复习上次课所讲的重点内容 注浆材料检测 防水材料检测 防排水材料检测 排水管材料检测 锚杆材质检测 喷砼材料检测 材料检测 支护材料检测 隧 道 检 测 技 术 分 类 材料检测 防排水材料检测 施工检测 环境检测 支护材料检测 衬砌材料检测 注浆材料检测 防水材料检测 排水管材料检测 锚杆材质检测 喷砼材料检测 钢构件材质检测 砼材料检测 钢筋材料检测 开挖质量检测 支护质量检测 噪声检测 支护受力量测 围岩变形量测 衬砌质量检测 防排水检测 照明检测 通风检测 有害气体检测 粉尘检测 衬砌受力量测 施工质量检测 施工监控量测 施工环境检测 运营环境检测

《隧道施工质量检测概述》 主讲教师： 朱凤兰

M2-1 隧道施工质量检测概述 隧道施工:是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。 隧道的施工过程，就是将设计构想转换成工程实体的过程，因此工程质量的好坏直接取决于对整个施工过程质量控制。 1.隧道施工方法都有哪些？ 2.如何选择恰当的施工方法呢？ 3

隧道的施工方法可分为明挖法和暗挖法两大类。 一、隧道施工方法分类及特点 隧道的施工方法可分为明挖法和暗挖法两大类。 1.明挖法一般适用于浅埋隧道，其特点是 从地表向下开挖基坑，然后在基坑中修建衬砌， 在衬砌顶部进行土石回填，多用于地下铁道车 站、市政隧道和山岭隧道中浅埋或难以暗挖地段。 明挖法修建的隧道称明洞，分为先拱后墙 法（逆作法）和先墙后拱法（顺作法）。动画 2.暗挖法是先在地层中按需要的形状和尺寸 开挖出一个孔洞，然后在其内部修建衬砌的方法 ，主要包括矿山法、新奥法、掘进机法和盾构法。

先墙后拱法（顺作法）：又称为“全部明挖先墙后拱法”，如下图所示，具有衬砌整体性好，施工空间大，有利于施工的特点，不过这种开挖方法土方开挖量大，刷坡较高。这种方法适用于埋深较浅，且按临时边坡开挖能暂时稳定的对称式明洞。施工时从上往下分台阶开挖，直至路基设计标高。纵断面图中所示的开挖为分台阶直立坡，是为了坡体的稳定。如果地质条件较差，则应将直立坡改为斜坡(见图中虚线)。随即灌注边墙及拱圈混凝土，并做外贴式防水层，最后进行两侧及洞顶回填。

先拱后墙法（逆作法）：先拱后墙法土石方开挖量较小，刷坡较低,但是衬砌整体性较差，边墙的施工空间窄小，防水层施作不方便。当路堑边坡较高、明洞埋置较深，或明洞位于松软地层中，不能明挖一挖到底时(全部明挖可能引起边坡坍塌)，应采用先拱后墙法施工。

1）矿山法：是我国应用最广、最成熟的隧道修建方法。 它是以木或钢构件作为临时支护，待隧道开挖成型后，逐步 将临时支撑撤换下来，以整体衬砌作为永久性支护的施工方 法。主要包括全断面法、台阶法和分部开挖法。 2）新奥法：即奥地利隧道施工新方法。它是以喷射混 凝土锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，便 于充分发挥围岩的自承能力和施工方法。通常采用复合衬砌 作为永久衬砌。 3）掘进机法：是利用全断面隧道掘进机（TBM），一次 将整个隧道断面开挖成形，掘进机还兼有装渣和自动推进功 能。目前已建成的秦岭隧道采用了全断面掘进机，取得了较 好的效果。 4）盾构法：是用一个有形的钢质组件沿隧道设计轴线 开挖土体，并向前推进。这个钢质组件主要起防护开挖出的 土体、保证人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件称为 盾构。

二、隧道施工中常用的掘进方式有： 1.人工掘进：人用锹、搞挖掘，土蓝运土的方式。 2.钻爆掘进：钻眼爆破掘进，装载车运输渣石的方式。 3.机械掘进：利用TBM掘进机、盾构机、独臂钻等机械进行掘进方式。 选择掘进方式时，不仅要考虑围岩的稳定性，而且要考虑岩体的坚固性，即挖掘岩体的难易程度。隧道工程岩体挖掘的难易程度由易到难分为6级。

9

三、隧道开挖方法选择的依据及基本原则 1.隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。 2.隧道开挖的基本原则： 在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提下， 选择适当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高 掘进速度。 10

应根据隧道洞身围岩情况（地质条件）、洞身埋深和洞身上部地形情况（环境情况）、机械设备、安全要求等综合考虑进行选用，并与支护、衬砌施工相协调。 3.隧道开挖方法的确定 应根据隧道洞身围岩情况（地质条件）、洞身埋深和洞身上部地形情况（环境情况）、机械设备、安全要求等综合考虑进行选用，并与支护、衬砌施工相协调。 11

1）钻爆法：可用于各类岩层中，是隧道施工开挖中采用的最普遍的方法。当用钻爆法开挖坑道时，应采用光面爆破，预裂爆破技术，能使开挖轮廓符合设计要求、超欠挖量少，并能减少对围岩的扰动破坏等。 2）机械开挖法：一般适用于软弱破碎围岩，在全断面一次开挖法中采用大型机械掘进；在分部开挖法中多选用小功率，小尺寸的小型挖掘机或单臂掘进机，它具有耗能少，灵活性大，生产效益高等特点。 12

13

3）全断面开挖法 全断面法：就是按照隧道设计轮廓一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位，然后修筑衬砌的施工方法。 全断面开挖方法操作起来比较简单，主要工序是:使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆，使一次爆破成形，出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时施作初期支护，铺设防水隔离层(或不铺设)，进行二次模筑衬砌。 14

全断面开挖法的特点及应用 全断面法：就是按照隧道设计轮廓一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位，然后修筑衬砌的施工方法。 采用全断面开挖法，必须注意机械设备的配套。机械化施工有三条主要作业线，即开挖作业线、喷锚作业线和模筑混凝土衬砌作业线。 施工特点：工序少，便于施工组织管理；开挖一次成型，对围岩扰动小，有利于围岩的稳定，开挖断面大，作业空间大，有得机械化施工，效率高。 适用条件：适用于I～Ⅲ级整体性好的围岩，如用于Ⅳ级围岩时，应做好喷锚支护；适用于隧道长度不小于1KM的长大隧道的机械化施工。

4）台阶法 台阶法开挖就是将开挖断面分成两步或多步开挖，具有上下两个工作面(多台阶时有多个工作面)，开挖顺序如图所示。 台阶开挖法

一般地层较好( III-- IV级)，将断面分成上下两个台阶开挖.台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。 根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种。 一般地层较好( III-- IV级)，将断面分成上下两个台阶开挖.台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。 17

施工中采用哪一种台阶法，要根据两个条件来决定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施工场地大小的要求。 18

5）分部开挖法 分部开挖：就是将隧道断面分成几个部分来开挖。 分部开挖法主要适用于断面跨度大，地表深陷要求严格，围岩条件较差，一般为土质或软岩的浅埋隧道。如地层较差的大断面地下工程，尤其是限制地表下沉的城市地下工程的施工,该法包括上下导坑超前开挖法、上导坑超前开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔墙法(CD法)、交叉中隔墙法(CRD法)等多种形式。 19

四、隧道施工的基本作业 1、开挖 2、出渣：选择出渣方式（有轨出渣、无轨出渣）及卸渣地点的选择及确定。 开挖方法：明挖法、暗挖法 隧道的埋置深度 取决于 取决于 取决于 1、开挖 2、出渣：选择出渣方式（有轨出渣、无轨出渣）及卸渣地点的选择及确定。 3、支护:依据围岩的结构及其稳定性、隧道开挖的宽度等进行选择（喷锚支护、锚杆+钢筋网、锚杆+钢筋网+钢拱架联合支护、超前支护等）。 4、监控量测 5、隧道防、排水施工： 保证隧道抗渗性能需要 6、二次衬砌：起示面，承受围岩后期压力。 1、开挖 2、出渣：选择出渣方式（有轨出渣、无轨出渣）及卸渣地点的选择及确定。 3、支护:依据围岩的结构及其稳定性、隧道开挖的宽度等进行选择（喷锚支护、锚杆+钢筋网、锚杆+钢筋网+钢拱架联合支护、超前支护等）。 4、监控量测 5、隧道防、排水施工： 保证隧道抗渗性能需要 6、二次衬砌：起示面，承受围岩后期压力。 1、开挖 2、出渣：选择出渣方式（有轨出渣、无轨出渣）及卸渣地点的选择及确定。 3、支护:依据围岩的结构及其稳定性、隧道开挖的宽度等进行选择（喷锚支护、锚杆+钢筋网、锚杆+钢筋网+钢拱架联合支护、超前支护等）。 4、监控量测 5、隧道防、排水施工： 保证隧道抗渗性能需要 6、二次衬砌：起示面，承受围岩后期压力。 开挖方法：明挖法、暗挖法 开挖方法：明挖法、暗挖法 隧道的埋置深度 隧道的埋置深度 隧道掘进方式：人工、机械、人+机械混合 隧道内、外防水 隧道内、外排水

五、隧道施工程序

施工检测 施工质量检测 施工监控量测 衬砌受力量测 开挖质量检测 支护质量检测 支护受力量测 围岩变形量测 衬砌质量检测 防排水检测

§2-2 开挖质量检测 主讲教师： 朱凤兰

一、开挖质量检测的作用 开挖是控制隧道施工工期和造价的关键工序。因为超挖 过多，不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价，而且由 于局部挖掉围会产生应力集中问题，影响围岩的稳定性；而欠挖则直接影响到二次衬砌厚度，对工程质量和安全产生隐患，处理起来费时费力费物。所以必须保证开挖质量，为围岩的稳定和安全支护创造良好条件。 二、隧道开挖质量评定的内容和方法 1.隧道开挖质量评定的内容：一是检测开挖断面的规整度，二是对超、欠挖的控制。 以设计的隧道开挖轮廓线 为基准线，实际开挖获得的断面的基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分称为欠挖。 2. 隧道开挖质量评定的方法： ①对于规整度，一般采用目测的方法进行评定； 是

②对于超、欠挖，则需要通过大量实测开挖断面数据 的计算分析，才能做出正确的评价。其实质就是要正确测 出隧道开挖的实际轮廓线，并将它与设计轮廓线纳入同一 坐标体系中比较，从而十分清楚地从数量上获悉超、欠挖 的部位，及时指导下一步的施工。 三、隧道开挖质量评定标准 1.开挖断面尺尺寸要符合设计要求。 2.要严格控制欠挖。当岩层完整，岩石抗压强度大于 30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个 别突出部分（每1M²内不大于0.1M²）欠挖，但其隆起量 不得大于5CM，拱墙以上1M内断面严禁欠挖。 3.要尽量减少超挖。其值如下表所示，当采用特殊方 法施工时，允许超挖量应适当降低。

隧道允许超挖值（CM） 拱部 平均10 最大20 平均15 最大25 最大15 注意：1.超、欠挖的测量以爆破设计开挖线为准； 硬岩，一般相当于Ⅵ类围岩 中硬岩，软岩相当于Ⅴ~Ⅲ类围岩 破碎松散岩石及土质，相当于Ⅰ~Ⅱ类围岩（一般不爆破开挖） 拱部 平均10 最大20 平均15 最大25 最大15 边墙、仰拱、隧底 围岩条件类别 开挖部位 注意：1.超、欠挖的测量以爆破设计开挖线为准； 2.最大线性超挖值系指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的 垂直距离。

4.钻爆开挖质量要求

①周边炮眼痕迹保存率，要满足下表的规定 炮眼痕迹保存率标准 计算公式： 周边炮眼痕迹保存率=残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数Х100% 注：①周边炮眼痕迹要在开挖轮廓面上均匀分布； ②计算公式中周边眼不包括底板的周边眼； ③当炮眼痕迹保存率大于孔长70%时，按可见眼痕炮眼计算； ④松散软岩很难保留炮眼痕迹，故软岩周边主要应以满足平整圆顺即可认为合格。 围岩条件 硬岩 中硬岩 软岩 炮眼痕迹保存率 ≥80% ≥70% ≥50% 保留

②采用支架式风钻打眼，炮眼深为3m；两茬炮衔接时，出 现的台阶形误差不得大于15cm。如果眼浅则要减少，如果眼深 则要加大。 ③采用大型钻孔台车，深眼大于3m的光面爆破，爆破效果 应符合下表要求。 光面爆破效果评定 序号 项目 硬岩 中硬岩 软岩 1 平均线性超挖量（cm） 16~18 18~20 20~25 2 最大线性超挖量（cm） 20 25 3 两茬炮衔接台阶最大尺寸（cm） 15 4 炮眼痕迹保存率（%） ≥80 ≥70 ≥50 5 局部欠挖 6 炮眼利用率（%） 90 95

注：①平均线性超挖量是由凿岩台车的外插角而定的， 随循环进尺长度而变，孔深时取大值； ②岩面上不要有明显的爆破裂缝； ③爆破后石渣破碎程度要与所使用的装渣机械相适 应，否则应调整爆破参数； 四、超、欠挖量测定的方法 施工中要根据现场条件采用切实可行的超、欠挖量 测定的方法 ，也可参照下表选取

测定方法及采用的测定仪 测定法概要 比较施工量的方法 1.求开挖出渣量的方法 将开挖量换算成渣量并与实际渣量相比较 2.求衬砌混凝土量的方法 将包含背面注浆在内的实际衬砌量与设计量比较 量 测 断 面 的 方 法 直接量测开挖面断面积方法 3.使用激光束的方法 利用激光射线在开挖面定出基点，并由该点实测开挖断面 4.使用投影机的方法 利用投影机将基点或隧道基本形状投影在开挖面上，然后据此实测开挖断面面积 非接触观测法 5.三维近景摄影法 在隧道内设置摄影站，采用三维近景摄影方法获取立体像对，在室内利用立体测图仪进行定向和测绘，得出实际开挖轮廓线 6.直角坐标法 利用激光打点仪照准开挖壁面各变化点，用经纬仪测出各点的水平角和竖直角，利用立体几何的原理，计算出各测点距坐标原点的纵横坐标，按比例画出断面图形 7.极坐标法（断面仪法） 以某物理方向（如水平方向）为起算方向，按一定间距（角度或距离）依次一 一测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢径（距离）及该矢径与 水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线

五、超、欠挖量测量的方法和评价原理 1. 以内模为参照物测量开挖断面（直接测量法）：P72 2. 用直角坐标法测量开挖断面：P72-73 3 五、超、欠挖量测量的方法和评价原理 1.以内模为参照物测量开挖断面（直接测量法）：P72 2.用直角坐标法测量开挖断面：P72-73 3.三维近景摄影法：P73 4.极坐标法（全断面仪法）检测开挖断面：P73-77 六、超、欠挖处理及措施 1.对超挖的处理：当超挖小于10cm时可直接衬砌同时灌注 混凝土；当大于10cm时用浆砌片石填充，若超挖大于 100cm时，用浆砌片石填充100cm厚，以外用干砌片石填 充满超欠部分。 2.对欠挖的处理：要清除（利用人工、机械）

根据影响研究和调查结果影响超、欠挖的主要因素有： ⑴钻孔精度 ⑵爆破技术 ⑶施工组织管理 ⑷测量放线 ⑸地质条件变化 ⑹其它 其中钻孔精度、爆破技术、施工组织管理占影响因素的 82%，因此这三者是控制超、欠挖的重点。 控制超、欠挖的最好办法就是加强光面爆破和预裂爆破

§2-3 初期支护质量检测 主讲教师： 朱凤兰

衬砌:是用来加固隧道洞身，防止洞身周围地层发生风 化剥落或坍塌的结构物。 新奥法施工时，采用的是复合式衬砌即有初期支护和 二次支护，由于它们受力情况和所起的作用等不同，因此 其施工质量的检测内容和方法也不同。 §2-3 初期支护质量检测 初期支护：隧道开挖后，在围岩稳定能力不足时必须加以支护才能使其进入稳定状态，并作为永久承载结构的一部分，称为初期支护。 初期支护是限制围岩在施工期间的变形，达到围岩的暂时稳定，初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分，它与围岩共同构成了永久的隧道承载体系。初期支护和二次衬砌构成隧道内的复合式衬砌。在复合式衬砌中初期支护应按主要承载结构设计。

新奥法施工时，锚喷支护作为初期支护手段，它具有 支护及时、与围岩结合紧密；具有一定的柔性，能有效地 控制围岩变形和提高围岩的自承能力的特点；同时作为永 久支护的一部分，有利于扩大施工空间，加快施工进度； 省工、省料、安全可靠的优点，因而得到广泛应用。 锚喷支护，根据围岩的稳定性和结构完整性及开挖断 面的大小分为：喷射混凝土、锚杆+喷射混凝土、喷锚+ 钢筋网、喷锚+钢筋网+钢拱架等多种联合支护形式（若 围岩完全不能自稳，表现为随挖随坍甚至于不挖即坍，则 必须先支护后开挖，称为超前支护）。 一、喷射混凝土支护的质量检验指标

1.喷射混凝土：是指将水泥、砂子、石子、外加剂和 水按一定的配合比和水灰比拌和而成的混合物，以风压为 动力快速喷至岩体表面而形成的人造石材。 2.喷射混凝土工艺：干喷、潮喷、湿喷和混合喷，它 们之间的主要区别在于各工艺流程的投料程序不同，尤其 是加水和速凝剂的时机不同，见教材P86工作原理图。 3.喷射混凝土的作用和效果如下表所示

1.支承围岩：由于喷层能与围岩密贴和粘结，并给围岩表面以抗力和剪力，防止围岩强度恶化，阻止不稳定块体的塌滑。 喷射混凝土的作用 效果概念图 1.支承围岩：由于喷层能与围岩密贴和粘结，并给围岩表面以抗力和剪力，防止围岩强度恶化，阻止不稳定块体的塌滑。 2.“卸载”作用：由于喷层属于柔性，能有效控制围岩在不出现有害变形的前提下，进入一定程度的塑性，使围岩卸载，同时柔性使喷层中的弯曲应力减小，有利于混凝土承载力的发挥。 3.填平补强围岩：提高岩块间的粘结力、摩阻力，有利于防止围岩松动，避免或缓和围岩应力集中。 4.覆盖围岩表面：形成防风化和止水的防护层，并阻止节理裂隙中充填物流失。 5.分配外力：通过喷层把外力传给锚杆、网架等，使支护结构受力均匀分担。

4.喷射混凝土质量检验指标：主要有喷射混凝土的强度 和厚度，此外还应采取措施减少喷射混凝土粉尘、回弹率。 喷射混凝土的强度：包括抗压强度、抗拉强度、抗剪 强度、疲劳强度、粘结强度等。因此喷射混凝土的强度是这 些强度指标的综合结果 。由于这些强度之间存在着一定的 内在联系，因此工程上常将抗压强度作为检测混凝土质量 的重要指标。 喷射混凝土的厚度：是指混凝土喷层至隧道围岩接触 界面间的距离。在施工中保证喷射混凝土的厚度是确保喷射 混凝土质量的前提。 喷射混凝土回弹率：喷射混凝土施工过程中，部分混 凝土由隧道岩壁到底板的现象叫喷射混凝土回弹。回弹下来 的混凝土数量与混凝土总数量之比，称喷射混凝土回弹率。

5.喷射混凝土支护的质量要求：必须做到内坚外美。 外观上做到，无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网无外露现象 混凝土表面平整密实，断面轮廓符合要求。 从内部看，喷射混凝土强度、厚度必须达到设计要求。 6.影响喷射混凝土质量的因素 为保证喷射混凝土质量，必须严把原材料的质量关和施 工作业质量关。 ⑴影响喷射混凝土强度的主要因素： ①原材料：主要包括水泥、砂子、石子、水、速凝剂等 必须符合《锚喷支护技术规范》中的有关规定，同时速凝剂 在使用前应做速凝剂与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效 果试验，保证初凝时间不大于5分钟，终凝时间不大于10分 钟。

②施工作业：在保证原材料合格的前提下，应 按设计的配合比，准确称量进行搅拌，并在喷射混 凝土前，冲洗岩面；喷射中，要控制好水灰比和喷 射距离；喷射后，注意洒水养护。最好对喷射混凝 土的强度进行现场检测。 ⑵影响喷射混凝土厚度的因素 ①爆破效果：直接导致超、欠挖而影响其厚度 ②回弹率：回弹率大，导致拱部喷射混凝土厚 度达不到设计厚度。 ③施工管理：不设喷层厚度标钉，不拉线覆喷 ④喷射参数:喷射风压、水压、喷射距离、角度

7.喷射混凝土质量检测方法 ⑴强度检测的方法：喷大块切割法、凿方切割法等。 检测时，在隧道每10延米至少在拱部和边墙各取一组 试样，材料或配合比有变更时另取一组，每组至少取3个 试块进行抗压强度试验。 试块尺寸为：100mmХ100mmХ100mm，标养28天 满足下列条件者为合格，否则为不合格 ； ①同批试件组数n<10时，试块抗压强度平均值≥设计 任意一组试块抗压强度≥0.85设计值。 ②同批试件组数n≥10时，试块抗压强度平均值≥1.0 5设计值；任意一组试块抗压强度≥0.9设计值。 ③当实测抗压强度不合格时，则相应分项工程不合格

检查断面的数量：应每10延米检测一个断面，每个断 ⑵喷射混凝土厚度的检测 检测的方法：可用凿孔、雷达检测仪、光带摄影等方 法进行检测。采用凿孔检测时，应在混凝土喷射后8小时以 内进行，发现不足及时补喷，若混凝土与围岩粘结紧密， 颜色不易分辨时，可用酚酞试剂涂抹孔壁，碱性混凝土即 呈现红色。 检查断面的数量：应每10延米检测一个断面，每个断 面从拱顶中线起，每3米为一个测点。 满足下列条件者为合格： ①平均厚度≥设计厚度；检查点的60% ≥设计厚度； 最小厚度≥0.5设计厚度且≥50mm。 ②当喷射混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏时， 应进行修补，凿除重喷或进行整治。

③发现有一处空洞，该分项工程为不合格。 ⑶喷射混凝土与围岩粘结强度检测：检测方法有成型 试验法和直接拉拔法两种。 强度标准：Ⅳ类及以上围岩不低于0.8MPa,Ⅲ类围岩 不低于0.5MPa。 ⑷喷射混凝土回弹检查：拱部≤40%，边墙≤30%， 挂网后，回弹率限制可放宽5%。 ⑸喷射混凝土原位测试技术：在检测位置，直接进行 强度和厚度检测，使测试的结果更符合工程实际。

二、锚喷支护的质量检测 锚喷支护：是锚杆+喷射混凝土组成的联合支护形式 1 二、锚喷支护的质量检测 锚喷支护：是锚杆+喷射混凝土组成的联合支护形式 1.锚杆：是一种锚固在岩体内部的杆状支架，锚杆支 护是通过锚入岩体内部的锚杆，来改善围岩的受力状态， 实现加固围岩、维护隧道的目的。 2.锚杆的作用：如下表所示 3.工程中常用锚杆的种类

锚杆的作用 效果概念图 1.支承围岩 2.加固围岩 3.提高层间摩阻力，形成“组合梁” 4. “悬吊”作用，阻止节理裂隙 中充填物流失。

⑸自钻式中空锚杆：施工方便、黏结力强、止浆效果好。

4.锚杆的质量检查 ⑴锚杆的材料质量检查：材料的抗拉强度、延展性与弹性锚杆 的直径及其加工相关的尺寸检查。 ⑵锚杆安装质量的检查：锚杆的位置应按设计要求定位、钻孔 ，允许孔位偏差±（15-50）mm。检查时，特别注意锚杆间距与 排距的尺量；安装锚杆的方向应与围岩壁面和岩层的主要结构面垂 直，检查时特别要注意拱顶钻孔的垂直度（目测即可，若过于偏斜 会影响锚杆的有效锚固长度，影响施工安全，浪费材料）；钻孔深 度，应符合设计要求，对于水泥砂浆锚杆孔深偏差允许为±50 mm 孔径与孔形，为了便于锚杆的安装，钻孔应圆而直，孔径的大小要 符合设计要求。不同锚杆技术参数见教材P80-85。 5.锚杆抗拔力量测 锚杆抗拔力（亦称锚固力）是指锚杆能够承受的最大拉力。

锚杆抗拔力的大小直接影响锚杆的作用效果，也是 锚杆材料、加工与施工安装质量优劣的综合反映。 ⑴量测的目的 ①测定锚杆的锚固力是否达到设计要求； ②判断锚杆的长度是否适宜； ③检查锚杆安装质量。 ⑵量测的方法：直接量测、电阻量测及快速量测法 量测时要特别注意：操作人员要避开锚杆的轴线延长 线方向，在锚杆的侧向并远离锚杆尾部的位置上加压读 数；测位移时停止加压。 三、钢支撑施工质量检测 1、加工质量检测：加工尺寸、强度刚度及焊缝质量 2、安装质量检测 ：安装尺寸、倾斜度、连接与固定

§2-4 防、排水施工质量检测 主讲教师： 朱凤兰

渗漏水是隧道的常见病害之一，也是一切病害产生的根源，水对隧道的危害： 1. 降低围岩稳定性：C、φ值变化，引起支护困难，费用增加； 2. 地下、地上水位下降及水环境的改变，影响农业生产和生活用水；或被迫停工，影响工程进展等； 3. 水进入隧道后，造成洞内通风、照明、供电等设备锈蚀，积水或结冰，形成冻害危及行车安全 。 因此，通过隧道防水与排水，使隧道衬砌不漏不渗，无论南方北方，都是保证隧道长期使用，保证行车安全的重要条件。 一、隧道综合治水原则： 隧道 洞内 洞外 原则 防(隔)、排、截、堵

就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使不进入隧道工程范围内。措施：上游泄水洞、井点降水、开沟疏导等 1、截水 就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使不进入隧道工程范围内。措施：上游泄水洞、井点降水、开沟疏导等 截水措施

2、防、堵水措施 以衬砌混凝土为基本防水层，以其它防水材料为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进入隧道内的防水措施，必要时还可以采用注浆堵水措施。堵水措施可以较好地保护地下水环境。 ※ 基本措施： ① 喷射混凝土堵水，采用防水材料； ② 塑料板防水：在初支后、二次支护前铺设； ③ 模筑混凝土衬砌防、堵水：模筑混凝土本身就具有一定的抗渗阻水性能，对于施工缝，沉降缝，伸缩缝处，可采用止水带； ④ 注浆堵水：超前注浆、事后注浆。

①水泥浆； ②水泥-水玻璃； ③丙烯酰胺类浆液 3、排水措施 注浆液： ①水泥浆； ②水泥-水玻璃； ③丙烯酰胺类浆液 3、排水措施 人为设置排水系统，将地下水排出隧道 。地下水流程为：围岩ー环向排水盲管ー纵向排水盲管ー横向排水盲管ー中央排水管ー洞外出水口。 ※ 基本设施： ⑴ 设置盲沟：作用是在衬砌与围岩之间提供过水通道，并使之汇入泄水孔，主要是用来引导较为集中的局部渗流水。主要有：①弹簧软管盲沟；②化学纤维渗滤布盲沟。 ⑵ 排水沟：根据线路坡度、路面形式、水量大小等因素确定的。排水沟承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧道。洞内排水沟可设置成单侧、双侧、中心式三种形式 。

防水板与盲沟 弹簧软管环向肓沟

弹簧软管纵向肓沟

纵向盲沟施工 三通

隧道内排水边沟

排水系统施工质量检查 ①环向排水盲管检查：包括外观检查（检查弹簧管直径及塑性变形是否符合设计要求，塑料滤布是否套紧、涂塑层是否均匀）；安装检查（弹簧排水管的基本间距应 符合设计要求、弹簧排水管是否紧贴渗水岩壁、安装是否圆顺、环向与纵向排水盲管连接是否通畅等）。 ②纵向排水盲管检查：包括外观检查（材质及规格检查和管身透水孔检查）；安装检查（安装坡度检查、包裹安装检查、与上下排水管的连接检查）。

③横向排水盲管检查：主要是接头应牢靠、密实，保证纵向盲管与中央排水管间水路畅通，严防接头处断裂，造成水的漫流。其次在横向盲管上部应设缓冲层，防止横向盲管破裂或变形，影响其正常排水。 ④中央排水管检查：主要包括外观检查（预制管段的规整性和管壁的强度）；施工检查（中央排水管基础检查，特别注意检查基础坡度是否符合要求，尽量避免高低起伏；管段铺设检查）。

隧道的防水作法是：将隧道衬砌修成复合式衬砌，采 用夹层防水层，即隧道开挖后用喷射混凝土将岩面整平， 在岩面上铺设一层土工布或PE泡沫垫层，然后再铺设一层 防水板（高分子防水卷材）。 防水层为不透水表面光滑的高分子防水卷材，它不仅 起防水作用，而且对初期支护与二次衬砌模注混凝土来说 还起到隔离与润滑作用，使初期支护与二次支护间的约束 应力减少，从而避免模注混凝土产生裂缝，提高二次支护 的防水抗渗能力。 防水板的种类繁多，工程上主要使用PVC、LDPE和 EVA等。 防水板铺设工艺有两种：一是无钉热合铺设法，二是 有钉冷粘铺设法。表现在防水板固定与板间的搭接方法上

冷粘法主要用于PVC等防水卷材的胶合，这种方法 的优点是施工方便，施工速度快；热合法主要用于EVA和 LDPE等防水卷材,这种方法的最大优点是施工期间可进行 质量检测，保证防水卷材的完整性和密闭性，是目前隧道 施工最常采用的施工方法。 防水板在宽度和厚度上有不同规格，使用时有环向铺 设和纵向铺设两种。 防水板施工要点如下： 一、挂前拼焊： 1、在洞外据拟铺挂面积的大小将2～3幅幅面较窄的 成卷防水板下料；要考虑搭接在底板上，高边墙≥30cm. 2、然后将其平铺在地面上拼焊成便于运输、铺挂大 幅面防水板，减少洞内作业的焊缝数量，以提高焊接质量

3、防水板应减少接头； 4、 防水板拼接采用热合机双焊缝焊接，要求搭接宽度不小 于100mm，控制好热合机的温度和速度，保证焊缝质量。 5、焊缝应严密，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于12.5mm 注意要点： 1、焊接前待焊接头板面应擦净，并应根据材质通过试 验确定焊接温度和速度。 2、焊接时应避免漏焊、虚焊、烤焦或焊穿。 3、沿隧道纵向一次铺挂长度宜比本次二次衬砌施工长 度多1.0m左右，以使与下一循环的防水层相接；同时可使 防水层接缝与衬砌混凝土接缝错开1.0m左右，有利于防止 混凝土施工缝渗漏水。

二、防水板施工 1、为保证防水板铺挂质量，应先进行试铺定位。 2、固定点间距的控制：尺量检查，固定点间距拱部 0. 5～0. 7m，侧墙1 二、防水板施工 1、为保证防水板铺挂质量，应先进行试铺定位。 2、固定点间距的控制：尺量检查，固定点间距拱部 0.5～0.7m，侧墙1.0～1.2m，在凹凸处应适当增加固定 点，布置均匀。 3、松弛率：防水板吊环间距需根据其铺挂松弛率要 求来确定，环向松弛率经验值一般取10%，纵向松弛率一 般取6%。根据初期支护表面平整程度适当调整，以保证 灌筑混凝土时板面与喷混凝土面能密贴。

注意要点 1、防水板铺设前，对喷射混凝土基面进行整平且符 合基面 平整度要求，见教材P72。 2、防水板洞内铺挂宜从拱顶开始向两侧下垂环状铺 设，将预先焊接在防水板上的吊环用木螺钉固定在膨胀管 上固定。 3、防水板铺设应超前二衬施工1～2个衬砌段形成铺 挂段→检验段→二衬施工段，流水作业。

防水板施工质量检测 1、焊缝质量检测：充气检查，当压力达到0.1∽0.15MPa 时，停止充气，并保持该压力时间不小于1分钟为合格，否 则为不合格，重新焊接可用热风焊枪或电烙铁等补焊，直到 不漏气为止。 检查数量：抽查一处焊缝 / 焊接1000延长米；每天、 每台热合机均应取一个试样，并注明取样位置、焊接操作者 及日期。 2、防水层破损检查与修补 ⑴补钉不得过小，离破坏孔边沿≥7cm。 ⑵补钉要剪成圆角，不要有正方形、三角形等尖角。

若拱顶有大量涌水，应用不透水薄模或塑料排水盒进 行排水，避免涌水使防水模鼓包，影响二衬混凝土的灌注 尺寸。 对于有钉冷粘铺设法施工质量检查方法主要是直观检 查包括看防水板是否与喷射混凝土密贴；看塑料板是否有 破损现象；看接缝是否胶合紧密，有无漏涂胶现象，搭接 宽度必须大于5cm；检查射钉补块是否严密，胶结强度能 否满足施工要求。

三、变形缝、施工缝的防水 1.施工缝是由于施工间隙造成的，因为用台车灌注衬砌时，一环接着一环，不可避免地会产生施工缝。 2.变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置的允许变形的缝隙，有伸缩缝和沉降缝两种形式。 变形缝、施工缝是防水的薄弱环节，因此必须按规范规定和设计要求认真施作。常用防水材料是止水条和止水带。 止水带安装：外贴式、预埋式、内贴式三种安装形式 3.止水带施工质量检查：主要有预埋位置检查和止 水带接头粘结检查。

⑴预埋位置检查：止水带位置应在变形缝的中心，满足设计误 差的要求，即偏离中心不超过3cm。 要注意浇捣压力，防止止水带被刺破和偏移，并充分振捣，使 止水带与混凝土很好贴合。衬砌脱模后若检查发现施工中有走模现 象，致使止水带过分偏离中心，则应对止水带进行纠偏（凿除或填 补部分混凝土）。 ⑵现场接头检查： 止水带现场接头方式有对接、搭接和复合接三种。 接头方法：塑料ー焊接、熔接法；橡胶ー热接、冷接法 ①接头留设部位与压茬方向：接头留设应尽量避开排水坡度小 与容易形成壁后积水的部位，最好留设在起拱线上下；压茬方向应 以排水顺畅，将水外引为正确方向，即上部止水带靠近围岩，下部 止水带靠近隧道内壁。 ②接头强度：检查时，用手撕接头，观察强度和表面打毛情况 若不合格则应重新焊接或粘接。

§2-5 混凝土衬砌施工质量检测 主讲教师： 朱凤兰

隧道混凝土衬砌是隧道的主要承载结构，是隧道防水 工程的最重要也是最后的一道防线，还是隧道外观美的直 接体现者，因此，隧道混凝土衬砌质量的好坏对隧道的长 期稳定、使用功能的正常发挥以及外观美均有很大的影响 目前，我国隧道混凝土衬砌常见的质量问题有局部裂 缝、内部缺陷、混凝土强度不够和衬砌厚度不足等，因此 加强对衬砌混凝土各道施工工序的检查，是防止混凝土出 现局部裂缝、内部缺陷、混凝土强度不够和衬砌厚度不足 等质量问题的有效措施。

一、衬砌混凝土施工期间的质量检查 1.开挖轮廓检查：隧道开挖后，围岩壁面凹凸不平，经 整形和锚喷支护，一般说来，隧道开挖断面形状和尺寸都能 满足设计和施工要求。但有时因开挖毛面欠挖，或围岩变形 较大，使隧道轮廓局部严重外凸，壁面不够平顺，而造成衬 砌混凝土厚度不足或不能振捣密实，因此在衬砌混凝土浇注 和防水层铺设之前，必需对隧道实际轮廓进行检测。 检测方法：用尺量或隧道断面仪进行检测。 2.基础检查：重点是基坑检查。首先要保证基坑基本尺 寸符合设计要求，其次是浇注前清理基坑内的浮碴和积水， 注意不良地质条件下的基底承载力检查，最后是基础的防排 水施工质量检查（排水管路是否通畅、防水板是否严密、止 水带位置是否准确，长度是否合适等)。

3.衬砌模板检查： 衬砌模板的质量在一定程度上决定着隧道衬砌的外观 质量，并影响着衬砌的内在质量，因此，在施工前和施工 过程中都应进行严格的质量检查，包括： ①拱架应有足够的刚度和规整的外形，尺寸误差符合 设计要求（各架间的轮廓径向尺寸差≤10mm,前后两端拱 架外形，最大径向尺寸差≤5mm ，以免前后两环衬砌间出 现错台）。 ②模板的长度和宽度 ：长度一般为1 - 1.5m;宽度一般 为0.5 m ；配备窄模板宽度为0.3 m。 ③拱架和模板的位置应准确：按隧道中线和标高就位 ④挡头板安装可靠，封堵严实。

4.混凝土浇注检查： 衬砌混凝土配合比、强度和坍落度等根据有关规范进 行。混凝土浇注施工质量检查主要部位有：角落部位和钢 筋密度大部位的振捣；拱顶部位浇注；水平施工缝后浇处 理等。 5.拆模检查：拆模的时间应根据实际采用混凝土的强 度-时间（龄期）关系曲线确定。 拆模应符合隧道施工技术规范的规定要求： ①不承受外荷载时，混凝土强度应达到5.0MP，或在拆模 时混凝土表面积和棱角不被损坏并能承受自重。 ②承受围岩压力较大时，混凝土强度应达到设计强度的100% ③承受围岩压力较小时，混凝土强度应达到设计强度的70%

6. 外观检查：衬砌拆模后，立即对衬砌表面的蜂窝麻 面面积进行测量，如果蜂窝麻面面积不超过总表面的0 6.外观检查：衬砌拆模后，立即对衬砌表面的蜂窝麻 面面积进行测量，如果蜂窝麻面面积不超过总表面的0.5% 其深度不超过10mm，则正常；否则应对水灰比、配比进 行检测调整，或采取其它技术措施加以预防。 7. 养护检查：混凝土的养护应遵守下列规定： ①采用硅酸盐水泥拌制的混凝土，其养护时间不得小 于7d；掺有外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得小于14d ②采用加覆盖物或洒水方式养护时，养护用水温度与 环境温度基本相同。

二、混凝土强度检测的方法 1.回弹法：是根据弹性能量与线性回弹值成一定比例 的原理，以线性回弹值反映混凝土表面的硬度，根据混凝 土表面硬度来推求混凝土抗压强度的一种方法。 特点：无损检测，采用回弹仪进行测定回弹值。 2.超声波法：是利用混凝土强度与纵波的传播速度之 间存在着明显关系，即将实测的超声波传播速度转换成混 凝土的抗压强度。 特点：利用声波探测仪进行测定。速度快，精度高。 ③“回弹-超声”综合法：即利用回弹值和声波的传播速度综合反映混凝土的抗压强度。 特点：精度高，适用范围广 。利用等强度曲线确定混 凝土强度。

三、混凝土强度评定 1.混凝土抗压强度试块的制取 检查混凝土质量应做抗压强度试验。当有抗冻、抗 渗等特殊要求时，还需做抗冻、抗渗等试验。试块按下列 要求制取： ①抗压强度试验：试块为15cm的立方体，在标准条 件（温度20 ± 3 ℃ 、相对湿度≥ 90%或水中）下，龄期 为28d，用标准抗压试验法。 ②试块组数：每工班组不少于一组；每拌100m³混 凝土不少于一组；一组至少3个试块。 2.混凝土抗压强度检验：Rmin ≥0.85R 时合格。

3.当试块混凝土强度不符合要求时，应从衬砌 中钻取试样或用非破损检验法进行检查，若还不符 合设计要求，应对已完成的混凝土衬砌，按实际条 件验算衬砌结构的安全度，或采取必要的补强措施

§2-6 混凝土缺陷检测 主讲教师： 朱凤兰

一、隧道混凝土衬砌裂缝检测 检测裂缝的仪器：刻度放大镜和塞尺。 1.刻度放大镜：检测混凝土裂隙的宽度。使用时将物 镜对准需检测的裂缝，经目测即可读出裂隙的宽度。这种 刻度放大镜，最小刻度值为0.01 ～0.1mm，量程为3 ～8 mm。 2.塞尺：检测混凝土裂隙的深度，它由不同厚度的薄 钢片组成。 按混凝土裂隙的宽度选择合适的塞尺厚度并插入裂隙 中，根据塞尺插入的深度即可得到裂隙的深度。

二、混凝土衬砌内部缺陷检测 1. 检测仪器：超声探测仪。 2 二、混凝土衬砌内部缺陷检测 1.检测仪器：超声探测仪。 2.检测方法：反射法或沿面法。 超声波在介质中传播时，如果在声路上遇有空隙，声 波就产生反射，一部分能量受到衰减，另一部分能量绕过 空隙继续向前传播，即所谓绕射现象。因此接收到信号与 无空隙相比，不但能量减少很多，而且传播时间也有所增 加。 3.检测混凝土中的空洞 对于混凝土内部大于10cm的空洞，可通过测定超声 波的传播时间的突然变化来判断它的存在，并计算出空洞 的尺寸。

空洞的半径R=l/2 √ (td/tc)²-1 式中：l—声路的长度； td—有空洞处超声波传播时间； tc—无空洞处超声波传播时间； 为了正确判断空洞的大小和形状，可在有空洞的范围 内打网格增加测点，以增加其准确性。 如果混凝土结构内部存在蜂窝、离析等不密实的缺陷 时，则可根据超声波传播的振幅衰减情况来判断。 对于混凝土不密实的缺陷深度（沿声路方向的长度） ，可按P198页图7-6所示方法求得。 a=υd(t υc-b)/ υc- υd

4.检测混凝土中的裂缝 检测的方法：超声探测仪，采用沿面法进行检测。 检测的步骤： ①选择校准距离为2d。 ②测出没能通过2d的时间为t0 ③测裂缝深度，将发射与接收探头安放于裂 缝的两侧，并使两个探头至裂缝的距离均为d，测得声波 传播时间为t1，裂缝与表面正交，则裂缝深度为h 即 h=d √(t1/t0)²-1 在检测混凝土的开裂情况地，应先清除裂缝中的液 体和杂物，以免产生测试误差；探测位置应尽量避免贯 穿裂缝的横向钢筋，以免声波通过钢筋传播而影响测定 精度。