隧道施工质量检测.ppt

1、隧道施工质量检测,北京交通大学 郭富利,一、开挖质量检测 控制开挖直接关系到工程质量和工程造价： a)欠挖影响支护衬砌厚度，处理费时费力 b)严重超挖导致出渣量、衬砌材料的增加 c) 开挖面不规整，应力集中影响围岩稳定 开挖质量评定内容： a)开挖断面的规整度 b) 超欠挖量控制值 检测评定办法： a)正确测出隧道实际开挖轮廓线 b)与设计轮廓线(考虑预留量）比较 c)计算分析超欠量值及部位 d)对照开挖质量标准进行评判,一)钻爆开挖质量标准 1、开挖断面形状尺寸符合设计开挖线 a)考虑测量贯通误差 b)考虑施工误差 c)考虑支护沉落量 2、开挖断面欠挖控制 a)岩层完整、岩石抗压强度大于30

2、MPa，确认不影响衬砌稳定和强度时允许个别岩石凸出 b)个别岩石凸出范围每1平方米内不大于0.1平方米，其隆起量不大于5厘米 c)拱脚、墙脚以上1米范围内禁止欠挖,3、尽量减少超挖 采用支架式风钻和浅眼(不超过3米)爆破允许超挖量规定见下表，采用特殊方法支护允许超挖量适当降低,4、采用支架式风钻和浅眼(不超过3米)爆破，两茬炮衔接处台阶不得大于15厘米。如眼浅则要减少，孔深则要加大 5、周边炮眼痕迹保存率，要满足下表规定:,a、炮眼痕迹在开挖轮廓面均匀分布 b、炮眼痕迹大于孔长70，按可见炮眼计算 c、松散软岩很难保留炮眼痕迹，主要应以满足平整圆顺，可认为合格 e、周边炮眼痕迹保存率残留有痕迹

3、的炮眼数/周边眼总数（不含底板）100,6、钻孔台车深孔光面爆破效果要求:,其中: 平均线性超挖值超挖面积/爆破设计开挖断面周长(不包括隧底) 最大线性超挖值指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的最大距离 岩面不得有明显的爆破裂缝 平均线性超挖值随循环进尺长度而变，孔深时取大值,二) 超、欠挖值测定 施工中要根据现场条件采用切实可行的超欠挖量测方法。一般常用的有： 1、全站仪直角坐标法测量 a)由洞内控制点测放检测断面中线点的坐标及隧底高程 b)安放全站仪、测仪器高、照准前后视点、输入检测断面中线点坐标 c)拨角90度，由隧道中线一侧按一定角度间隔向另一侧，测取开挖面坐标值 d)将量测的岩面坐标值换

4、算，并绘出开挖断面图与设计开挖轮廓线比较，得出超欠挖量值,2、全断面仪极坐标法测量 a)由洞内控制点测放检测断面中线点的坐标及隧底高程 b)在中线测点垂面安放仪器 c)瞄准中线测点，以一定间距测量一周。可测出仪器旋转中心到开挖面各测点的矢径，及与水平面的夹角 d)经软件处理可绘制开挖轮廓线，与设计扩挖线比较，可知超欠开挖量与分布 3、以内模为参照净空测量 衬砌立模就位，以模板轮廓为起测面，量取模板轮廓至开挖面的净距，得出超欠挖量,断面仪检测结果图,断面仪操作,三）开挖质量评价的要求 a、以50米（或100米）长度段、围岩类别相同段的开挖实测数据作为一个分析群 b、每5米或10米量测一个开挖断面

5、 c、每个量测断面自左墙脚至拱顶到右墙脚，最少均分18段、19个测点 d、综合计算分析评价该段开挖质量。如： 50米隧道测11个断面，每断面19个数据。对这209个超欠挖的量值和出现部位进行统计分析。得出普遍超挖、欠挖；局部超挖、欠挖；超挖、欠挖严重程度等评价,二、钢支撑施工质量检测,钢支撑是被动支撑维持围岩稳定，主要用于围岩自稳能力极差，及时控制围岩的变形和坍塌 钢拱支撑根据采用的钢材分为： a、钢格栅拱。由钢筋焊接而成，截面分矩形、三角形；主筋为直径一般不小于22毫米的二级钢筋；每副格栅拱分35节，用法兰、螺栓连接，并焊接。特点是与喷射混凝土构成刚度较大支护结构 b、型钢拱。弯曲机冷弯成型

6、，有H型钢、工字钢、U型钢、管型钢拱。每副型钢拱分35节，可用法兰、螺栓连接（ H型钢、工字钢），或焊接（管型钢拱），或卡具嵌套（ U型钢）。,一）加工质量检测 1、加工尺寸检测 a、检测钢拱架与连接件的形状、尺寸 b、检查所用材料型号 c、检查连接件眼孔配合情况 d、检查钢架分节位置，应便于施工安装、有利于钢架受力、与开挖方法适应 2、强度与刚度抽检 a、一定数量的钢架在试验台加载试验，建立荷载与变形关系，计算出钢架的强度和刚度 b、检查型钢有无冷弯褶皱、翘曲现象 c、检查钢架锈蚀、硬伤现象 3、焊接质量检查 检查焊接长度、深度，氧焊皮清除，是否有假焊,二）安装质量检测 1、安装就位检测 a

7、、测量钢架排距，误差不应超过5厘米 b、测量钢架拱顶标高，不得侵入衬砌空间5厘米 c、测量钢架拱脚、墙脚到隧道中线的水平距离其误差应满足贯通误差 e、测量钢架平面的偏斜度和倾斜度，于隧道中线方向偏差不得大于2度 2、固定与连接检查 a、检查钢架脚安放在稳固的基础上 b、检查钢架背后垫块数量和楔紧程度 c、检查钢架间连接筋的布设与焊接质量 d、检查钢架与锚杆的连接,三）检测方法 1、对加工用的大样靠模按加工数量定期检测 2、钢架加工尺寸采用随机抽查方法，检测已成型的部件和构件；可用靠模比较和钢尺测量 3、每十榀钢架抽检一榀就位检查。可用全站仪直角坐标法检测 4、观察每榀钢架固定和连接质量,三、砂

8、浆锚杆施工质量检测,锚杆是具有深入、主动加固围岩的支护构件。 通过 “悬吊作用” 、 “组合梁作用”、 “加固拱作用”等对围岩加固。 锚杆分机械锚固和粘结锚固两类。机械锚固锚杆对锚头材料、加工精度以及钻孔质量等要求高，但可立即提供锚固力，必要时可施预加力；粘结锚固锚杆对锚杆加工、钻孔的要求较低，安装工序少，一般提供锚固力较慢，不能施预加力。 目前公路隧道广泛使用的是早强砂浆药包全粘结锚杆。锚杆由螺纹钢筋截取而成。,一）锚杆加工质量检查 1、锚杆材料 a、抗拉强度 b、延展性和弹性 2、杆体规格 a、直径、长度 b、有无弯曲、缩径现象 3、加工质量 a、杆尾丝纹是否偏心、断丝 b、与螺母、垫板配

9、合适度,二）锚杆安装检查 1、锚杆位置。允许孔位偏差15毫米，系统锚杆检查时应注意间距和排距的尺量 2、锚杆方向。局部锚杆钻孔方向以串过岩层不利组合结构面为宜；系统锚杆钻孔方向尽量垂直围岩壁面，兼顾尽可能的多穿过岩层主要结构面 3、钻孔质量。砂浆锚杆的钻孔深度允许偏差50毫米、孔径应大于杆体直径15毫米、孔身应圆而直。检查时可用带长度刻度、直径适当的木棍 三）锚杆拉拔力测试 锚杆拉拔力测试是为了解锚杆锚固围岩的作用和施工安装质量的检测。前者需在隧道开工前进行，后者应在施工期间进行,1、拉拔力设备,1锚杆；2充填砂浆；3喷射混凝土层；4反力板；5中空千斤顶；6千分表；7固定梁；8支座；9手动油压

10、泵、油压表,2、测试方法 a、根据测试目的确定拉拔时间。对于锚固围岩作用的测试，一般按安装完成后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时时间序列进行；对于检测安装质量的测试，待砂浆强度达到设计值后进行 b、加载要求。以每分钟10kN的速率匀速加载；测位移时停止加载；非破坏性试验，拉拔力达到设计值停止加载；破坏性试验可测得最大承载力 c、绘制锚杆的拉力位移曲线，供分析使用。,3、锚杆安装质量测试的要求 a、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另作一组 b、同组锚杆的平均拉拔力应大于等于设计值 c、同组单根锚杆的拉拔力不得低于设计值的90 四）砂浆锚杆注满度检

11、测 1、原理 瑞典的H.Thurner提出：在锚杆体外端发射一个超声波脉冲，它沿杆体钢筋以管道波形式传播，到达钢筋底端反射，在杆体外端可接收此反射波。测超声能量损耗来判定砂浆、灌注质量的好坏,如果水泥砂浆密实的填充锚杆与围岩之间，则超声波在传播过程中能量损失很大，在杆体外端测得的反射波振幅很小，甚至测不到； 如果无砂浆握裹，则超声波仅在钢筋中传播，能量损失不大，接收到的反向波振幅则较大； 如果握裹砂浆不密实，中间有空洞或缺失，则得到的反射波振幅的大小介于前二者之间,2、测试方法 a、置备标准锚杆。在现场按设计参数，对不同类型围岩，各设34组标准锚杆，每组12根。每组按密实度为90、80、70填

12、充水泥砂浆 b、测试标准锚杆反射振幅值，作为检测其他锚杆的标准 c、每根锚杆读数515次，取反射振幅值的均值。仪器自动显示被测锚杆的长度、砂浆密实度级别,四、喷射混凝土质量检测,喷射混凝土支护质量需做的内坚外美。 外观上做到表面平整密实、断面轮廓符合设计要求，无漏喷、离鼓、裂缝、外露钢筋网现象 内在的混凝土抗压强度和厚度达到设计要求，与岩面粘贴牢靠、不得有空洞空隙 喷射混凝土回弹率也是检验施工质量的一项指标，因回弹率高喷射混凝土的骨料级配变化大，与设计的强度指标相差就多,一）抗压强度试验 1、试块置备 a、喷大板切割法。施工时将混凝土喷在模型内，达到一定强度后，加工成101010厘米的立方体试

13、块，在标准条件下养护 b、凿方切割法。在有一定强度的喷层上，凿取混凝土，加工成101010厘米的立方体试块，在标准条件下养护 2、试块数量 a、为获取喷射混凝土强度增长曲线，可按初凝时间、5MPa时间、7天时间、28天时间制备试块 b、为检查28天强度，每10延米隧道至少拱、墙各取一组试样，每组至少3个。变更材料、配合比另取一组,3、评定合格的标准 a、同一配合比试块的抗压强度平均值不低于设计强度 b、任意一组试块抗压强度平均值不得低于设计强度的80 c、同批试块低于设计强度的试块组数不得多于下表所示值:,二）喷射混凝土层厚度检测 1、检查方法 a、凿孔或钻孔。可用酚酞试液涂抹孔壁，呈红色为混

14、凝土，尺量 b、断面仪。比较喷射混凝土前后的轮廓线 2、检查数量 a、每10延米至少检查一个断面 b、每断面由拱顶起，每隔2米凿孔检查一个点 3、钻孔处厚度合格条件 a、60以上不小于设计厚度 b、平均厚度不得小于设计厚度 c、最小厚度不应小于设计厚度的一半,三）初期支护地质雷达法检测 1 、检测内容 a、支护、衬砌厚度 b、背部回填的密实度 c、背后的空洞 d、内部的钢架、钢筋分布 2、地质雷达检测原理 根据电磁波在不同电性介质里传播时其波形特征发生改变，进而推测介质分布情况。介质的电性特征是指介质的介电常数，电导率和衰减系数。 3、现场测线布置 现场测线一般以纵向为主，环向为辅，纵向测线有

15、3测线、5测线、7测线等。环向测线一般以点测为主。,五、排水系统施工质量检测,公路隧道防排水系统有三种主要类型: a、排水型。以排水为主，在隧道底板以上形成降水漏斗，隧道结构承受无压地下水。如早期的矿山法隧道 b、防水型。以防水为主，隧道结构四周密不透水，需承受地下水头的压力。如埋深较浅的盾构隧道或沉埋隧道 c、防排水结合型。限量排水，兼顾防水。是目前公路隧道采用的主要形式 从环境保护要求看，采用防水型系统越来越得到重视，,1、环向排水管检查 a、外观检查。滤布是否套紧、涂塑层有无老化；弹簧管直径是否与设计尺寸一致、压折后有无较大的塑性变形 b、安装检查。安装密度能否满足排水、安装是否密贴岩壁

16、、钢卡固定是否牢靠、布管是否圆顺、与纵向排水管连接是否通畅 2、纵向排水管检查 a、外观检查。目测管材的色泽和管身的变形，量测管径、管壁与透水孔的孔径和间距 b、安装检查。用坡度规检查排水管纵向坡度，使水能按指定方向流动；检查与横向盲管连接的三通，接头应牢靠、位置应准确,3、中央排水管检查 a、外观检查。量测管段直径、观察管身是否变形或严重裂缝、检查管身上部透水孔是否畅通、轻敲管壁有无酥松掉块 b、施工检查。检查中心排水管基础的纵向坡度、逐段通水检查管段接缝密封填实 4、施工衬砌和路面混凝土后，要及时对纵向排水管和中心排水管内通水检查，防止水泥浆凝固堵塞管道,六、防水板施工质量检查,目前使用的

17、防水板为不透水的高分子卷材，需在初期支护表面铺挂后，再施做二次衬砌。 一）铺挂基面检查 1、喷射混凝土壁面平整度 边墙 D/L=1/6 拱部 D/L=1/8 L相邻两凸面间的距离 D 相邻两凸面间下凹的深度,2、割除铺挂基面外露的钢筋等尖锐凸出物，并用砂浆在割除部位摸成曲面 3、铺挂基面不得有明水出漏，否则应引排（防水板铺挂后，积水影响衬砌混凝土浇注） 二）防水卷材施工检查 1、铺挂点检查 a、检查防水板铺挂固定点的布设，一般为梅花形排列，拱顶间隔50厘米，边墙间隔100厘米 b、检查铺挂固定点是否牢靠、不漏水。对于热塑焊固定点注意是否有虚焊、熔漏现象；对于钉穿固定点注意防水板补丁是否合乎要求

18、 2、防水板焊缝质量检测 a、焊接1000米抽检1处；或每天、每台热合机焊缝均抽检一个试样,b、焊缝空腔充气，压力达0.10.15MPa，保持1分钟以上，焊接良好 三）防水板破损修补检查 a、补丁不得小于2020厘米，且离破孔边沿不得小于7厘米 b、补丁要修剪成圆角，不得有折线形尖角,防水板铺挂,衬砌壁面漏水,防水板固定点虚焊,排水半管被冲出,排水半管漏水,初期支护排水半管排水,七、混凝土衬砌质量检测,隧道混凝土衬砌常见的质量问题包括： a、混凝土开裂 b、混凝土强度不够 c、衬砌厚度不足 d、衬砌表面渗漏水 e、衬砌背后充填不密实,一）衬砌混凝土施工检查 对衬砌混凝土各道施工工序的检查，是防

19、止衬砌出现常见质量问题的有效措施 1、衬砌外轮廓检查。在防水板铺挂之前，用全站仪直角坐标法或全断面仪极坐标法检测实际轮廓。对侵入衬砌断面的凸出部分进行处理 2、基础基坑检查 a、量测基坑尺寸，应符合设计要求 b、检查基坑壁是否稳定，必要时采取加固措施 c、浇注基础前，检查基坑基底，应清除坑内浮渣和积水；对于易软化崩解的岩石基底及时用砂浆封闭，对于砂、土、泥注意检查基底承载力 d、浇注基础前，检查排水管布设及是否畅通、防水板是否固定密贴,3、模板台车检查 a、检查模板台车刚度。经验表明模板宜采用12毫米厚钢板弯制，门架及支撑件要有足够的刚度 b、检查模板台车轮廓尺寸。前后两端外形应尽量一致，最大

20、径向尺寸差不大于5毫米，以免衬砌环向施工缝出现错台 c、检查模板台车长度。经验表明台车长度为89米为宜，对于曲线隧道还应捡算其长度是否合适 d、检查模板台车进料检查窗孔。其布置和数量应满足下表浇注混凝土的要求,模板台车进料检查窗孔布设,模板台车门架,e、检查模板台车就位。用全站仪直角坐标法检查台车按隧道中线和标高就位，主要测拱顶和两侧最宽处；检查台车抗上浮、抗两侧内缩的加固措施；检查模板支撑件是否张紧 f、检查挡头板安装。安装可靠、封堵严实，是否损坏防水板,4、混凝土浇注检查 a、观察角落和钢筋密度大部位的振捣 b、观察拱顶部位浇注 c、观察水平施工缝的处理 5、拆模检查 适宜的拆模时间应根据

21、实际采用的混凝土强度龄期关系曲线确定，应符合以下要求 a、不承受外荷载的拱墙，混凝土强度应达到5MPa，或拆模时混凝土表面积和棱角不被损坏并能承受自重 b、承受围岩压力较大的拱、墙，封顶和封口混凝土应达到设计强度的100 c、承受围岩压力较小的拱、墙，封顶和封口混凝土应达到设计强度的70,二）混凝土强度检测 1、回弹法检测法 a、回弹法原理 由于混凝土的抗压强度与其表面硬度存在某种关系，而回弹的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度与混凝土的表面硬度成一定的比例关系。根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。 b、测试范围 以每板衬砌为一构件，随机抽取大于衬砌总数30的构件作为试样 每个试样均匀布置不少于10个测区，相邻测区的间距不宜大于2米 测区的大小以能容纳16个回弹测点为宜，一般取400平方厘米,c、测区表面要求。应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮