第五讲隧道施工质量检测
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、检查钢架分节位臵,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
楚雄
洞
下行线 图1
下行线
中导洞
上行线
雷达测线
雷达测线布置示意图
雷达测线
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,
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。
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、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、位臵应准确
一)抗压强度试验 1、试块臵备 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10×10×10厘米的立方体 试块,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10×10×10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
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30MPa,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
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 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
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:
同批试块组数 低于设计强度的组数
3~5 1
6~16 2
>17 15%总组数
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
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
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、垫板配合适度
二)锚杆安装检查 1、锚杆位臵。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
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
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:
项目
平均线性超挖量(cm) 最大线性超挖量(cm)
开挖部位
拱部
边墙、仰拱、隧 底
平均10cm
平均10cm
平均10cm
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:
围岩条件 炮眼痕迹保存率 硬岩 大于等于80% 中硬岩 大于等于70% 软岩 大于等于50%
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、现场测线布臵 现场测线一般以纵向为主,环向为辅,纵向测线 有3测线、5测线、7测线等。环向测线一般以点测为 主。
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。
硬岩
16~18 20
中硬岩
18~20 25 20 16~18 5 90
软岩
18~20 25 20 16~18 5 90
两茬炮衔接台阶最大尺寸(cm) 15 炮眼痕迹保存率(%) 局部欠挖(cm) 炮眼利用率(%) 16~18 5 90
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
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
围岩条件 硬岩,一般相 中硬岩,软岩 当1级围岩 相当于2~4级 围岩 平均10cm 最大20cm 平均10cm 最大20cm 破碎松散岩石、土质, 相当于5~6级围岩, 一般不需爆破开挖 平均10cm 最大20cm
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