆液的凝结时间可以调节和精确控制；当浆料凝固时，体积不会收缩；该浆料稳定性好，长期储存不变质；该浆料无毒、无味、不污染环境。2.灌浆材料的主要性能：粘度；渗透性；凝胶时间；渗透系数；抗压强度、超前支护施工质量检验公路工程质量检验评定标准JTG F80/12004.超前锚杆1。基本要求锚杆的材料和规格；前导螺栓和隧道轴线的外插角510；锚杆的搭接长度不得小于1米。2、实测工程长度不小于设计值；孔位置偏差为50毫米；孔深偏差为50毫米；孔径比杆体

7、直径大15毫米。检验方法和频率：测量：检验10 3。外观鉴定；2.高级钢管1。基本要求先进钢管的型号、规格和质量符合设计和规范要求；高级钢管与钢架结合使用时，应穿过钢架腹部，尾端应与钢架焊接。2、实测工程长度不小于设计值；孔位置偏差为50毫米；孔深偏差为50毫米；孔径比杆体直径大20毫米。检查方法和频率：直尺测量：检查10 3、外观鉴定、灌浆效果检查1、分析方法2、检查孔方法3、声学监测。这些方法目前还不成熟，其准确性有待进一步提高。隧道检测评价标准没有列出注浆检测评价方法。10.3 .开挖质量检测和控制开挖直接关系到工程质量和成本：a)欠挖影响支护衬砌厚度，处理时费时费力；b)严重超挖导致出

8、渣和衬砌材料增加；c)不规则开挖面。影响围岩稳定性的应力集中的开挖质量评价内容：a)开挖断面的规律性b)超欠挖控制值的检测与评价方法：a)正确测量隧道的实际开挖轮廓线b)与设计轮廓线进行比较(考虑预留量)c)计算分析超欠挖值及位置d)对照开挖质量标准进行判断，1)钻爆开挖质量标准1。开挖断面的形状和尺寸符合设计开挖线a)测量穿透误差b)考虑施工误差c)考虑支撑沉降2。控制开挖断面欠挖a)岩层完整，岩石抗压强度大于30兆帕，个别岩石允许如果眼孔较浅，应减小眼孔，并增加眼孔深度。5.周边孔标记的保存率应符合下表的要求：孔痕均匀分布在开挖轮廓平面上。孔标记大于孔长度70。根据可见孔计算。松散软岩中的

9、孔痕难以保持，应满足光滑度和圆度的要求。可以认为是合格的。周边孔的保存率标记剩余孔的数量/周边孔的总数(不包括底板)6。深孔凿岩台车的光面爆破效果要求为33，360，其中33，360为爆破设计开挖断面(不含隧道底部)的平均线性超挖面积/周长。最大线性超挖值是指从最大超挖到设计开挖轮廓线切线的最大距离。岩石表面不应有明显的爆破裂缝。平均线性超挖值随循环进尺长度变化，孔深取大值。2)超挖和欠挖值的测量应根据现场情况而定，一般采用如下方法：1。采用全站仪直角坐标法测量：a)通过隧道内的控制点测量探测断面中线坐标和隧道底部标高；b)放置全站仪，测量仪器高，输入瞄准前后的视点；c)将探测断面中线坐标设置

10、成90度角，从隧道中线一侧向另一侧以一定角度间隔测量开挖面坐标值；d)转换测量的岩石表面坐标值，并将开挖断面图与设计开挖轮廓线进行比较。得出超挖和欠挖的值。2.全断面仪的极坐标法是用隧道内的控制点测量a)探测断面中线点的坐标和隧道底标高b)仪器放在中线测点的垂直面上c)瞄准中线测点，在一定距离处测量一周。可以测量从仪器旋转中心到挖掘面上每个测量点的矢状径以及与水平面的夹角。d)软件处理后，可绘制开挖轮廓线。与设计膨胀线相比，可以知道超挖和欠挖的数量和分布。3.以内模为基准间隙，测量衬砌立模就位，以模板轮廓为起始测量面，测量模板轮廓与开挖面之间的净距，得出超欠挖量。3)开挖质量评价要求A，以50

11、m(或100m)长度段和同一围岩类别段的实测开挖数据作为分析组B，每5m或10m测量一个开挖段C，从墙的左脚至拱顶至墙的右脚各测量一段，至少18段，19个测点D，对该段开挖质量进行综合计算、分析和评价。例如，在50米的隧道中测量11个断面，每个断面有19个数据。对这209处超欠挖的规模和发生位置进行了统计分析。结果表明，超挖和欠挖现象普遍存在。局部超挖和欠挖；对超挖和欠挖等严重程度的评估。二、钢支撑施工质量检验。钢支撑是维持围岩稳定的被动支撑，主要用于及时控制围岩的变形和坍塌。钢拱架根据所用钢材可分为：a、钢格栅拱架。它由矩形和三角形截面的钢筋焊接而成。主筋是直径一般不小于22毫米的次筋；每个

12、网格拱分为35个部分，通过法兰和螺栓连接并焊接。特征是用喷射混凝土形成支护结构b和高刚度钢拱。冷弯机冷弯，包括工字钢、工字钢、u型钢和钢管拱。每对钢拱分为35个部分，可通过法兰和螺栓(工字钢和工字钢)连接1.加工质量检验。检查加工尺寸a .检查钢拱和连接件的形状和尺寸b .检查材料类型c .检查连接件的眼孔匹配d .检查钢框架的截面位置，该位置应便于施工和安装，有利于钢框架的受力并适用于开挖方法2。a .在试验台上对一定数量的钢框架进行载荷试验，以确定载荷和变形之间的关系。计算钢架B的强度和刚度，检查型钢是否有冷弯褶皱和翘曲C，检查钢架是否有锈蚀和硬损3，检查焊接质量，检查焊接长度和深度，去除

13、氧焊皮，检查是否有假焊；2)安装质量检查1、安装到位检查A、钢架排距测量，误差不超过5厘米B、钢架拱顶标高测量，不要侵入衬砌空间5厘米c，测量钢架拱脚和墙脚到隧道中线的水平距离，误差应满足贯通误差e，测量钢架平面的偏斜度和倾斜度，隧道中心线方向的偏差不得大于2度。2.检查固定和连接。检查钢架脚是否放置在坚实的基础上。检查钢架后面垫块的数量和楔入程度。检查钢架间连接筋的布置和焊接质量。检查钢架和锚之间的连接。3)检验方法1。根据加工数量定期检查大样品进行加工。2.采用随机抽样的方法对成形零件和零件进行检测；它可以通过模板比较和钢尺来测量。3.每十个钢架都要抽样检查一次。它可以用全站仪直角坐标法进

14、行检测。4.观察每个钢架的固定和连接质量。3.检查砂浆锚杆的施工质量，砂浆锚杆是围岩深层主动加固的支护构件。围岩通过“悬挂作用”、“组合梁作用”和“加固拱作用”进行加固。地脚螺栓分为机械锚固和粘接锚固。机械锚栓对锚头材料、加工精度和钻孔质量有很高的要求，但它能立即提供锚固力，必要时还能施加预应力；粘接地脚螺栓对螺栓加工和钻孔要求低，安装工序少。通常，它缓慢地提供锚固力，因此它不能施加预张力。目前，全粘结早强砂浆锚杆在公路隧道中应用广泛。锚杆是从螺纹钢筋上切割下来的。(1)螺栓加工质量检验1。螺栓材料a，抗拉强度b，延展性和弹性2。螺栓规格a、直径b、长度b，是否有弯曲或收缩现象3。加工质量a、

15、螺栓端部的螺纹是否偏心或断裂，以及与螺母和垫板2的适当配合。螺栓安装检查1。螺栓位置。孔位允许偏差为15毫米，检查系统螺栓时应注意间距和排距的尺量。局部锚杆的钻孔方向适合穿越岩层的不利组合结构面；系统中锚杆的钻孔方向应尽可能与围岩垂直，并尽可能穿过岩层的主要结构面。3 .钻孔质量。砂浆锚杆钻孔深度的允许偏差为50毫米，孔径应大于15毫米，孔应圆而直。带有长度刻度和适当直径的木棒可用于检查。3)锚杆拉拔力测试锚杆拉拔力测试是为了了解锚杆锚固围岩的作用以及施工安装质量的检测。前者应在隧道开工前进行，而后者应在施工期间进行。1.拉力设备，1。锚杆。2.填充砂浆；3喷射混凝土层；4反应板；5空心千斤顶

16、；6千分表；7固定梁；8支持；9.手动油泵和油压表；2.测试方法a .根据测试目的确定绘制时间。对于锚固围岩的试验，一般按2小时、4小时、8小时、12小时、24小时的时间序列进行，3。螺栓安装质量检验要求a .每安装300个螺栓，至少随机选择一组(3个螺栓)，另一组进行设计变更或材料变更b .同一组螺栓的平均拔出力应大于或等于设计值C，同一组单个螺栓的拔出力不得低于设计值90 4)砂浆螺栓饱满度检测1。瑞典的瑟纳原理提出，应该在锚杆体的外端发射超声波脉冲，该外端沿着杆体的钢筋。测量超声波能量损失以判断砂浆和灌浆的质量。如果在锚杆与围岩之间密集填充水泥砂浆，超声波在传播过程中的能量损失很大，在杆体外端测得的反射波振幅很小甚至没有测到；如果没有砂浆夹，超声波只在钢筋中传播，能量损失小，接收到的反向波振幅大；如果保温砂浆不密实，中间有空隙或缺失，反射