4 隧道施工质量检测

• 隧道施工特点是地质、水文情况复杂多变，施 工场地狭小，环境较差，难度大；对于不良地 质地段的围岩加固要做到安全、经济、合理， 确保施工质量，其技术要求高，难度大，责任 重。
施工质量检测基本内容：
超前锚杆 超前钢管 注浆效果
• 超前锚杆检测：
锚杆材质、规格；外插角；长度；与钢架的配合； 孔位；钻孔深度；锚杆插入长度；锚杆搭接长度
• 混凝土缺陷检测： 外观：裂缝、空洞、蜂窝、层状破坏；
内部：超声波、钻孔取芯、地质雷达、红外成 像等
七、隧道通风检测
• 隧道通风可分为施工通风和运营通风 • 施工通风旨在将炮烟、废气及施工粉尘排出洞
外； • 运营通风是排出洞内车辆废气、道路粉尘，提
高行车安全性与舒适性 • 内容：粉尘浓度检测、瓦斯检测、一氧化碳检
测、烟雾浓度检测、隧道内风压及流速测定等
八、隧道照明检测
• 隧道白天照明一般分为入口段、过渡段、中间 段、出口段。《公路隧道通风照明设计规范》 中对各区段亮度、长度做了规定。
• 照明检测可分为实验室检测和现场检测。实验 室检测主要对单个灯具的特性或质量进行检测， 为照明设计和工程选用产品提供依据；现场检 测主要对灯群照明下的路面照度、亮度、眩光 参数等进行检测，用于评价隧道照明工程的设 计、运营效果与施工质量
五、防排水材料及施工质量检测
• 隧道长期渗漏水的危害： 1、造成隧道各种设施结构的侵蚀破坏，降低 使用寿命与功能； 2、路面积水，行车环境恶化； 3、寒冷地区有反复的冻融作用，造成衬砌内 部及与围岩之间冻涨开裂，边墙变形破坏； 4、悬挂的冰柱、冰溜侵入净空；路面形成冰 面、冰堆，影响行车； 5、对地下水环境造成影响
• 土工布物理特性检测项目 1、单位面积质量 2、厚度 3、条带拉伸试验、撕裂试验、顶破强度试验、 刺破强度试验、 4、渗透性能：垂直渗透系数、水平渗透系数
此外，还有防水混凝土抗渗性能等检测
• 防水层施工质量检查
1、材料规格、品种、形状、尺寸、数量、间距、 接头位置检查
2、外观检查：是否平顺、褶皱、气泡、破损、 与洞壁紧贴程度、松弛程度、接缝粘贴
三、开挖质量检测
• 开挖质量是控制隧道施工工期和造价的关键 超挖：增加出渣量和衬砌量；产生局部应力
集中，影响围岩稳定； 欠挖：影响衬砌厚度，对工程质量和安全产
生隐患，处理费时、费力、费物。
• 开挖质量检测包括两项内容
开挖断面的规整度—一般可用目测法 超欠挖控制—需要准确细致测量实际轮廓线，得 出超欠挖的大小和部位
POWERPOINT
适 用 于 简 约 清 新 及 相 关 类 别 演
3、凝胶时间—参加反应的全部成分从混合起， 到凝胶发生，不再流动。凝胶时间长的用维卡仪， 短的用手持玻璃棒搅拌至感觉不再流动。
4、渗透系数—浆液固化后结石体透水性的高低 或其抗渗性的强弱。
5、抗压强度—应考虑注浆材料与加固体两者。
不同材料相应指标对比表
名称 性能
纯水泥浆
水泥-水玻璃
粘度（Pa·s） 凝结时间
回弹物不得重新作为喷射混凝土材料使用。
• 应采用多种方法控制粉尘及回弹率
• 其他试验：当有特殊要求时，对喷射混凝土的抗 拉强度、弹性模量等项目也要进行试验
钢支撑施工质量检测
• 钢支撑的分类：
钢格栅：矩形断面格栅、三角形断面格栅； 型钢支撑：H型钢支撑、工字钢支撑、U型 钢支撑 钢管支撑
• 质量检测： 加工质量：尺寸、刚度与强度、焊接质量 安装质量：安装尺寸、倾斜度、连接与固定
• 注浆材料分类：
水泥浆—单液水泥浆，双液浆（水泥浆-水玻璃）
化学浆—水玻璃类、聚氨酯类、铬木素类、丙 烯酰胺类等等
注浆材料的主要性质：
1、粘度—粘度大小影响浆液扩散半径、注浆 压力、 流量等参数（Pa·s, CP）；粘度增长有 逐渐增加型和突变型；现场可用简易粘度计测 量。 2、渗透能力—浆液进入岩层的难易程度。对于 悬浊液， 取决于颗粒大小，对于溶液，取决于 粘度。 根据试验，注入系数K≥3 才能注入 3、水泥细度检测方法：筛析法。
• 喷射混凝土与围岩粘结强度检测： 方法：成型试验法（劈裂法）、直接拉拔法
标准：IV级围岩不低于0.8MPa，III级围岩不 低于0.5MPa
• 喷射混凝土粉尘、回弹检测
• 关于回弹：《公路隧道施工技术规范》规定： 回弹率应予以控制，拱部不超过40%，边墙不 超过30%，挂钢筋网后，回弹率限制可放宽5%
• 厚度检测：
方法：凿孔、激光断面仪
数量：每10m至少检查一个断面，再从拱顶中 线起，每隔2m凿孔检查一个点
标准：每个断面拱、墙分别统计，全部检查 孔60%以上不小于设计厚度，平均厚度不小于 设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的1/2
在软弱破碎围岩地段，不小于设计规定最小 厚度。钢筋网喷射混凝土厚度不应小于6cm
2、有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排 水沟不冻结；
3、车行横道、人行横道等服务通道拱部不 滴水，边墙不渗水
采取防排水工程措施时，还要注意保护自然 环境
• 隧道防排水结构主要类型： 1、水密型防水：从围岩、结构和附加防水层入 手，体现以防为主的排水，又称全包型防水；
2、泄水型防水：从疏水、泄水着手，体现以排 为主，又称半包型防水；
• 超前围岩深孔预注浆—超前预加固；极其松散、破碎、 软弱地层，或在大量涌水带，可加固地层和封堵水源。 可在地表和开挖面进行。
注浆材料
• 注浆材料进入空隙后凝结硬化后起到防水和加固作用 • 理想的注浆材料特点：
1、粘度低，渗透力强，流动性好，能进入细小裂隙和粉 细砂层，达到理想的范围，确保注浆效果； 2、可调节并准确控制浆液的凝固时间，以避免浆液流失， 达到定时注浆的目的； 3、凝固时，体积不收缩，能牢固粘结砂石，结合率高， 强度大； 4、稳定性好，长期存放不变质，便于保存运输，货源充 足，价格低廉； 5、无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，非易燃易爆;
3、防排结合型
• 技术措施： 防水：在初期支护上铺设防水材料—刷式、
喷涂式、粘贴式
排水：排水沟、汇水管
• 高分子防水卷材性能检测项目 1、外观质量检查 2、长度、宽度、厚度、平直度和平整度量测 3 、拉伸性能 4、热处理尺寸变化率试验 5、低温弯折性能 6、抗渗性能 7、抗穿孔性能 8、粘合性能 9、热老化性能
• 初支背部空洞检测
支护背部与围岩之间存在空洞，导致围岩松弛，
使支护结构产生弯曲应力，从而损伤支护结构 功能，降低其承载能力；同时，空洞的存在还 很容易赋存地下水，产生超孔隙水压力，导致 支护结构破坏和渗漏，极大地影响隧道的安全 使用。较多的工程事故实例表明衬砌背部空洞 检测的重要性
• 方法: 敲击法 地质雷达探测
方法有直接测量、直角坐标、三维摄影、激光 断面仪
四、初期支护施工质量检测
• 初期支护是指隧道开挖后，用于控制隧道围岩 变形及防止坍塌及时施作的支护
• 基本方法：锚杆、喷混凝土、钢筋网、钢架等， 可分别使用，也可具体条件综合使用；锚杆与 喷射混凝土结合使用较多，统称为锚喷支护
• 锚杆的作用表现为：悬吊、组合梁、加固拱等 • 锚杆检测：
• 常见的问题：混凝土开裂或内部缺陷、混凝土 强度不足、厚度不足、钢筋锈蚀、背后空洞
• 施工条件：轮廓线要求、围岩稳定性要求、基 础地基承载力要求
• 主要检测内容：衬砌混凝土强度、厚度、钢筋、 混凝土缺陷、尺寸
• 强度测试方法：钻芯法、回弹法、超声波法等 等
• 衬砌厚度检测：激光断面仪法、地质雷达法、 直接量测法
3、防水层铺设基面检查：平整度、有无钢 筋等尖锐突出物、转角及断面变化处弧度、 是否有水
4、防水卷材的施工工艺检查：防水板的安 装程序、焊接工艺、焊缝质量检查
• 排水系统施工质量检查项目： 1、环向排水管 2、纵向排水管 3、横向排水管 4、中央排水管 材质、规格、透水性、强度、规整性、安装坡 度、包裹安装、连接等
渗透系数 结合体抗压强度
（cm/s）
（MPa）
15-140 12-24h 10-1~10-3 5~25
十几秒/分钟 10-2~10-3 5~20
水玻璃 丙烯酰胺
（3-4）×10-3 瞬间-几十分 钟
1.2×10-3
十几秒/分钟
10-2 10-5~10-6 0.4~0.6
聚氨酯类
几十—几百 十几秒/分钟 10-4~10-6 6~10
第四章 隧道施工质量检测
1、公路隧道特点
• 断面大—围岩受扰动范围大，拉伸区和塑性区 大，施工难度大；
• 形状扁平—容易出现受拉伸区，施工时及运营 时易于受到破坏；
• 运营通风—CO,CO2,烟尘； • 运营照明—进洞时有黑框或黑洞效应，出洞时
有眩光现象； • 防水要求高—渗漏导致路面湿滑；威胁机电设
• 地表砂浆锚杆或地表注浆加固—对浅埋、洞口 段、偏压地段地层进行加固；锚固砂浆需达一 定设计强度方可进行下方隧道开挖；
• 超前锚杆或超前小导管支护—超前预支护；浅 埋松散破碎地层；
• 管棚钢架超前支护—超前预支护；极破碎地层、塌方 体、岩堆；流塑状岩体或岩溶、严重流泥地段；辅以 灌浆效果更好；
• 超前小导管预注浆—超前加固与预支护；适用于自稳 时间短的砂层、砂砾石层、断层破碎带、软弱围岩浅 埋段及塌方段；
• 我国60年代以前的隧道大多未作防水处理，渗 漏水问题突出；
• 新建公路隧道渗漏水现象也很严重，已被列为 公路工程十大通病之一；
• 渗漏水问题已经成为隧道设计与施工的关键技 术环节之一
• 防排水的基本原则：防、排、截、堵结合，因 地制宜，综合治理
• 高速、一、二级公路隧道防排水要求：
1、拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水；
粘结强度等多种，一般检测抗压强度 样品：现场喷样；现场凿取；
数量：每10m在拱部和边墙各取一组，每组 至少三个试块 标准：1）同一配合比的试块抗压强度平均 值不低于设计强度；2）任意一组抗压强度平 均值不低于设计强度80%；3）试块3-5组时， 低于设计强度的试块组数不得多于1组；试块 为3-6组时，不得多于2组；17组以上，不得 多于总组数的15%
二、超前支护与围岩预加固施工质量检测
超前支护与围岩加固是隧道开挖前或开挖中采 用的辅助施工方法，用以增强隧道稳定性; 适用范围： 浅埋自稳性差的软弱破碎地层； 严重偏压、岩溶流泥地段； 砂（土、卵、砾）石层、断层破碎带； 大面积淋水或涌水地段； 初支强度不够而失稳产生的冒顶、坍塌带处理；
• 常用的方法包括对地层预支护（超前支护）和 预加固两大类，主要有：
备及线路；冻融破坏结构； • 维修困难
2、公路隧道常见的质量问题
• 隧道渗漏 • 衬砌开裂 • 限界受侵 • 衬砌结构与围岩结合不密实 • 通风照明不良
3、山岭公路隧道检测技术内容
• 按修建过程分：材料质量、超前支护与预加固 围岩施工质量、开挖质量、初支、防排水、衬 砌、通风检测、照明等
• 按类别分：材料检测、施工检测、环境检测
锚杆材料检测：抗拉强度、延展性与弹性、 锚杆规格及加工质量
安装尺寸：锚杆位置、锚杆方向、钻孔深 度、钻孔直径与形状
抗拔力检测：抗拔力是材料、加工、施工 安装质量的综合反映，是锚杆质量检测的基本 内容
砂浆锚杆注满度Байду номын сангаас测
喷射混凝土质量检测
• 喷射混凝土作用：支撑、填补、粘结、封闭 • 强度检测：应包括抗压、抗拉、抗剪、疲劳、
检查锚杆数量不少于总数的10%
• 超前钢管检测：
钢管型号、规格、数量；超前钢管与钢架配合； 孔位；钻孔深度；
检测数量不少于总数的10%
• 注浆效果检测：
1、分析法 分析注浆记录，查看注浆压力，注浆 量；漏浆、跑浆情况、估算浆液扩散半径 2、检查孔法 用钻机按设计孔位和角度钻孔检查， 提取岩心鉴定，同时测定孔的吸水或漏水量 3、声波监测法 用声波探测仪测量注浆前后岩体 声速、振幅及衰减系数等来判断注浆效果 注浆效果如未达到设计要求时，应补充钻孔再注 浆
止水带检查
• 衬砌施工缝、沉降缝、伸缩缝等是隧道防水的 薄弱环节，处理不当是渗漏水的主要通道。有 数据表明，95%的渗漏水与施工缝和沉降缝有 关。
• 止水带类型：橡胶止水带、塑料止水带、沥青 麻筋止水带、膨胀橡胶止水带等
• 检查项目：材质、安装位置、安装方法、效果 等内容
六、混凝土衬砌质量检测
• 隧道混凝土衬砌是重要的支护措施，隧道防水 的最后防线，也是隧道外观的直接体现，其质 量好坏对隧道的长期稳定、使用功能的正常发 挥有很大影响