论文隧道施工质量控制技术

1、隧道施工质量控制技术 【摘 要】隧道施工质量控制是一个过程，即从质量活动前直至质量活动结束对工程质量的全部监控，质量活动过程中监控能力越强、越严格，实现工程质量预期目标的可能性越大。 【关键键词】隧隧道；质质量控制制技术 1.各各阶段质质量控制制 质量活活动前编编制切实实可行的的质量计计划，为为现场施施工质量量控制做做好准备备。施工工过程中中，有现现场施工工管理人人员、技技术管理理人员的的指导、严严格要求求以及其其他参建建各方对对质量活活动过程程的监督督控制，确确保施工工质量处处于受控控状态，各各工序“一次成成功”。 2.隧隧道施工工质量控控制技术术 施工质质量过程程控制。提提到隧道道质量控控

2、，大多多是重视视二次衬衬砌的施施工，轻轻视初期期支护施施工，实实际上隧隧道初期期支护是是隧道的的主要承承力结构构，对整整个隧道道的耐久久性起着着相当重重要的作作用，所所以说隧隧道施工工质量控控制中，对对初期支支护各工工序的施施工质量量都需进进行必要要控制。主主要包括括开挖断断面、锚锚杆质量量（长度度及砂浆浆饱和度度）、钢钢架或格格栅钢架架、喷射射混凝土土质量（强强度、厚厚度及背背后缺陷陷）、防防水层施施工、二二次衬砌砌混凝土土质量（强强度、厚厚度及背背后缺陷陷）、隧隧道衬砌砌裂纹等等的实时时控制。 2.11 原材料 隧道施施工过程程中所有有材料，如如水泥、砂砂、石、钢钢材、防防水板、外外加剂等

3、等，施工工前均需需按设计计及验标标要求进进行试验验，试验验合格后后才允许许进场使使用。 对于施施工过程程中喷射射混凝土土的配合合比、二二次衬砌砌混凝土土的配合合比及砂砂浆配合合比，均均要以工工程中将将要使用用的各种种材料为为基础进进行各种种配合比比设计，以以确保各各类混凝凝土及砂砂浆强度度满足设设计要求求。 2.22 隧道开开挖超欠欠 2.22.1 一般规规定 高速速铁路隧隧道工程程施工质质量验收收标准（TB10753-2010）规定：隧道开挖不应欠挖，当围岩完整石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1?O不大于0.2?O，高度最大不超过5cm）。拱脚及墙脚以上1m范围内严禁欠挖，（如下

4、表1隧道允许超欠挖）。 表1 隧道允允许超挖挖值（cm） 围岩级级别开挖挖部位 拱部 线性超超挖 100 155 100 最大超超挖 155 255 155 边墙线线性超挖挖 100 100 100 仰拱、隧隧底 线性超超挖 100 最大超超挖 255 在控制制隧道超超欠挖技技术的改改进中，首首先必须须改变长长期以来来“宁超勿勿欠”的不理理想观念念，树立立“少欠少少超”的观念念。即可可以允许许一定程程度的欠欠挖，但但要符合合高速速铁路隧隧道工程程施工质质量验收收标准（TB10753-2010）规定：隧道开挖不应欠挖，当围岩完整石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1?O不大于0.2?O，

5、高度最大不超过5cm）。拱脚及墙脚以上1m范围内严禁欠挖的要求。 现场施施工中根根据围岩岩情况、监监控量测测数据及及时调整整预留量量，避免免开挖轮轮廓线无无谓扩大大，尽量量减少了了超挖。 2.22.2 合理爆爆破控制制超欠挖挖 在实际际施工中中，尤其其是软弱弱围岩隧隧道钻爆爆开挖时时，极易易造成超超挖大使使得混凝凝土回填填量增大大。如下下图所示示周边周周边眼开开孔位置置有（A）、（B）、（C）三种种情况，其其出现的的几率和和差值主主要决定定于钻孔孔水平。A种情况况不影响响超前挖挖；B种情况况是会出出现超挖挖；而C种情况况会出现现欠挖。因因而先定定位后钻钻孔，并并在掌子子面醒目目的标出出周边眼眼

6、位置，把把超欠挖挖控制在在最小范范围内（约3cm）。 图1 周边眼眼开孔位位置 1）起起爆顺序序 光面爆爆破时，从从掏槽眼眼开始，一一层一层层地从截截面中心心往外进进行，最最后是周周边眼爆爆破。预预裂爆破破时，先先周边预预裂后掏掏槽，然然后依次次为扩槽槽眼、辅辅助眼、二二层眼、底底眼，布布置雷管管段号时时应注意意：必须须具有合合理的段段间隔时时间，并并且同一一段炮眼眼的装药药量应小小于最大大单段的的允许装装药量，同同时前一一段的起起爆要尽尽量为后后段爆破破创造良良好的临临面。 2）炮炮眼深L 以循环环进尺为为眼深，掏掏槽眼加加深10 % 20 %。 3） 周边眼眼间距E、抵抗抗线W、装药药集中

7、度度r 依据围围岩情况况并参照照文献 22 ，合理理相对距距离：级围岩E/ W = 0. 6 0. 8 ， 级围岩E/ W =0.772 0. 83。选取取参数见见表2。 表2 、级围岩岩周边眼眼爆破参参数表 围岩类类别 周边眼眼间距（E/ccm） 周边眼眼抵抗距距（W/ccm） 相对距距离 （E?W-11） 装药集集中度（r/kkgm-1） 围岩 445 660 00.755 0.15 围岩 550 665 00.777 0.21 4）炮炮眼布置置及单眼眼装药量量 先布置置掏槽眼眼、周边边眼，然然后是底底板眼、扩扩槽眼、二二层眼，最最后布置置辅助眼眼，二层层眼比辅辅助眼密密一些，比比周边眼眼

8、稀一些些，其间间距为周周边眼间间距的1.5倍左右右，抵抗抗线为间间距的0. 7倍左右右，考虑虑到扩槽槽眼、底底板眼爆爆破时负负荷较大大，其布布置稀密密应与二二层眼相相似，辅辅助眼间间距为抵抵抗线1 1.225倍。 周边眼眼单眼装装药量可可参照表表 2 进行计计算，其其它各部部炮眼装装药量： q = kkWL式中： k 单位炸炸药消耗耗量，kg/ m； （取值值参见文文献3 ） a 炮眼间间距，m； W 炮眼爆爆破方向向的抵抗抗线，m； 炮眼所所在部位位系 5）断断面炮眼眼布置 断面炮炮眼布置置根据开开挖断面面大小、设设计及验验标要求求合理布布置。周周边眼应应沿隧道道开挖轮轮廓线布布置，保保证开

9、挖挖断面符符合设计计要求；辅助炮炮眼交错错均匀布布置在周周边眼与与掏槽眼眼之间，力力求爆破破出的石石块块度度适合装装碴的需需要；周周边炮眼眼与辅助助炮眼的的眼底应应在同一一垂直面面上，掏掏槽炮眼眼应加深深20ccm。 图2 双线级围岩岩上台阶阶光面爆爆破炮眼眼布置图图 图3 双线级围岩岩上台阶阶光面爆爆破炮眼眼布置图图 6）装装药结构构 周边眼眼装药结结构一般般采用2 种形式式：比较较破碎软软弱的级围岩岩采用双双导爆线线、小直直径药卷卷连续装装药；级软岩岩类岩层层，采用用导爆索索、小直直径药卷卷空气间间隔装药药。为克克服眼底底岩石的的夹制力力，可在在眼底放放置半卷卷标准药药卷，以以适当加加强底

10、部部药量，其其它炮眼眼一般均均采用连连续装药药结构，炮炮眼均采采用黄泥泥填塞封封堵炮眼眼。 2.33 锚杆 2.33.1 锚杆质质量 图4 理想锚锚杆受力力示意图图 锚杆是是将破碎碎或不稳稳定岩体体与牢固固的岩体体连接在在一起以以提高整整体稳定定性的一一种支护护措施。当当锚杆发发挥作用用时，锚锚杆不同同部段的的功能各各不相同同。锚杆杆内端处处于牢固固稳定岩岩体的部部段，其其锚固力力主要起起着固定定锚杆的的作用；而锚杆杆外端处处于破碎碎或不稳稳定岩体体的部段段，其锚锚固力主主要起着着将该段段岩体与与锚杆连连结在一一起的作作用。要要让锚杆杆能发挥挥设计的的效果，除除保证锚锚杆的长长度满足足设计要要

11、求外，还还要使各各段都能能均匀而而有效的的与岩体体锚固在在一起。除除此之外外，对锚锚杆质量量影响较较大的因因素还有有砂浆强强度，得得有足够够的握力力才能保保证锚杆杆的质量量。图4为锚杆杆受力示示意图。 2.33.2 锚杆长长度 锚杆总总长度应应为锚固固段、自自由段和和外锚段段的长度度之和，并并应满足足下列要要求： 1）锚锚杆自由由段长度度按外锚锚头到潜潜在滑裂裂面的长长度计算算；预应应力锚杆杆自由段段长度应应不小于于5m，且应应超过潜潜在滑裂裂面； 2）锚锚杆锚固固段长度度应按规规定进行行计算，并并取其中中大值。同同时，土土层锚杆杆的锚固固段长度度不应小小于4m，且不不宜大于于10m；岩石石锚

12、杆的的锚固段段长度不不应小于于3m，且不不宜大于于45D和6.55m，或55D和8m（对预预应力锚锚索）；位于软软质岩中中的预应应力锚索索，可根根据地区区经验确确定最大大锚固长长度。当当计算锚锚固段长长度超过过上述数数值时，应应采取改改善锚固固段岩体体质量、改改变锚头头构造或或扩大锚锚固段直直径等技技术措施施，提高高锚固力力。 锚杆长长度及注注浆饱和和度均采采用应力力反射波波法检测测，现已已有专用用的锚杆杆质量检检测仪。 2.33.3 注浆饱饱和度 注浆饱饱和度检检测通过过测定锚锚杆不同同方位，不不同距离离应力波波的阻尼尼情况，即即锚杆与与围岩的的耦合情情况来判判断注浆浆饱和度度。由应应力波在

13、在介质中中的传播播特性可可知：应应力波在在坚硬完完整的介介质中传传播速度度大，衰衰减速度度快，而而在松散散及不完完整介质质中应力力波的传传播速度度小，衰衰减速度度慢。 2.33.4 砂浆强强度 在砂浆浆锚杆的的长度及及灌浆饱饱和度均均达到要要求后，并并不能说说明锚杆杆的质量量完全达达到了要要求。从从锚杆的的支护性性能可知知，它是是受砂浆浆的裹握握并通过过砂浆与与围岩这这发生作作用的，若若砂浆的的强度达达不到要要求，为为了全面面评价锚锚杆的质质量，有有必要对对砂浆（抗抗压、抗抗剪）强强度进行行检测。 1）抗抗压强度度。采用用传统的的试验方方法，在在施作锚锚杆时同同期制作作试件，对对试件进进行抗压

14、压试验，得得出砂浆浆的抗压压强度。 2）剪剪切强度度。由锚锚杆的支支护机理理可知，在在联结锚锚杆与岩岩体中砂砂浆主要要受剪力力的作用用。从而而，砂浆浆的剪切切直接影影响到锚锚杆的质质量。由由于围岩岩存在差差异，在在不同的的联结体体上，砂砂浆与围围岩间的的剪切力力有所不不同。为为了真实实反映锚锚杆实际际工作时时砂浆与与围岩（锚锚杆洞壁壁）间的的剪切力力，可进进行原位位试验。将将施作好好的锚杆杆与周围围的围岩岩一同取取出，采采用特制制的试验验设备对对其进行行抗剪试试验，得得出砂浆浆与围岩岩间的剪剪切力，并并对其进进行评价价。 2.33.5 锚杆抗抗拔试验验 锚杆抗抗拔力通通过拉拔拔试验进进行检测测

15、。拉拔拔试验检检测方法法是一种种传统的的锚杆锚锚固质量量检测方方法。进进行拉拔拔试验时时，将液液压千斤斤顶放在在托板和和螺母之之间，拧拧紧螺母母，施加加一定的的预应力力，然后后用手动动液压泵泵加压，同同时记录录液压表表和位移移计上的的对应读读数，当当压力或或者位移移读数达达到预定定值时，或或者当压压力计读读数下降降而位移移计读数数迅速增增大时，停停止加压压。测试试后，整整理出锚锚杆的位位移-荷载曲曲线，进进而分析析出试验验锚杆的的抗拔力力大小。试试验时锚锚杆的受受力状态态见图5。 图5 抗拔试试验时锚锚杆受力力示意图图 2.33.6 锚杆检检测结果果评定 试验证证明：对对于高强强螺纹锚锚杆，当

16、当锚固长长度达到到锚杆直直径的42倍时，握握裹力不不再随锚锚杆长度度的增加加而增加加。高速速铁路隧隧道锚杆杆的长与与直径比比达到几几百倍，而而且从图图4、5可知，锚锚杆抗拔拔试验与与实际锚锚杆的受受力状态态有很大大不同，得得出锚杆杆抗拔力力与锚杆杆质量没没有必然然的相关关性，若若仅采用用抗拔试试验，可可能导致致将不合合格锚杆杆依其抗抗拔力评评定成合合格锚杆杆。所以以，对锚锚杆进行行检测时时，要采采用声频频应力波波法对锚锚固质量量进行无无损检测测，再配配合抗拔拔力试验验进行综综合分析析，可对对锚杆的的锚固质质量作出出较全面面的评价价。 2.44 喷射混混凝土质质量检测测 喷射混混凝土能能及时封封

17、闭围岩岩暴露面面，有效效地隔绝绝水和空空气；部部分混凝凝土浆液液渗入张张开的裂裂隙或节节理中起起胶结和和加固围围岩的作作用；能能向围岩岩提供支支护抗力力，使围围岩由二二向受力力变为三三向受力力状态，从从而提高高了围岩岩强度。 评价喷喷射混凝凝土的质质量指标标：喷混混凝土强强度、厚厚度、密密实度及及背后缺缺陷。 喷射混混凝土强强度 喷射混混凝土强强度在一一定范围围内离散散分部，正正常情况况其分部部规律符符合正态态分布曲曲线，喷喷射混凝凝土强度度检测准准则是根根据平均均强度和和异变系系数综合合控制，大大量实验验证明湿湿喷混凝凝土异变变系数可可控制在在10%左右，达达国标优优质标准准。根据据混凝土土

18、表面特特征，宜宜采用气气压射钉钉枪无损损检测方方法进行行检测。 混凝土土厚度、密密实度及及背后缺缺陷 混凝土土厚度、密密实度及及背后缺缺陷均可可采用地地质雷达达进行检检测。根根据喷射射混凝土土厚度，采采用地质质雷达对对混凝土土进行检检测。 2.55 格栅或或型钢拱拱架数量量检测 在隧道道中使用用格栅或或型钢拱拱架数量量，是隧隧道初期期支护质质量控制制中所关关心的问问题。喷喷射混凝凝土中存存在钢格格栅或型型钢拱架架支撑时时，地质质雷达剖剖面图中中信号会会有变化化，可通通过信号号变化读读出所用用拱架数数量。关关于钢材材质量可可于施工工前进行行抽检控控制。 2.66 二次衬衬砌检测测 二次衬衬砌混凝凝土强度度检测 对二次次衬砌混混凝土强强度检测测采用超超声综合合法结合合少量的的钻芯取取样进行行检测 二次衬衬砌混凝凝土厚度度、背后后空洞及及围岩状状况检测测 对隧道道二次衬衬砌混凝凝土厚度度、背后后空洞及及衬砌背背后围岩岩状况等等检测，采采用地质质雷达检检测方法法进行。测测线布置置位置：拱顶、左左右边墙墙、左右