隧道工程试验1

隧道工程试验检测技术第一章概论：隧道分类：大跨度、连拱、小间距；特点施工影响：断面大（导致施工困难）、形状扁平（开挖）、需要运营通风、照明、防水要求高；常见质量问题处理：渗漏（防排水）、衬砌开裂（施工管理）、界限受侵（开挖支护衬砌管理）、衬砌围岩结合不密实（䅉爆支护泵送）、通风照明差（设计器材管理）；检测意义作用：百年大计、过程控制、运营安全等，质量管理手段、保证质量；检测分类：材料质量检测、超支护预加固、开挖、初支、防排水、监测、衬砌、通风、照明；｛材料检测：支护材料：锚杆、喷混、钢构件；防排水材料：注注浆材料、高分子卷材、排水管、防水砼；施工检测：质量、监控；（施工质量内容：超支护预加固、开挖、初支、放排水、衬砌；（支护质量：锚杆安装、喷混、钢构件；喷混检测：强度、厚度、平整度；衬砌混检测：尺寸、强度、完整性、裂缝、钢架和背部密实、钢筋分布）；监测：围岩变形、支护受力、衬砌受力）；环境检测：施工：粉尘、有害气体；运营：通风、照明、噪声｝检测作用第二章超支护预加固（属辅助施工方法）：①概述：地表砂浆锚杆（锚杆砂浆强度达>70％以上才下方开挖）注浆加固；超前锚杆（双层或三层）小导管（适用浅埋松散破碎地层）；管棚钢架（极破碎、塌方体、岩堆）施工流程：制作－测量－检查－安设钢管－钻孔－开挖－喷混－安设钢架－锚喷；小导管预注浆（每段3～5m）；围岩深孔预注浆（15～30m）；②注浆材料试验：注浆（定义）：注浆是指材料按配比压入围岩衬砌空隙后凝结硬化起到防水加固；材料要求五点：粘度底容易注、可调节凝结定时、不收缩易结合高强、稳定不变质价廉物美、无害无危险（分水泥、化学浆液）；主要性质：1、粘度：（定义）流动时分子间相互作用产生阻碍运动的内摩擦力Pa.s；浆液凝固类型（一般由易到难最后凝固、粘度突变凝固）；2、渗透能力：（定义）浆液注入岩层难易程度（注入系数K＝孔隙直径D/浆液颗粒直径d≥3）水泥粒径0.085mm仅能注0.255mm孔；3、凝胶时间：（定义）混合到凝胶发生不流动的时间（测量时间长的维卡仪短、短的玻璃棒拉不出丝）；4、渗透系数：（定义）浆液固化抵抗透水抗渗强弱；5、强度（自身和结合体强度）；测试（转式粘度剂测试浆液粘度（750r/min、二单元2号转子、恒温水25±1℃‘钻筒晃动完全对准中心为止、指针稳定后读数’）水泥细度测试）；③施工质量检查：1、超前锚杆（外插角5～10º、长度3～5m、不短于设计长95％、搭接≥1m、）2、超前钢管（长度、孔位、孔深、孔径）3、注浆效果（分析、开孔、声波监测三种方法）第三章开挖（超欠挖危害：超增加出渣臏衬砌增多增加造价、欠质量安全隐患，处理费时费力费物）开挖质量‘目测’评定内容（规整度、超欠挖）：①开挖标准：（岩石>30Mpa可放宽）开挖分（钻爆和机掘法）其挖后效果3点要求：轮廓圆顺平整、爆破进尺石块粒径便出渣、炮眼痕迹保存率满足要求；②超欠挖测定计算（直接测量、直角坐标、三维近景3法）：水平方向坐标公式［x坐标＝l两置镜距离.tan(水平角读数a-水平角中线方向初读数a0)；y=L/(cos(a-a0)).tanb+经纬仪标高+开挖断面底板标高］；③激光断面仪检测开挖断面（原理：极坐标法）也可测初支、二衬轮廓厚度：测量方式（全站仪配合）3种（手动、自动、定点）第四章初支（定义：开挖后控制围岩变形防止坍塌及时施作的支护）锚杆（悬吊、组合梁、加固拱3种作用），喷混（支撑、填补、粘结、封闭4种作用）分（湿、干、潮）喷射工艺，以上统称锚喷支护（特点：主动加固围岩、自承力、施工灵活经济），钢架（适用自稳时间短、初期变形大、地表下沉严重）靠‘被动支撑’维持围岩稳定：①锚杆加工安装尺寸检查：加工材料（强度、延展性弹性）、规格、加工质量；安装尺寸位置、方向、孔深、孔径孔形）；②测试拉拔力（定义是最大拉力，是材料、加工、安装的综合反映）方法（千斤顶安装、砂浆锚杆口抹平、确定拉拔时间、安装垫板千斤顶位移设备和仪器、手动加压开始试验并读数绘制位移曲线）单根不低于设计值90％；③砂浆锚杆注满度检测：施工重点注满度、密实度；检测仪器：示波器监测（原理：发超声波脉冲传播反射‘好波形小能量损失大反之差’方法：取3～4组标准分>90～80～70％a、b、c三级作为仪器标定值进行检测）④端锚式锚杆（特点：迅速承载、施工方便）除拉拔法可无损检测：扭力扳手（原理：利用锚杆拉力与锚杆螺母所加力矩之间关系确定锚固质量‘方法’在试验室找出力矩――锚固力关系和‘力臂最大转角及反力矩’现场检测刻盘读数）；⑤喷混（定义是各材料按配比拌合而成通过风压动力快速喷射到岩体的人造石；）检测内容（指标：抗压、抗拉、抗剪、疲劳、粘结强度；厚度；平整度‘砼从岩壁掉落到底板现象称回弹数量和总量比为回弹率）（影响强度因素：1原材料要合格、增大厚度缩短分层间隔时间、水泥与速凝剂相容性及水泥净浆凝结效果；2施工作业水灰比、喷射距离等）（影响厚度因素：爆破效果、回弹率、管理、喷射参数4点）；检测方法：｛1抗压强度（10m拱和边各1组喷大板、凿方切割法）平均值>设计、任一组不<80％、3-5组允许1组.6-16组2组.17组以上<15％；2厚度凿孔‘不清楚用酚酞’、激光断面仪、光带摄影等方法（10m一断面2m一点）60％不<设计、平均<设计、最小>1/2厚度；3与围岩粘结强度28d：成形试验法‘掩埋劈裂’、直接拉拔法‘预埋拉拔’（Ⅳ类不<0.8MPaⅢ不<0.5Mpa；3粉尘回弹<‘拱40％边30％’（减少粉尘回弹措施8点：风压、配比材料粒径、喷射水平、采用湿喷与外加剂、用双水环喷头、机器密封、作业通风照明、采用模喷｝评判：1均匀性‘计算标准差、变异系数查表’2强度（同批n≥10：平均值不<设计、任1组不<0.85*设计值；当n<10：平均值不<1.05*设计值、任1组不<0.9*设计值）⑥钢支撑（钢格栅、型钢、钢管）检测内容（1加工质量：尺寸、强度刚度、焊接；2安装质量：尺寸、倾斜度、固定）；⑦地质雷达（确定地下介质分布光谱的电磁技术）测背部空洞（危害：导致围岩松弛、支护产生弯曲应力损伤支护功能、降低承载力、影响安全使用）：原理（发射电磁波得反射波，传播反射强度波形受时间几何形态变化，根据双程时间、幅度、波佢推断所测介质结构）；测试过程：1测线布置2介质参数标定3测量时窗计算4纵向布线要求5测试注意事项七点（仪器正常、天线和测试面密贴、天线移动均匀平衡、记录详细、测量接头不<1米、记录影响电磁物体位置、标记测量位置）；（数据处理：完整、清晰、准确、软件合格；数据解释：定性指导定量厛则、准确区分有效异常和干扰异常、双程时间准确、结果符合结构质量检测要求）；衬砌背后密实评定特征：1信号弱反射小则密实2信号呈绕射弧形分散则不密实3信号反射强.三振相明显.下部有强反射.两组信号时程差大为空洞。第五章防排水材料和施工检测：①概述防排水的必要性（隧道漏水长期作用极大降低各种设施寿命功能.恶化隧道运营条件.具体表现1漏水导致侵蚀破坏2路面积水行车环境恶化3冻溶循环导致砼开裂.变形，好的防排水保证耐久性、安全、地下水）防排水原则‘防.排.截.堵结合、因地制宜.综合治理’放排水类型（1水密型‘以防为主’2泄水型‘以排为主’）不同衬砌类型对应的防排水措施1复合式衬砌采用防水板.引流自排型、2单层衬砌60Mpa喷射和引流、3连拱中隔墙、4明洞采用防水卷材.粘土隔水层，排水盲沟截水沟；②高分子防水卷材检测：隧道主要采用ECB.EVA.LDPE取样方法（同厂.品种.规格5000m为一批）距端部3米处取约3m（检厚度.最小单个值和各项物理9项‘强度.热变化.低温弯折.抗渗.穿孔.剪切粘合性.热老化.人工候化.水溶液’）；检验过程（1外观：气泡.疤痕.裂纹.粘结.孔洞；2长.宽.厚‘测厚仪’.平整度量测；3拉伸试验（裁片机.拉力机0-1000N精度±1％）：取3块-标距-测厚-拉伸250±50mm/min-计算强度.伸长率；4热老化变化试验（烘箱50-240℃.直尺.金属模板.硬纸垫板）：3块样-量初长度-垫板上80±2℃烘6h-标准环境中放24h-量试后长度-计算变化％＝|后-前|/前*100；5低温弯折试验（低温箱.弯折仪.放大镜）：2块样-测厚-耐厚面朝下弯180º-边缘重合-弯折仪固定-入低温箱1h-1s内压下1s后取出-观察开裂情况配合放大镜（2块无裂纹断裂为合格）；6抗渗试验（不透水仪）：3块样-固定放置-每h提高1/6规定压力2*105Pa-到规定压力保持24h-观察是否渗水（无则合格）；7穿孔试验（穿孔仪.铝板.玻璃管）：3块样置铝板上-放泡沫垫块上-仪器钢珠对中距300mm-水密试验-样置玻璃板.滤纸和玻璃管之间-染色水管中16h后检查滤纸（均无穿孔合格）；8剪切粘合试验：5块样置60℃烘箱15min-中间涂胶-加工尺寸50*100mm-2片粘合对齐-24h后拉伸（断裂后计算拉伸剪切强度＝拉力n/宽度mm）8热老化（试验箱50-240±2℃）：5块样置有滑石粉垫板上-80±2℃烘7d-取出方24h-分别进行‘外观.拉伸’（3块样同以上外观.低温评定）处理后拉伸变化率和伸长率1％＝（处理后5块平均/处理前-1）*100；以上各项结果评判：外观.面积.接头数.平直度.平整度.厚度.最小单个值等6项中2项不合格为不合格（不合格卷不多于2卷判批合格，如2卷6项指标中不合格为同一项判批不合格；多于2卷或1项物理力学性能不符合判批不合格；可加倍重检仍然不行则判批不合格）；③土工布物理检测（作用：过滤.排水.隔离.加筋.防渗.防护）隧道多用无纺土工布做防水卷材的垫层和排水通道：样品制备5点（干净.随机.同一试验不在1处取.试样精度.裁剪计划和编号）数据整理（以下试验均求算术平均值.标准差.变异系数.按标准差舍弃可疑数据）物理检测：单位面积质量试验（剪刀.尺1mm.天平0.01g）：>10块样编号裁剪-逐一称量记录（结果＝质量/面积）；厚度试验（厚度试验仪）>10块样-置样-操作到200Kpa压30s（厚度大于0.5计算至0.01，小的0.001mm）另外有无侧限检测方法；④土工织物力学特性检测：条带拉伸试验（拉力机.夹具等）试样数量同厚度（宽条宽度200长度>200mm，窄条宽20长>200mm）测干湿强度（湿态出水上机不>10min）计算强度.延伸率.标差.变异；撕裂试验（试样抵抗扩大破裂的最大拉力）梯形法测定（拉力机.夹具等）经纬向各取10块（宽75长150mm）-画梯形-取样剪切符合经纬向-在梯形短边剪垂直中点15mm缝-上下夹至剪缝初始距离25mm-10mm/min拉破坏（分别计算经纬平均撕裂强度和标差.变异）；顶破试验（圆球、CBR顶破2种）试样10块.分别ф120、230mm；刺破试验（刚性顶杆ф8mm规定速率试样顶破的最大力）试样尺寸ф120；⑤土工织物水力学检测：隧道用土工布须有3点‘保土.渗水.防堵’特性也称反滤三准则（包括1透水.导水能力，2阻止颗粒流失能力）；土工织物特征试验（孔隙率.筛余率）渗透特征试验（垂直.水平渗透系数）；⑥防水混凝土抗渗试验（定义：自身抗渗性能>0.6Mpa）（分类：普通.外加剂.膨胀砼3种）：防水砼一般要求：1抗渗等级不<S8、2砼耐侵蚀系数不<0.8.（系数＝侵蚀水6月抗折强度/饮用水6月抗折强度）、3有冻融不用火山灰.粉煤灰水泥、4水泥用量>320，等级>32.5，水灰比<0.5、5砼结构满足‘裂缝不通宽<0.2mm；迎水面保护层>50mm；衬砌厚度>30cm、6试件抗渗等级大于设计0.2Mpa、7对衬砌各裂隙有效防水；砼抗渗试验（抗渗等级分设计.试验.检验3种标号）抽查不少2组.养护28-90d.上直径175下185高165mm；（抗渗仪：压力5Mpa.水泵柱塞直径12mm.行程10mm工作方式手电两种.石蜡内掺2％松香）试验步骤：1刷净涂蜡入热试模密封安装；2从0.2Mpa加水压.每8h加0.1Mpa一直到三个试件表面渗水所加压力；3当压到设计标号8h后第三试件未出水合格S12可停止；计算（标号＝10*第三试件出水压力H-1）；⑦防水板施工质量检查：复合衬砌防水层：1基本要求（规格.品种.现状.尺寸.数量.间距.接头）；2实测项目（搭接宽度.缝款.固定点间距）；外观鉴定（表面：平顺.褶皱.气泡.密贴.松弛.紧绷；接缝.补眼密实饱满.无孔隙气泡）；明洞防水层：1基本要求7点（质量合格.施工避免损坏.据气温合理选择类型.拆模后做好排水.防水涂料合格.粘土隔水层和周边搭接密合.面平顺水通畅；2实测项目（搭接.延伸.横向长度和厚度）；3外观（无损.泡.皱.隙）；防水层铺设基面要求：就是喷射表面，主检平整度（检查4要点：平整度边墙‘凹/突距≤1/6’拱顶1/8、面不得有尖锐突出物、断面和转弯处阴角抹成圆弧、基面不得有明水）防水卷材施工：（1）无钉热合铺（1防水板安装铺设2焊接3焊缝检查4防水层破损检查修补）；（焊接要点温度200-270℃.速度0.1-0.15m/min.焊缝宽2.5cm.EVC和LDPE膜和圆垫片热合时间一般10s）；焊缝质量检测（一般充气法抽样检查‘加压.保压1min不降或降幅低于20％并2min不漏气好反则差.肥皂水查漏气处’1000m/1处查；（2）有钉冷粘铺（工艺特点：施工方便.射钉.胶粘结，但表面留疤痕.接茬用胶冷粘；检查方法：主要是直观检查（1塑料板和喷射表面密贴2塑料板有否破损3接缝‘搭接’4补块严密）；⑧排水系统施工质量检查：检查内容（基本要求：1软弱围岩区沟做砂砾反滤层；2泄水孔和盲沟衔接，周边回填密实；3排水管接头牢固；4保温水沟做保温措施；砌体排水结构检查同一般公路排水检查；外观要求水沟和盖板平稳无翘曲）；山岭隧道排水系统（概括：围岩-环向.纵向.横向.中央排水管-洞外出水口）主要检查材质、安装、粘结、排水效果；⑨止水带检查：衬砌施工缝.沉降缝渗水一直是隧道难题，止水带高弹性.压缩变形特点能起到防渗漏水作用；检查内容（基本要求：1规格.品种.现状.尺寸2止水带和衬砌端头模板正交3浇筑时注意保护；实测项目：纵向偏离.偏离衬砌中心线；4外观：破损修补.尺寸偏差大处理返工）；止水带分类（位置分：外贴式.预埋式.内贴式；材料分：橡胶.塑料.沥青麻筋.橡胶膨胀）；预埋式止水带施工检查：1主要是预埋位置检查2止水带接头粘结检查（焊接温度180-200℃；焊接法强度为母体70％以上，熔焊法为90％）现场主要看（接头留设部位压茬方向、接头强度）第六章施工监控量测：①概述（定义）用各种仪器工具对围岩支护和衬砌本身相互力学性能关系量测和观察；监控量测必要性：施工开挖打破围岩本身稳定，最终支护和围岩力作用平衡，监控量测是从个体到群体解决隧道与地下工程力学、设计、施工问题的一种重要手段和主要途径；监控量测任务：1确保安全2指导施工3修正设计4积累资料；量测要求：1快速埋设测点2测时要短3测试元件良好4测试数据准确5数据直观6测试元件埋设有效工作7测试元件精度足够；量测项目方法：包括选测必测项目（根据围岩类别.应力.跨度.埋深.工作性.开挖方法.支护类型因素确定）方法见P74；量测计划制定：根据地质地形.支护类型.施工方法等条件制定；计划包括内容（1量测项目方法断面确定数量位置频率仪器选用测试时间2传感器埋设3测试元件附近设计4记录格式5量测布置图和说明6数据处理方法7数据范围8初期量测值预测终值9管理及异常对策；量测计划实施需解决：1获得数据2正确预测反馈3建立管理体制；量测管理：1成立量测小组2小组负责的工作安排3现场量测认真实施4测点牢固保护；②隧道内目测观察［目的：监视围岩稳定是省事作用大的方法；1预测开挖前方地质2为隧道围岩稳定提供地质依据3根据喷层锚杆分析支护可靠程度］开挖前目测内容：1岩石种类2岩石特征3地层归属4节理断面特征5断层判断6地下水类型7开挖工作面稳定状态和顶板剥落情况；开挖后目测内容：1初支后表面性状2锚杆安设破坏3喷射裂隙4锚喷施工质量5刚拱架变形6有否底鼓现象；观察时间：挖后立即；（目测围岩形态分析：1危险性不大破坏‘拱肩部出现缓慢’2较大破坏‘隧道净空位移大.喷射裂缝.砼剥落.水量突大’3塌方征兆破坏‘拱顶喷射对称下滑.侧墙内侧滑动.底鼓’）；利用目测修正设计指导施工；③周边位移收敛量测：（定义）隧道内壁两点连线位移之和称收敛测量；目的：判断围岩稳定程度确定衬砌施作时机；量测设计1量测断面间距测点数2量测频率3埋设点时间‘在上次爆后24h内下次爆前’；仪器收敛仪；结果整理包括：1原始记录测点布置图2位移随时间及开挖面距离变化图3位移速度加速度随同前所讲；并记录开挖、喷射、锚杆施工工序时间算出位移警戒线和极限值；收敛值3-6月还发展1个月后用单对数坐标表示位移图；结果要及时指导施工留做竣工资料；④拱顶下沉量测：（定义）拱顶内壁绝对下沉量为下沉值；单位时间下沉值为下沉速度；量测方法：钢尺或收敛仪挂拱顶.参照点.测差计算（拱顶变位值C＝前视差-后视差‘C>上0C<0下）；量测要求：1参照点要稳定距测点3倍洞径外2频率同收敛3每断面布置1-3点靠中心4精度±1mm5量测时间延续到拱顶下沉稳定后；量测仪器：多采用精密水准仪和激光；结果整理：绘出下沉.速度.时间关系图；监测围岩稳定.预报崩塌；⑤地表下沉量测为必测项目：量测目的内容（1地表下沉量值2下沉规律3下沉稳定的时间）；仪器：水准仪；结果：最大下沉1-2cm倾斜小于1/300回归分析超出了采取措施；⑥围岩内部位移量测目的：1判别围岩稳定性和支护效果确保施工质量安全；2判别围岩松弛程度.优化锚杆设计参数；量测原理：埋设测点随围岩移动.变形前后差得位移量；量测方法：1断面每200-500m为宜2测点布置和净空收敛同一断面3频率同其它量测；量测仪器：多用多点位移计（八点钻孔伸长计.杆式多点位移计）；结果计算：算得各点绝对位移值；判别看目的；⑦锚杆轴力量测（为选测项目）目的：1锚杆工作状态轴向力2综合位移得围岩发展趋势.内部强度下降区界限3修正锚杆设计参数.评价支护效果；方法仪器：电阻应变式和机械式‘量测锚杆不同深度应变转求应力’、钢弦式‘不同速度振动频率转求应力；量测布置：每断面3-5位置，每处设3-6测点；量测锚杆埋设：埋设角度垂直断面<5°水平85-90°之间，所钻孔径>锚杆直径2-3cm（注意几点：1成孔吹干注砂浆；2插入锚杆凝固后初测；3水泥砂浆要求：标号>32.5砂径0-3mm质量比1：1：0.4；4埋电测锚杆禁止敲击损伤缓缓插入）；量测方法略；频率：埋后1-15d每天量测.16-30d每两天量测.30d后每周测.90d后每月；⑧围岩压力和两层支护间压力量测目的：测得压力量值分布状态，判断围岩支护稳定性，分析二衬稳定性安全；量测仪器方法：1弦测法原理张紧的钢弦受力弦内应力变化，自振频率也变化。弦张力约大自振频率越高（压力盒受的压力P＝压力盒系数K（钢弦频率f2-初频f02）激振两种‘间隙式连续等幅’；2钢弦压力盒性能检验‘刚弦抗滑.密封防潮.稳定性.重复性’；3压力盒标定（在室内测定压力盒频率和压力对应关系曲线）；压力盒布置埋设要求接触紧密面盖6-8mm钢板；观测方法编号.定期观测（不少于3次）；⑨钢支撑应力量测（Ⅱ类常用型钢支撑；Ⅲ类常用格栅支撑）：目的（1量测钢支撑应力大小.为选型设计提供参数；2根据受力状态，判断围岩支护稳定性；3了解钢支撑实际状态保证施工安全）；量测方法：多采用钢弦式表面应变计，根据围岩类别钢支撑种类布置埋设测点，注意保护仪器，埋设初期观测频率高.定期观测（不少于3次）；⑩混凝土应力量测：目的（了解砼变形特征.应力状态.喷射受应力大小.喷射稳定状况.判断支护结构可靠性安全程度.检验二衬设计合理性）；仪器（要求材质弹性模量同砼弹性模量接近）常用应力（应变）计、应变砖量测‘直接反应变形应力大小，根据标定的应变砖应力和应变曲线得知混凝土应力’；测试断面布置：与其它测试项目基本相同，设计通常三测点.六测点.九测点，二衬内外侧，仰拱上也可布置；应力量测及频率：定期量测.每次重复3次读数平均，绘制混凝土应力VS时间关系曲线；⑾围岩声波测试（快速.简易.经济）：目的测定岩体（动弹性模量.岩体强度.完整性系数等）判别围岩稳定状态，提供围岩分类参数：基本原理（把岩体视为弹性介质这是弹性波测试岩体基础，波的传播速度与岩体密度及弹性常数有关，规律3点‘岩体风化.破碎.结构面发育则波速低衰减快.频谱复杂；岩体充水或应力增加则波速提高.衰减少.频谱简化；岩体不均匀和各向异性波速与频谱变化表现不均各相异’；测试仪器（主要是声波仪和声测探头，发射与接收显示波形计算波速）；测试项目（1地下工程位置剖面2岩体力学参数测试3围岩稳定状态分析4围岩分类）；测试方法1松动圈测定（原理‘声波传播速度决定岩体完整性程度’分单孔法、双孔法）波速与孔深关系曲线4类型‘一’围岩完整、‘/’围岩坚硬、‘┌’松动、‘凸’松弛应力升高；2围岩分类声波测试（常用岩体纵波速度和岩体波速比的平方来对围岩分类‘波速高岩体硬.弹性强.结构完整；岩体完整系数Ku＝（岩体纵波速度/岩块纵波速度）2系数接近1表示岩体愈完整）钻孔法、锤击法；3动弹模量测试；⑿量测数据处理及应用：目的（原始数据离散性）：1确认量测结果可靠性2探求围岩变形支护受力随时间变化规律.空间分布规律.评定围岩和支护稳定状态；数据处理内容（1绘制位移.应力.应变随时间变化的时态曲线2绘制位移.应力.应变速率随时间变化曲线3绘制位移.应力.应变随开挖面空间变化曲线4绘制位移.应力.应变随围岩深度变化曲线5绘制接触压力.支护应力在隧道横断面上分布图）回归分析是数据处理的主要方法；量测数据应用：1初支阶段围岩稳定性判据和施工管理6点（根据最大位移、围岩速率、时态曲线进行施工管理、二衬施作条件、喷射强度评定标准‘1d强度不低于5Mpa’、钢支撑强度判别标准）；2二衬稳定性和效果的判别3点（净空收敛判别标准‘位移速率小于1-2mm/年时判二衬稳定’、围岩压力判别标准、二衬砼可靠性判别标准‘砼抗拉极限强度安全系数K＝3.6抗压K＝2.4第七章混凝土衬砌质量检查（方法分：钻芯.拔出.压痕.射击.回弹.超声.射线.落球.超声衰减.回弹超声综合等）检测原理试块强度与无损检测参数之间建立测强曲线，是无损检测推定砼强度基础：衬砌常见‘开裂内部缺陷.强度不够.厚度不够.钢筋锈蚀.背后空洞’等质量问题；衬砌分类（从结构分‘复合式.整体.明洞衬砌’；施工分‘喷射.模筑现浇.预制拼装’）检测分类（根据强度.厚度.钢筋.缺陷.尺寸检测；又分施工检测.运营检测）检测方法选择取决于：1检测目的内容2衬砌结构形式3经济技术条件4检测人员素质和管理水平等；加强工序检查是有效措施；①施工检查：衬砌施工的条件（开挖轮廓线；围岩稳定性‘净空变速<0.2mm/d拱顶下沉<0.15mm/d’；承载力均满足要求）；衬砌浇筑检查（模板.钢筋.浇筑.仰拱和底板）拆模检查（拆模时间根据强度—时间关系曲线确定；1不受力砼达到5Mpa以上2受力大的100％强度3受力小70％）养护7d外加剂14d；明洞回填（墙背回填.拱背回填）；②回弹法检测混凝土强度：回弹仪是直射锤击式仪器‘原理弹力打击示值与砼有一定比例关系’检测特点（设备简单.操作方便.测试迅速.检测费用低.对砼不破坏）龄期‘7-1000d’；仪器分类（重.中.轻型，砼强度≥60Mpa采用重型）检测值的影响因素：构件表面状态直接影响推定值准确及合理性.因素（水泥.粗细集料.外加剂.成型方法.养护和湿度.碳化及龄期.泵送.表面缺陷.钢筋保护层）；碳化（水泥经水化游离出35％氢氧化钙+二氧化碳＝碳酸钙）；检测方法：记录砼设计参数.使用材料.结构名称和形式；0.2*0.2m2间距>2cm距边缘>3cm；碳化>2mm每测区测；计算（16剔除平均精确0.1；非水平修正＝回弹+修正值‘上.下’；水平修正＝回弹+修正‘表.底’；计算碳化；测强曲线应用‘标准差.强度平均值’；数据异常剔除；强度推定‘平均值-1.645S，测区最小值’取两者大值；当平均值<25Mpa及S>4.5Mpa或>25Mpa及S>5.5Mpa，构件全按单个检测‘并以最小值为强度值’；③超声法检测强度超声波传播特性评定砼强度：原理声波传播速度.频率和砼弹性模量.密实度相关，强度越高声波速度.频率越高‘纵波速度2与砼弹性模量成正比与密度反比’一般声速越大强度越高；特点单一声速参数推定砼强度重复性好；仪器分模拟.数字信号；影响检测因素（1横向尺寸效应2温度湿度3结构内部钢筋4粗集料品种.粒径.含量5水灰比.水泥用量6砼龄期7砼缺陷.损伤；检测方法：数据采集（测区布置10个20*20cm方网格；同批构件至少4个和30％以上；侧面检测；每测区3-5对测点；数据采集）强度推定（单个构件取最小值；批的‘计算标准差.平均值；标准差大算测区最小强度平均值.换算值’；批中强度≤C20.S>2.45Mpa，强度>C20.S>5.5Mpa均按单个检测）；④超声回弹综合法检测强度（超声依据密度.回弹依据砼表面硬度）原理（综合法可用减弱或消除单一方法的某些因素‘如龄期长碳化高回弹值偏高，龄期长内部干燥传播速度低’综合法效弱龄期和湿度的影响）影响因素（主要粗集料.含水率.测试面）检测（常用3种波速换能器布置‘对测法.斜测法.平测法’；修正测区声速u＝测距l/平均声时tm，表面光洁‘对测/平测＝1～1.03’粗糙‘1.04～1.10’，斜测校正系数‘u对/u角’）强度推定（测强曲线材料和实际材料差异，用同条件试件或构件钻芯修正并不少于3个‘修正系数＝1/n∑试块强度ⅰ/检测强度ⅰ’）；⑤钻芯法检测混凝土强度(直观.可靠.准确)钻芯机类型（轻便.轻.重.超重）隧道取芯一般采用膨胀锚栓固定（常用小直径芯样50-75mm，一般直径/集料粒径3倍，3个样n≥5为宜，径高100mm补平厚度不宜>5mm）影响因素（选对机器，芯样直径.高径比.端面平整度和轴线垂直度.湿度，芯中钢筋）计算（分干潮，强度＝a修正系数*4F压力/лd2为直径，系数＝高径比/a高径比+b式中a＝0.61749，b＝0.37967）强度推定（单个构件取最小值，批强度推定区间‘上限和下限＝算术平均值-推定系数*S；推定系数K1K2按规程附录取值）当推定区间置信度为0.9，上.下限差不宜>5.0Mpa和0.1*算术平均值较大值）；⑥衬砌厚度检测（危害）厚度达不到要求.影响结构整体强度.耐久性，造成工程隐患.严重事故：常见方法（冲击-回波法.超声发射法.激光断面仪法.地质雷达法.直接测量法）冲击-回波法（简便.快速.设备轻便.干扰小.可重复测试优点）主要用于检查（1砼浇筑质量2表面裂缝深度3测试密集裂缝.空隙和蜂窝缺陷等）原理（瞬态应力波无损检测，短时机械冲击产生低频应力波从结构内部缺陷底面反射回来信号生成图谱显示缺陷等，位置厚度计算＝up声波在砼中传播速度/2f频谱分析出的峰值频率）检测中应注意问题（1表面处理2传感器设计3冲击器选择4声波测量）举例（某隧道初支15cm厚.二衬30cm厚.之间防水层，测得波速4200m/s.峰值频率6.8kHz，厚度＝4200/2*6.8＝30.8cm）激光断面仪法极坐标法（根据轮廓线结果自动数据比较.快速指导施工决策或验收）该法必须满足（1有初支或围岩开挖轮廓线实测结果对比用2衬砌背后没有空洞离缝3已知轮廓线和测得轮廓线在同一坐标系中）地质雷达法（可检测厚度.空洞.钢拱架和钢筋分布）原理（属电磁波检测，其穿透隧道结构深度受频率.反射.导电率影响，天线移动电磁波反射角和传播时间改变可绘出传播时间曲线.从而测出不同深度缺陷.异常.厚度）直接量测法（打孔凿槽直接量测厚度，直接.准确但对结构破坏影响防水）分钻孔取芯量测、冲击钻打孔量测‘带直角钩的高强度铁丝钩住砼外表面’；⑦混凝土缺陷检测（施工中产生.根据部位分外观表面、内部缺陷检测）常见方法（水压法.超声波法.钻孔取芯法.地质雷达法.红外线成象.冲击-回波）外观缺陷包括（裂缝.蜂窝.麻面.平整度.几何轮廓）裂缝检测（刻度放大镜、塞尺）超声波法检测（可精确砼表面裂缝开展情况深度，分双面.单面检测，衬砌一般单面）原理（假设‘裂缝附近砼质量基本一致.跨缝不跨缝检测声速相同.跨缝信号绕缝底回接收器）检测步骤（1选被测裂缝较宽部位.便于操作2打磨清理砼表面3布置测点4跨.不跨缝测试5得各点传播距离和砼声速）计算（各点深度＝l测距/2×根号下（（跨缝砼声时t×不跨缝声速u）2－1）裂缝深度推定（1三点平均法2平均值加剔除法，裂缝中不得有水.泥浆）冲击—回波法检测（1）密实衬砌（厚度＝（波速/2*频率）×（1/衬砌设计厚度）*100％）波形峰值普通；（2）空洞衬砌波形峰值尖；（3）内部缺陷的衬砌峰值尖又产生一个尖峰；红外成象法（探测物体各部位红外能量，缺陷在热像图上反映，也称为红外扫描检测）特点（红外探测器焦距理论20cm～无穷远，适用非接触.广视域大面积检测，被测物零度以上白天.黑夜均可检测‘分辨率0.1-0.02℃，温度范围-50～2000℃’在隧道检测中刚起步）基本原理（红光与微波间的电磁波‘绝对温度零度-273℃’任何物体都是辐射源.红外是辐射波，红外检测是通过物体热量.热流来鉴定物体质量的方法，内部缺陷改变物体热传导在成象中显示）应用于隧道缺陷（1衬砌渗漏水检测、2衬砌因冻胀.火灾.侵蚀出现的缺陷‘运营状况检测’）；第八章通风检测（施工通风作用‘排炮烟.废气.粉尘换新鲜空气’运营通风‘排废气换空气，提高行车安全性.舒适性.人员健康）检测内容（粉尘浓度.瓦斯.一氧化碳.烟雾浓度.风压.流速）①粉尘浓度测定（隧道施工>10％游离二氧化硅粉尘不>2mg/m3，>10％的不>4mg/m3）滤膜测尘法原理（抽含尘空气通过滤膜采样器，滤膜截留粉尘增加质量和通过空气量计算浓度）器材（直径75和40mm两种，高于200mg/m3用75mm滤膜）测定过程（1准备滤膜‘干燥器’取出称量、2采样‘距工作面4-6m’进口迎风流.离地1.3-1.5m；一般在作业快速半小时后开始.同测点取两个样）②瓦斯CH4检测（隧道中占体积不>0.5％）催化型瓦斯测量仪（在催化剂作用氧气和瓦斯发生强烈氧化，利用载体催化元件测量瓦斯浓度原理）便携式三个保证（1性能稳定.功耗小瓦斯传感元件2隧道长期工作.性能可靠.电路设计先进3结构合理.体积小.质量轻；光干涉瓦斯检定器（用折射率‘光在真空中速度/光在物资中速度’光程‘光通过物质路程*折射率’概念）原理（光程固定、气体折射率变化，已知气体化学成分可测出气体浓度）注意（避免影响，在仪器内部装钠石灰吸收二氧化碳.用氯化钙吸收蒸汽）③一氧化碳CO检测（无色.无臭.无味相对密度0.97微溶于水0.4％中毒死亡13-75％爆炸）隧道CO浓度规定（施工中不>30mg/m3、<100mg/m3可工作30min；运营中查表）比色比长检知管一次性元件（原理药品和CO反应颜色；比色管配合标准比色板；比长管配合标准浓度板）一氧化碳测量仪原理采用控制电位电化学原理对CO检测，准确取决于传感器的性能；④烟雾浓度SO2检测（影响隧道能见度.舒适性.健康；排烟量同车重.车速.坡度有关）烟雾浓度测定方法：通过测定光线在烟雾中透过率来确定。透过率δ＝污染空气/洁净空气照度，烟雾浓度＝-0.01*lg透过率δ，安全可见度x＝（车速*反应时间1.5秒/3.6）＋车速2/254*（沥青附着系数0.45±坡度）光透过率仪检测（测定光路长度100m，光透过率量程5-100％）⑤隧道风压检测（风压是隧道通风基本控制参数，也是通风机基本性能指标）基本概念（空气静压：气体分子间压力和分子对接触固体.液体边界所施加的压力在各方向相等；大气压力：地表单位面积上静止空气柱的重力；真空静压为零；空气动压：风流作用在阻碍物上的力为空气动压；与风流平行面无动压；动压＝1/2*空气质量kg/m3*某点风速m/s；全压：动压+静压的代数和；空气压力测定和仪器（绝对静压测定‘真空状态绝对零压基准’：水银气压计.空盒气压计；相对静压测定‘大气压基准’：U型压差计.补偿式微压计）风流全压.静压.动压关系及在水柱上的显示压入式通风：风流绝对压力>大气压；抽出式通风：风流绝对压力<大气压；⑥隧道风速检测（我国大部分采用射流风机纵向通风，风速小不易排废气，风速大尘土大.人感不适；规定单向隧道不宜大10m/s特殊12，双向8人车混7）隧道风流速度分布及均速（任一点风速＝边界风速+紊流风速；断面上平均风速＝横断面风量/断面积，隧道确定平均风速先测各点风速平均）隧道风速检测（一般用风表分杯式‘测>10m/s’翼式‘测>0.5-10m/s’高灵敏‘0.