隧道工程试验检测技术

隧道工程试验检测技术

———阳光心语隧道总体施工常规程序隧道工程试验检测技术第一章总论第二章超前支护与预加固围岩施工质量检测第三章开挖质量检测第四章初期支护施工质量检测第五章防排水材料及施工质量检测第六章施工监控量测第七章混凝土衬砌质量检测第八章通风检测第九章照明检测本课程的安排第一章总论本章主要内容1.公路隧道的特点2.隧道施工的技术特性3.公路隧道常见的质量问题4.出现主要质量问题的原因分析5.隧道施工质量控制的理念1.公路隧道的特点断面大形状扁平需要通风照明防水要求高2.隧道施工的技术特性隐蔽性大；作业的循环性强；作业空间有限；作业的综合性；施工是动态的，施工过程的力学动态是变化的，围岩的物理力学性质也是变化的；作业环境恶劣；作业的风险性大。3.公路隧道常见的质量问题衬砌后空洞大变形（限界受侵）通风不良衬砌裂缝照明不足渗漏水常见问题大变形衬砌裂缝渗漏水4.出现主要质量问题的原因分析在施工中没有牢固树立“保护围岩、爱护围岩”的观点和理念；不能有效地控制对遗留围岩的损伤和松弛；“重外美、轻内实”，结构存在隐患。如：衬砌背后充填不密实，甚至留有空洞；衬砌厚度不足，有的严重不足；衬砌初期开裂普遍存在；基底处理不彻底，运营不久出现翻浆冒泥现象等；地下水处理始终是薄弱环节，防水质量欠佳，渗水、漏水现象时有发生；环境意识薄弱，洞内施工作业环境欠佳，减少对周边环境和结构物影响的措施不力；施工阶段的工程质量的检测体制不完善，更为重要的是缺乏有效的检测手段和方法；没有真正地实现动态施工和施工管理。5.隧道施工质量控制的理念爱护围岩内实外美重视环境动态施工（1）爱护围岩：一层含义是不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力，这可以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决。一层含义是通过各种手段和方法增强围岩的自支护能力，如采用支护技术、加固或予加固技术以及各种辅助施工技术等。这些技术形成了隧道施工的核心技术。（2）内实外美：关键是内实。而内实的关键就是要作到“四密实（贴）”，即：二衬混凝土密实；喷混凝土密实；喷混凝土与围岩密实（贴）；二次衬砌与初期支护密实（贴）。（3）重视环境：

也有2层含义：一层含义是指内部环境，即施工作业环境，一层是对外部环境即对周边环境的影响。（4）动态施工

是指：隧道施工过程中的地质条件是不断变化的；其力学动态也是不断变化的。因此，施工过程就不可能是一成不变的。我们在施工过程中采用的各种施工方法和技术都是为了适应这种“动态”变化的。因此，隧道施工的各种决策都要在施工阶段的地质技术、施工阶段的量测技术和施工阶段的质量控制技术的基础上进行管理。这也就是动态施工的基本含义。隧道检测技术之内容材料施工环境6.公路隧道检测技术的内容施工质量检测施工监控量测施工环境检测运营环境检测第二章超前支护与预加固围岩施工质量检测本章主要内容1.超前支护与预加固围岩的主要措施2.材料检测3.施工检测1.超前支护与预加固围岩的主要措施超前深孔围幕注浆超前小导管注浆注浆加固围岩和堵水超前管棚超前锚杆或小导管超前锚杆超前锚杆是沿开挖轮廓线，以稍大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。超前锚杆a)棚管的环向布置b)管棚钢管纵向错接c)钢管端部横向联接管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。管棚超前小导管注浆超前小导管注浆是沿坑道周边向前方围岩内打入带孔小导管，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周围岩体就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保护下即可安全地进行开挖等作业。

特点：浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅将岩块或颗粒胶结为整体起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道渗流的通道，起到了堵水作用。适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。b)注浆半径及孔距选择a<40cmrrb(取30cm)钻孔15oa)超前小导管布置小导管钢支撑0.2m3.5~6.0mc)小导管全图管箍(φ6钢筋加焊)出浆孔1.5m不钻孔0.2mφ25~35mm有缝钢管超前深孔围幕注浆正洞平行导坑(c)平导超前注浆正注浆区域已注浆区域(a)洞内超前注浆(b)地表超前注浆力学计算法工程经验法检测内容材料检测施工检测（1）杆体材料（超前锚杆、小导管、管棚）

检验内容：杆体材质、型号、品种、规格以及各部件质量和技术性能（直径、长度、均匀度等）抗拉强度和稳定性等。2.材料检测（2）注浆材料

浆液的稳定性好，在常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质，不发生强烈的化学反应。浆液粘度低、稳定性好、可注性强，能注入到细小裂缝或粉细砂层中。浆液的胶凝时间在一定时间内可调，并能准确地控制。浆液无毒、无臭、不污染环境、对人体无害，属非易燃易爆品。浆液对注浆设备、管路、混凝土建（构）筑物及橡胶制品无腐蚀性，并能容易清洗。浆液固化时无收缩现象，固化后与岩土体、混凝土等有一定的粘接性。结石体有一定的抗拉抗拉强度，不龟裂，抗渗性能、防冲刷性及耐老化性能好，能长期耐酸、碱、盐、生物细菌等腐蚀，并且不受温度、湿度变化的影响。材料来源丰富，价格低廉。注浆配制方便，操作简便。注浆材料的主要性能指标

3.施工检测（1）超前锚杆(或钢管)

基本要求：超前锚杆与隧道轴线外插角宜为5－10度。长度应大于循环进尺，一般为3～5m；锚杆或钢管与钢架支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接；锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%；锚杆搭接长度不应小于1m。

实测项目：项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1长度(m)不小于设计尺量：检查锚杆数的10%2孔位(mm)±50尺量：检查锚杆数的10%3钻孔深度(mm)±50尺量：检查锚杆数的10%4孔径(mm)大于锚杆杆体直径±15大于钢管杆体直径±20尺量：检查锚杆数的10%（2）注浆效果检查

1.分析法分析注浆记录，查看每个孔的注浆压力、注浆量是否达到设计要求；注浆过程中露浆、跑浆是否严重，从而以浆液注入量估算浆液扩散半径，分析是否与设计相符。2.检查孔法用地质钻机按设计孔位和角度钻检查孔，提取岩芯进行鉴定。3.声波探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。第三章开挖质量检测隧道开挖质量检测评定主要包含两方面内容：一是检测开挖断面的规整度（一般通过目测）；二是超欠挖量测与控制（需要实测分析）。本章主要内容1.开挖质量标准当岩层完整，岩石抗压强度大于30MPa，并确认不影响结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分欠挖（每1.0m2内不大于0.1m2），但隆起量不得大于5cm，拱、墙角以上1.0m内断面严禁欠挖。隧道允许超挖值

2.爆破控制（1）必须采用控制爆破（光面爆破、预裂爆破等），通过工程类比和现场实验，优化爆破参数设计；（2）在满足技术经济要求的情况下，应优先考虑采取操作简单、且精度高、有良好性能的钻孔机械、测量放线仪器、断面检测仪器以及爆破器材等；（3）应严格控制断面的测量放线精度，特别是要避免随意放大或缩小断面的现象；（4）必须严格控制钻孔精度，重点是控制周边眼的外插角、开口误差以及炮眼在断面分布的均匀性；（5）必须严格控制重要爆破作业质量，特别是要控制装药量，并保证正确的起爆顺序；（6）必须做到及时检测和及时反馈；（7）必须强化施工组织管理、推行作业标准化、并经常加强作业人员文化和责任心的教育等。3.超欠挖测定方法（1）直接测量法

在二次衬砌立模后，以内模为参照物进行量测。

——存在缺陷，因为新奥法施工中，二衬模板里面是初期支护，且一般二次衬砌浇筑比初期支护要滞后许多。（2）直角坐标法

运用经纬仪、水准仪、激光打点仪器等进行量测。

——量测开挖断面各点的纵横坐标，并与设计断面比较，从而反应超欠挖情况。（3）三维近景摄影法

在隧道内设置摄影站，获取隧道开挖的三维立体图像，并与设计轮廓线对比，从而反应超欠挖情况。

——费工费时，条件多，周期长，不宜作实际测量手段，只是一种科研手段。（4）激光断面仪法

隧道激光断面仪法的测量原理为极坐标法。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)依次测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的之间的矢径(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。通过洞内的施工控制导线可以获得断面仪的定点定向数据,在计算软件的帮助下自动完成实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线的空间三维匹配,最后形成输出图形,并可输出各测点与相应设计开挖轮廓线之间的超欠挖值(距离、面积)。现场检测时,为使检测数据有可比性并且便于操作,以隧道设计轴线为基准,在选定里程的轴线上测出中心桩高程,调校好激光隧道限界仪,并测出中心桩到激光测距头旋转中心的高度,此时旋转中心即成为一极坐标的圆心,按照与隧道轴线垂直的方向进行测量。如果所检测的开挖断面和初期支护断面是在同一里程桩号处,通过对比两次所检测得到的数据,便可计算出初期支护(喷射混凝土)的厚度。同理也可以监测二次衬砌的厚度。4.一点说明在控制超欠挖技术的研究中，应改变“宁超勿欠”的传统观点，树立“少欠少超”的观点。也就是说，应容许一定程度的欠挖，例如，日本在隧道施工中，基本上容许概率为16％的欠挖。即在开挖断面上取100个点，有不超过16个点的超挖就可以了。这样就可以避免开挖轮廓线的无谓扩大，而使超挖得以减少。洞身开挖超欠挖试验确定各级围岩的用药量和孔距光面爆破钻孔放样准确最佳光面爆破效果重点控制重点控制第四章初期支护施工质量检测用压缩空气将掺有速凝剂的混凝土拌和料，通过混凝土喷射机高压喷射到岩面上形成混凝土层。将一定长度的杆体（多为钢筋）锚固在围岩预先钻好的锚杆孔内加固围岩。与喷射混凝土配合使用的一种构件。锚杆喷射混凝土钢筋网围岩条件较差时采用的一种钢构件，常用的有格栅拱和型钢拱架钢架本章主要内容锚杆施工质量检测钢支撑施工质量检测地质雷达法探测初期支护背部空洞喷射混凝土质量检测钢筋网质量检测1.锚杆施工质量检测（1）锚杆加工质量与安装尺寸

锚杆本身的抗拉强度、延展性与弹性、杆体规格及加工质量等；安装时锚杆的位置（孔位偏差，允许±15mm）、锚杆方向、钻孔深度（±50mm）、孔径与孔形等。（2）锚杆拉拔力测试

“锚杆拉拔力指锚杆能够承受的最大拉力，它是锚杆材料、加工和施工安装质量的综合反应，是锚杆质量检测的一项基本内容”。

——也有人提出质疑！锚杆拉拔计（3）砂浆锚杆砂浆注满度检测

瑞典的H.F.Thumer于1978年提出用超声波能量损耗来判定砂浆灌注质量，并研制了boltometer（锚杆质量检测仪），于1980年推出。我国铁道部门对其进行了改造。注意：Boltometer只是设计用来测试砂浆锚杆的，它已被成功地应用于许多钢筋和管式锚杆的测试之中，并且在下列条件下使用可以确保实现其最佳功能：

钻孔直径为25-40mm

锚杆直径为20-30mm

锚杆长度应大于0.8m

水泥注浆长度小于4.0m

锚杆外端部必须平滑以保证传感器接触良好检查锚杆长度安装锚头检查锚垫板长与宽检查锚垫板厚度钻孔：控制方向、间距风、水轮番冲洗安装锚杆安装止浆塞安装锚垫板安装镙帽中空锚杆注浆检查浆材配比、压力，闭浆稳压，核算注浆量砂浆锚杆施工质量控制演示图2.喷射混凝土质量检测干喷干喷是将骨料、水泥和速凝剂按一定的比例干拌均匀，然后装入喷射机，用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态送到喷枪，再在喷嘴处与高压水混合，以较高速度喷射到岩面上。潮喷潮喷是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的，其喷射工艺流程和使用机械同干喷工艺。湿喷湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。喷射工艺细骨料粗骨料水泥搅拌机干式喷射机速凝剂压缩空气水喷头干喷、潮喷工艺流程细骨料粗骨料水泥水外加剂搅拌机湿式喷射机压缩空气速凝剂湿喷工艺流程干喷的缺点是产生的粉尘量大，回弹量大，加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程度与喷射手操作的熟练程度有关。但使用的机械较简单，机械清洗和故障处理容易。湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量很少，是应当发展应用的喷射工艺。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，则不易使用湿喷。喷射机(a)双罐式喷射机(b)转体式喷射机(c)转盘式喷射机（1）控制要点

为了充分发挥喷混凝土的支护效果，最重要的是要解决好喷混凝土施工的4要素：强度：有足够的强度，特别是初期强度；厚度：要确保附着层的厚度，或者使喷射表面平滑；附着：与围岩牢固附着成为一体，相互间就能够传递力和变形；密实：附着层密实、均质、耐久。（2）强度检测

检查试块制作方法：喷大板切割法：在施工的同时，将混凝土喷射在45cm×35cm×12cm（可制成6块）或45cm×20cm×12cm（可制成3块）的模型内，在混凝土达到一定强度后，加工成10cm×10cm×10cm的立方体试块，在标准条件养护至28d进行试验（精确到0.1MPa）。凿方切割法：在具有一定强度的支护上，用凿岩机打密排钻孔，取出长约35cm、宽约15cm的混凝土块，加工成10cm×10cm×10cm的立方试块，在标准条件下养护至28d，进行试验（精确到0.1MPa）。检查数量：隧道（两车道）每10延米，至少在拱部和边墙各取一组试样，材料配合比变更时另取一组，每组至少取3个进行抗压强度试验。合格条件：同批（或同配比）试块的抗压强度平均值不低于设计强度或C20。任意一组试块抗压强度平均值不低于设计强度的80%。同批试块3～5组时，低于设计强度的试块组数不得多于1组；试块为6～16组时，不得多于2组；17组以上时，不得多于总组数的15%。射钉法：该系统系日本开发的以气压射钉枪原理为基础的强度测试系统APPTester。检测过程为在恒定空气压力下将经过特殊标定的射钉打入检测的对混凝土之内，由其射入深度标定公式推算其强度。射钉枪是该检测系统的主要组成部分之一，用于凝土强度检测。射钉是经过特殊标定的合金钢钉。其他方法（3）厚度检测

检查方法：可用凿孔或激光断面仪、光带摄影等方法。当用凿孔法检查时，宜在混凝土喷后8h以内，用短钎将孔凿出，发现厚度不够时可及时补喷。检查数量：每十延米至少检查一个断面（从拱顶中线起每隔2m凿孔检查一个点）。合格条件：全部检验处的喷层厚度有60%及以上不小于设计厚度，平均厚度不得小于设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的1／2。钢筋网喷射混凝土的厚度不应小于6cm。

当发现喷射混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水情况时，应予修补、凿除重喷或进行整治。（4）与围岩的粘结强度检测

检查试块制作方法：成型试验法：在模型内放置面积为10cm×10cm×厚5cm且表面粗糙度近似于实际情况的岩块，用喷射混凝土掩埋。在混凝土达到一定强度后，加工成10cm×10cm×10cm的立方体试块，在标准条件下养护至28d，用劈裂法进行试验。直接拉拔法：在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用喷射混凝土将加力板埋入，喷层厚度约10cm，试件面积约30cm×30cm（周围多余部分应予清除）。经28养护，进行拉拔试验。强度标准：喷射混凝土与围岩的粘结力，III级及以上围岩不低于0.8MPa，IV级围岩不低于0.5MPa。喷射砼每点厚度≥设计厚度砼湿喷机平整度，2m靠尺不大于4cm，3m靠尺不大于5cm用高压风清除岩壁粉尘、杂物、松石检查材料的类型、规格、质量性能及产品合格证喷射砼一般现场控制方法：喷射混凝土施工注意事项：（1）喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不宜超过6m。（2）一次喷射厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不小于4～6cm。（3）喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压风水清洗干净。（4）喷头距岩面距离以0.6m～1.2m为宜，与受喷面基本垂直，喷射料束与受喷面垂线成5°～15°夹角时最佳；喷射时，应使喷射料束螺旋形运动。（5）当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量（可适当加大到水泥用量的6～8%），在保证初喷后，按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后，再喷砼。（6）钢架与壁面之间的间隙应用混凝土充填密实；喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。（7）喷混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不少于7d；气温低于＋5℃时，不得喷水养护。（8）喷射混凝土作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔，不得小于4h。3.钢筋网质量检测钢筋规格、材质应满足设计要求，使用前应清除锈蚀。钢筋网宜在岩面喷射一层混凝土后随受喷面起伏铺设，并在锚杆安设后进行，要求与受喷面间隙宜控制在20～30mm之间。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。网格尺寸，一般为：Ф8mm×20×20cm网片周边焊接，中间绑扎或焊接网片搭接一至两个网格网片紧贴岩面与锚杆或其它固定装置连接牢固钢筋网片制作安装控制重点4.钢支撑施工质量检测钢支撑钢格栅型钢支撑钢管支撑矩形断面格栅三角形断面格栅H型钢支撑工字型钢支撑U型钢支撑支撑形式优点缺点钢支撑架设后能够立即承载，充分发挥其力学作用加工比较容易，但需要较大的加工设备安装及构件连接，比较简洁、方便背后的混凝土不易填充密实，留有空隙重量大，架设安装困难钢支撑的变形与混凝土变形不协调，混凝土易开裂格栅架设后不能立即承载，必须与喷混凝土配合，才能发挥其力学作用加工容易，且不需要大型加工设备重量小，易于架设安装因具有一定的柔性，能够适应围岩的变形喷混凝土完全包裹格栅，整体性好，背后不易留下空隙架设后不能立即承载，一次支护作用小在围岩变形大的场合，不能有效地控制围岩的变形质量控制要点：加工尺寸，强度、刚度等符合设计要求；安装间距、倾斜度等符合要求；接头要尽量少，并有足够的强度；必须用垫块与围岩贴紧；应有纵向联系，成为一个支护体系；必须使底脚有足够的承载力。5.地质雷达法探测初期支护背部空洞地质雷达（GroundPenetratingRadar，简称GPR）法是一种用于探测地下介质分布的广谱（1MHz－1GHz）电磁技术。用1个天线发射高频电磁波，另1个天线接收来自地下介质界面的反射波。通过计算机将接收回来的数字信号进行计算处理分析，便可识别不同界面反射体的形态，并能确定目标体的空间位置。如在支护与围岩间（或初期支护与二次衬砌间）存在空洞、不密实、离析等缺陷时，由于空气（或离析物）相对混凝土的介电常数差异较大，会形成波的反射，因而为地质雷达检测隧道衬砌背后空洞创造了条件。SIR-2000型探地雷达第五章防排水材料及施工质量检测本章主要内容1.概述渗漏水的长期作用，可能造成衬砌侵蚀破坏。寒冷地区：反复冻融，造成衬砌混凝土冻胀开裂；拱、墙上悬挂冰柱、冰溜侵入净空；在路面上形成冰坡、冰锥，致行车溜滑。路面积水，降低轮胎与路面的附着力。渗漏水的危害教材中的第二节“高分子防水卷材性能检测”，第三节“土工布物理特性检测”，第四节“土工织物力学特性测试”，以及第五节“土工织物水力学特性试验”以及第六节“防水混凝土抗渗性能试验”等，此处略。

重点阐述防排水层的施工控制质量控制要点。2.防水层施工质量检查主要质量问题：突出地表现在防水板铺设质量上。如：破损严重、接头不密实、铺设过紧过松等，极大地影响了防水功能的发挥。许多隧道建成后，漏水现象十分严重。这与防水板施工有密切关系。造成防水板破损的原因是多方面的，归纳起来大致有：喷混凝土表面或围岩表面凹凸不平，防水板铺设过松过紧；锚杆突出喷混凝土表面，防水板直接与之接触；灌注混凝土时的摩擦力，使防水板过度蹦紧，结合部被拉开；采用钢筋混凝土衬砌时，钢筋作业造成的损伤等。（1）施工之前提条件隧道初期支护已完成，表面平整度、净空大小、砼强度、锚杆抗拔力等均已验收合格；初期支护变形基本稳定。

环向盲沟、防水板、排水管等各种防排水材料规格、质量符合设计及规范要求，且数量满足施工需要。初期支护浇筑铺底混凝土二次衬砌模筑砼施工路面两侧纵向排水沟安装环向盲沟拱脚纵、横向排水管安装拱墙防水板铺挂仰拱及矮边墙施工安二衬止水带、止水条安路面横向盲沟砼路面施工挂矮边墙防水板结构防排水施工工序（2）基面处理

防水板铺挂前，用电焊或氧焊将初支表面外露的锚杆头、钢筋网头齐根切除，并用1：2水泥砂浆抹平，以防止顶破排水板；对局部凹凸部分，应修凿、喷补，使其表面平顺。

防水层施工时，基面不得有明水，如有，应及时封堵或引排。在施工过程中，要求喷射混凝土基层表面用细石混凝土填充不平整处，不平整度的矢弦比为1/6-1/8。喷射混凝土表面不得有外露的钢筋和凸出的等带尖的凸出物，如果有一定要进行切除，并将切除的部位表面用水泥砂浆抹成圆弧形，切除不了的锚索头采用喷射混凝土将其覆盖，其圆弧半径≥20cm。基面处理要求（3）防水卷材的挂前拼焊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，然后将其平铺在地面上拼焊成便于运输、铺挂的大幅面防排水板，减少洞内作业的焊缝数量。防水板拼接采用热合机双焊缝焊接，要求搭接宽度不小于10cm，控制好热合机的温度和速度，避免漏焊或过焊，保证焊缝质量。（4）防水板的铺设工艺无钉热合铺设法：先将土工布垫衬用机械方法铺设在喷射混凝土基面上，然后用热合方法将防水卷材粘贴在固定衬垫的圆垫片上。有钉冷粘铺设法：射钉抢固定塑料垫片，外压防水卷材，然后用比固定塑料垫片稍大的卷材块涂胶后修补社钉孔。系带悬挂铺设法：防水卷材上均匀布置有系带，铺设时将其与固定土工布垫衬的水泥钉捆绑。无钉热合铺设法用PVC垫片固定土工布缓冲层固定PVC防水板系带悬挂铺设法不负责任的铺设：防水板的铺挂要点：为保证防水板铺挂质量，应先进行试铺定位。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，布置均匀。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。防水层纵横向一次铺设长度应超前二衬作业长度。宜取2倍台车长度，形成铺挂段—→检验段—→二衬施工段，流水作业。防水板铺后续接：防水板的“铺后续接”指前后两幅大幅面防水板之间的连接，应先用热合焊机焊接环向接缝。施工应将待焊的两块板面接头擦净、对齐，保证搭接长度，严格控制焊接温度、焊机行走速度，保持焊机与焊缝良好接触，做到行走平稳。热合焊机焊完，应加强检查，对个别漏焊处用电烙铁补焊；对丁字焊缝因焊接困难易漏焊或焊缝强度不足，采取用焊胶打补丁的方法补强处理。防水板的接头处不得有气泡、折皱及空隙，接头处应牢固，强度应不小于同质材料。

（5）焊缝检查焊缝宽度用尺量检查。焊缝强度应不低于母材，通过抽样试验检测。防水板焊缝采用“气密性检验法”检查。焊接工艺PVC搭接缝：采用热风焊接a.手动式焊枪b.双焊缝自动焊机PVC防水板的焊接双焊缝气压检测0.25MPa,10~15min后,压力下降值小于10%拱顶防水板双焊缝焊接检测技术⑴撕裂检测：焊缝外断裂⑵目测和机械检测⑶双焊缝气压检测打压至0.25Mpa,10-15分钟内,压力下降小于10%

双焊缝焊接检查检验时将焊缝两端用铁夹夹紧，用检测针头插入焊缝一端两焊缝之间的气槽，用手动气泵打压至0.25Mpa，观察10～15分钟，若压力下降值小于10%为合格。3.排水系统施工质量检查（1）纵向排水管外观检查：材质：塑料制品若保存不当极易发生老化，可目测管材的色泽和管身的变形，轻轻敲击管体是否变脆，用卡尺或钢尺量管径与管壁，检查其是否与设计要求相符。管身透水孔检查：纵向排水盲管主要有两个作用，一是将环向排水管下流之水经其排至横向盲管；二是将防水卷材阻挡之水经纵向盲管上部透水孔向管内疏导。为了实现其第二项功能，盲管上的透水孔必须有一定的孔径并保证有一定间距。在纵向盲管安装前，必须用直尺检查钻孔的孔径和间距。安装检查：安装坡度检查：纵向排水盲管通常位于衬砌的两下角。施工不利时，较易出现管身高低起伏不平，平面上忽内忽外的现象。在这种情况下，隧道建成后纵向盲管易被淤砂封堵，造成纵向排水不畅。因此，施工中一定要为纵向盲管做好基础，用坡度规检查、测定纵向盲管的坡度，使地下水进入纵向盲管后在一定坡度下按指定的方向流动。包裹安装检查：纵向排水管在布设时必须注意其细部构造。首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥沙不能进入纵向盲管；其次，应用防水卷材半裹纵向盲管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在盲管位置纵横漫流。因此，施工时要认真检查纵向盲管的包裹情况，杜绝粗放施工，为隧道后期排水创造条件。与上下排水管的连接检查：纵向排水管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用，施工中应注意检查上下环向弹簧排水管与纵向排水盲管的连接。一般采用环向排水管出口与纵向盲管简单搭接的方式，避免两管之间被喷射混凝土隔断。其次还应注意检查纵向排水盲管与横向盲管的连接。一般采用三通管连接，三通管的位置应准确，接头应牢靠，防止松动脱落。（2）环向排水管安装位置、安装后与岩壁紧贴情况、圆顺情况、固定情况以及与下部纵向排水盲管的连接情况等。要保证其基本间距，局部用水量大时需适度加大其密度；安装时弹簧排水管应尽量紧贴渗水岩壁，尽量减小地下水由围岩到弹簧排水管的阻力；布置时沿环向应尽量圆顺，尤其在拱顶部位不得起伏不平；安装时应先用刚卡等固定，再用喷射混凝土封闭；还应检查弹簧排水管与下部纵向排水盲管的连接，确保弹簧排水盲管下部排水畅通。（3）横向盲管位于衬砌基础和路面下部，布设方向与隧道轴线垂直，是连接纵向排水管与中央排水管的通道。同纵向排水管一样，一般也为硬质塑料管，施工中先在纵向盲管上预留接头，然后在路面施工前接长至中央排水管（沟）。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；其次在横向盲管上部应有一定的缓冲层。以免路面荷载直接对横向盲管施压，造成破裂变形，影响使用。（4）中央排水管位于路面下部，通常由预制管段构成。外观检查：规整性：用钢尺量测管段直径，观察管身是否变形或有严重裂缝，检查管身上部透水孔是否通畅。管壁强度：用石块轻敲管壁，检查混凝土强度是否满足设计与施工要求；对酥松掉块者，必须弃之不用。施工检查：中央排水管基础检查：主要是基础整平与其坡度检查。检查基础的坡度时，不仅总体坡度应符合要求，局部几个管段间也应附合要求，应尽量避免高低起伏。管段铺设检查：管段铺设时，首先要保证将具有透水孔的一面朝上。管段逐个放稳后，再用水泥砂浆将段间接缝密封填实。待砂浆凝固后，应逐段进行通水试验，发现漏水，及时处理。之后用土工布覆盖管段透水孔，在横向盲管出口处注意与中央排水管的连接方式。回填时注意保护管段的稳定及其上部透水性。4.止水带检查衬砌施工缝、沉降缝及伸缩缝或明洞与隧道衬砌接缝是防水薄弱环节，若处理不当则是渗漏水的主要通道。止水带具有高弹性和压缩变形的特点，在荷载作用下能产生弹性变形，可以起到紧固、密封和有效防止接缝渗漏水的作用。止水带类型依据安装位置外贴式预埋式内贴式塑料止水带沥青麻筋膨胀橡胶止水条橡胶止水带按所用材料止水带安装预埋位置检查：

横向位置用用钢卷尺测内模到止水带的距离，止水带预埋于衬砌厚度的1/3～1/2处，与设计尺寸相比，偏差不应超过5cm；

纵向位置通常以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，即埋在相邻两衬砌环节内的宽度是相等的，可用钢尺检查，要求止水带偏离中心不能超过3cm；施工中在浇筑混凝土前还应用角尺检查止水带与衬砌端头模板是否正交，若不正交则需校正；此外，在浇捣时应注意防止止水带被刺破或发生偏移。接头留设部位与压茬方向：在留设止水带接头时，应尽量避开排水坡度小与容易形成壁后积水的部位，最好留设在起拱线以下；检查接头处上下止水带的压茬方向，此方向应以排水顺畅、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。接头强度：现场施工往往忽视街头表面的清刷于打毛，焊接或粘结后不密实，接头强度低，进而导致放水性能差。检查时用手轻撕接头，观察接头强度和表面打毛情况，不合格时重新焊接或粘接。第六章施工监控量测定义：隧道施工过程中使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护、衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，统称为监控量测。本章主要内容主要内容监控量测的意义和目的量测断面的确定具体量测项目监测成果的整理与分析信息反馈与预测预报收敛量测拱顶下沉量测地表沉降监测围岩内部位移监测锚杆轴力量测围岩压力量测钢拱架受力量测混凝土应变量测裂缝监测1.监控量测的意义和目的（1）意义：地层条件千变万化，作用在衬砌结构上的荷载大小和分布规律不明确；隧道施工是个动态变化过程。隧道监控量测与信息反馈是新奥法施工的一个重要环节，通过对实测数据的现场分析、处理，及时向施工方、监理方、设计方和业主提供分析资料，直接服务于公路隧道施工。若施工工艺不当易造成围岩失稳，甚至可能发生大的塌方，给工程带来不可弥补的经济和工期损失。现场监控量测直接获取现场隧道围岩动态信息，以数据为据，及时发现问题，及时预警，预防塌方，为工程把关，对达到优化设计、安全施工、保证质量、保证工期、控制造价等目标起着十分重要的作用。（2）目的与任务a.提供监控设计的依据掌握围岩力学性态的变化和规律；掌握支护的工作状态。b.指导施工、预报险情作出工程预报，确立施工对策：预测和确认围岩最终稳定时间，指导施工顺序和二衬施作时间；监视险情，安全施工。c.校核计算理论、完善工程类比法为正、反演分析提供计算数据和对比指标；为工程类比提供参考指标；为地下工程设计、施工积累经验资料。d.隧道运营监测掌握工程运营中的安全状态；及时发现险情，采取相应的补救措施。项目考虑因素及实施方式围岩类别根据岩体结构的特征沿着轴线走向对围岩分类，并对各类典型围岩设置代表性观测断面，以期在总体上得到开挖过程中各类主要岩体结构的变形规律地质条件对工程地质条件较差的地段,在观测断面上增加观测点的数量，或在按地质资料分析所得的围岩有可能发生突破性破坏的位置上布置测点断面形状隧道形状尺寸发生较大变化时,按上述原则增加代表性观测面；在工程结构发生突然变化的部位,例如在岔洞接头所在的部位增加测点受力性态根据隧道形状以及荷载分布方向等工程特点，分析在可能出现较大变形的部位设立观测点量测便捷在比较容易现场布置测点和读取数据的地段布置测点确定量测断面时需考虑的主要因素

2.量测断面的确定序号项目名称方法及工具断面布置量测时间间隔1～15d16d～一个月1～3个月大于3月必测项目1地质及支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行2周边位移各种类型收敛计每10～50m一个断面，每断面2～3条测线1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3拱顶下沉水准仪、钢尺、测杆或全站议每10～50m一个断面1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月4锚杆或锚索内力及抗拔力各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拔器每10m一个断面，每个断面至少3根锚杆————选测项目5地表下沉水准仪或全站议每5～50m一个断面，每断面至少7个测点；每隧道至少两个断面开挖面距量测断面前后<2B时，1～2次/天；开挖面距量测断面前后<5B时，1次/2天；开挖面距量测断面前后>5B时，1次/周6围岩体内位移（洞内设点）洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计每5～100m一个断面1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月7围岩体内位移（地表设点）地面钻孔中安设各类位移计每代表性地段一个断面，每断面3～5个钻孔同地表下沉8围岩压力及两层支护间压力各种类型压力盒每代表性地段一个断面1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月9钢支撑内力测力计或应变计每10榀钢支撑一对测力计1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月10支护、衬砌内应力，表面应力及裂缝量测各类混凝土应变计、应力计，测缝计等每代表性地段一个断面1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月11围岩弹性波测试各种声波议在有代表性地段设置————收敛量测隧道周边收敛量测，是量测隧道内壁两点连线方向的相对位移。隧道周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直接反映，量测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息；根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；判断初期支护设计与施工方法选取的合理性，用以指导设计与施工。拱顶下沉量测拱顶下沉量量测，是指对隧道拱顶的实际位移值进行量测，是相对于不动点的绝对位移。通过拱顶位移量测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；指导现场设计与施工。地表沉降监测量测浅埋隧道洞口开挖成形后，地表岩土下沉量。通过地表下沉量的多少和下沉的快慢，判断分析隧道洞口围岩是否稳定，为设计优化支护参数提供可靠的数据，保证施工安全。围岩内部位移监测从隧道内或在浅埋隧道地表围岩内钻孔，在孔内设测试元件，量测沿钻孔不同深度岩层的位移值。判断围岩位移随深度变化曲线；确定围岩移动范围，深入研究支护与围岩相互作用的关系；判断开挖后围岩的松动区、强度下降区与围岩相互作用的关系；判断锚杆长度是否适宜，以便确定合理的锚杆长度；判断相邻隧道施工对既有隧道围岩稳定性的影响。锚杆轴力量测量测锚杆轴力的大小了解锚杆受力状态及轴力的大小，为确定合理的锚杆参数提供依据；判断围岩变形的发展趋势，概略判断围岩内强度下降区的界限；评价锚杆的支护效果；掌握围岩内应力重分布的过程。围岩压力量测量测围岩与初期支护之间的压力以及初期支护与二次衬砌之间的围岩压力。了解初期支护、二衬对围岩的支护效果；了解初期支护、二衬的实际承载情况及分担围岩压力的情况；检验隧道偏压，保证施工安全，优化支护参数。钢拱架受力量测量测钢拱架中内外钢筋的轴力和型钢钢架内外侧的应变，从而计算其所收的轴力和弯矩。了解拱架与混凝土对围岩的组合支护效果；了解钢拱钢架的实际工作状态，视具体情况决定是否需要采取加固措施；判断初期支护承载能力，保证施工安全，优化设计参数。混凝土应变量测裂缝监测3.监测成果的整理与分析在监测过程中，监测断面多，监测布设项目复杂，采集到的数据可以用海量来形容，如何在大量的数据中寻找有用的信息，进行数据分析，对隧道的稳定性作出正确的判断，就成为监测工作的重中之中。正常型跳跃型突变型异常型二衬施作则应在满足下列要求时进行：各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；已产生的各项位移已达预计总位移量的80%-90%；周边位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d。4.信息反馈与预测预报在复杂多变的隧道施工条件如何进行准确的信息反馈与可靠的预测预报是本监控量测试验的主要内容之一。一般来说，信息反馈与预测预报通过两个途径来实现。TEXT力学计算法工程经验法信息反馈与预测预报力学计算法工程经验法（1）力学计算法通过力学计算来调整和确定支护系统；力学计算所需的输入数据则采用反分析技术根据现场量测数据推算而的如塑性区半径、初始地应力、岩体变形模量、岩体流变参数、二次支护荷载分布。这些数据是对支护系统进行计算所需要的；目前已有较多的计算机分析软件可用于进行地下结构的分析计算，如ANSYS、MARC、FLAC、ADINA等，国内较为著名的有同济曙光GeoFBA平面有限元软件。（2）工程经验法建立在现场量测的基础之上的，其核心是根据经验建立一些判断标准来直接根据量测结果或回归分析数据来判断围岩的稳定性和支护系统的工作状态。在施工监测过程中，数据“异常”现象的出现可以作为调整支护参数和采取相应的施工技术措施的依据。根据净空变化量值或预计最终位移值与位移临界值对比来判断根据位移速率来判断当位移速率大于20mm/d时，就需要特别支护。位移－时间曲线①，变形速率下降，位移趋于稳定；②，变形速率不变，发出警告，及时加强支护系统；③，变形速率增大，则已进入危险状态，须立即停工，采取措施进行加固。第七章混凝土衬砌质量检测本章主要内容1.施工检查（1）二衬施作时机的确定二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，围岩变形量较大，流变特性明显时，要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。同时，二次衬砌距掌子面的距离符合图纸或技术规范要求，一般情况下不大于200m,软弱围岩应紧跟。围岩和初期支护变形基本稳定应符合下列条件：各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；已产生的各项位移，已达预计总变形量的80%～90%；周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07～0.15mm/d。（2）衬砌台车制造模板支撑桁架门下净空应满足隧道衬砌前方施工所需大型设备通行要求；桁架各层平台的高度要满足砼施工要求，利于工人进行安管、砼捣固等施工作业。

台车整体模板板块由面板、支撑骨架、铰接接头、作业窗等组成，当衬砌断面较大，所承受荷载较大时，支撑骨架应制成桁架结构，并尽量减少板块接缝数量。

为保证衬砌净空，模板外径应考虑变形量适当扩大。钢面板厚度不得小于8mm。板间接缝应焊接并磨光。

应在3m、5.3m、拱顶处设置作业窗，窗口尺寸50cm×50cm，且应整齐划一。直线隧道衬砌台车长度宜为10～12m，曲线隧道且半径较小时，长度宜为6～10m。台车模板的液压支顶、收缩系统应布置合理，满足衬砌施工需要。衬砌台车应满足自动行走要求，并有闭锁装置，保证定位准确。（3）二衬混凝土灌注前：1）复查台车模板及中心高是否符合要求，仓内尺寸是否符合要求；2）台车及挡头模安装定位是否牢靠；3）止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求；4）模板接缝是否填塞紧密；5）脱模剂是否涂刷均匀；6）基仓清理是否干净，施工缝是否处理；7）预埋件位置是否符合要求；8）输送泵接头是否密闭，机械运转是否正常；9）输送管道布置是否合理，接头是否可靠。

10)如有配筋，立模前尚需检查钢筋绑扎、间距、位置等。（4）二衬混凝土的浇筑：砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位，两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内，同时应合理控制砼浇注速度。

砼输送管端部应设接软管控制管口与浇筑面的垂距，砼不得直冲防水板板面流至浇筑位置，垂距应控制在1.5m以内，以防砼离析。当砼浇至作业窗下50cm，作业窗关闭前，应将窗口附近的砼浆液残渣及其它赃物清理干净，涂刷脱模剂，将其关紧，防止窗口部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。

隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位，应对砼性能、坍落度及捣固方法进行有效控制，以减少反弧段气泡，有效改善衬砌砼表面质量。

封顶采用顶模中心封顶器接输送管，逐渐压注砼封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出，即标志封顶完成。（5）拆模：采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。当不承受外荷载时，砼强度应达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模；当衬砌施作时间提前，承受有围岩压力时：承受围岩压力较大的拱、墙、封顶和封口的混凝土应达到设计强度的100%；承受围岩压力较小的拱、墙、封顶和封口的混凝土应达到设计强度的70%。（6）养护覆盖或洒水养护。普通混凝土养护7d，加外加剂混凝土养生14d；

止水带、止水膏安装、检查安装排水管铺设防水板冲气试验和外观检查浇注二次衬砌砼衬砌模板平整度、稳定性检查衬砌前复测净空断面预埋件数量、规格、位置按规程的要求和方法检查断面尺寸、中线、标高砼配合比检查，材料符合要求，坍落度现场试验检查衬砌砼厚度是否符合设计要求检查是否存在蜂窝、麻面和气泡，结构轮廓线条顺直美观、颜色均匀一致，施工缝有无错台衬砌钢筋安装检查二衬施工二衬施工质量控制示意图2.混凝土强度检测1回弹法：利用回弹仪检测。特点是检测精度不高，但设备简单、操作方便、价格低廉，且属无损检测。2超声波法：利用超声波检测仪检测。其原理是利用超声波的传播特性来评定混凝土的抗压强度。属无损检测。3超声－回弹综合法：应用回弹法和超声波法综合检测混凝土抗压强度的方法。回弹仪超声波检测仪4钻芯法：利用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和内部缺陷的方法。

是一种直观、可靠、准确的方法，但属有损检测，对结构会造成一定损伤。

混凝土钻孔取芯机

3.混凝土厚度检测冲击－回波法激光断面仪法地质雷达法直接量测法利用短时的机械冲击产生的低频应力波传播到结构内部，被缺陷和构件地面反射回来，并被安装在冲击附近的传感器接收，进而被送到数据采集及信号处理仪器。即在混凝土衬砌中打孔或凿槽，从而直接量测衬砌的厚度。将测得二次衬砌衬砌内轮廓线，与浇筑前的初期支护内轮廓线或围岩开挖轮廓线的检测结果进行比较，即得衬砌厚度。地质雷达可检测混凝土衬砌背后的空洞、衬砌厚度的变化，以及衬砌内部的刚拱架和钢筋的分布等。4.外观鉴定

混凝土表面光洁；

结构轮廓线条直顺美观，无跑模、露筋现象；

砌节段接缝处错台小于10mm，表面无渗水印迹；

任一延米的隧