隧道工程质量检测 - 初支讲解

southwestjIaotongwnIversIty锚杆质量二、锚杆质量锚杆是将破碎或不稳定岩体(块)与牢固稳定的岩体连结在一起以提高整体稳定性的一种支护措施.当锚杆发挥作用时,锚杆不同部段的功能各不相同.锚杆内端处于牢固稳定岩体的部段,其锚固力主要起着固定锚杆的作用;而锚杆外端处于破碎或不稳定岩体的部段,其锚固力主要起着将该段岩体(块)与锚杆连结在一起的作用（图1）.要让锚杆能发挥设计的效果,除保证锚杆的长度满足设计要求外，还要使各段都能均匀而有效地与岩体锚固在一起.图1理想锚杆受力示意图距岩面距离(m)x轴力(kN)P二、锚杆质量2.1锚杆长度及注浆饱和度锚杆长度及注浆饱和度均采用应力反射波法检测。检测仪器为锚杆质量检测仪，见下图。锚杆质量检测仪二、锚杆质量2.1锚杆长度及注浆饱和度1）锚杆长度应力反射波法是一种无损检测方法,该方法的基本理论依据为一维杆件的弹性应力波反射理论。在锚杆顶部激发弹性应力波,当弹性应力波传播到锚杆底部时由于锚杆和锚杆底部的岩石存在波阻抗差异,将产生反射波回到锚杆顶。根据反射波的走时和锚杆中的应力波传播速度就可以用(1)式求出锚杆长度L，锚杆中的应力波传播速度可在现场已知长度的锚杆上进行标定。式中:vc——锚杆中应力波传播速度;t——应力反射波的双程走时。（1)应力流在锚固界面上的反射二、锚杆质量2.1锚杆长度及注浆饱和度2）注浆饱和度注浆饱和度检测通过测定锚杆不同方位,不同距离应力波的阻尼情况,即锚杆与围岩的耦合情况来判断注浆饱和度。由应力波在介质中的传播特性可知:应力波在坚硬完整的介质中传播速度大,衰减速度快,而在松散及不完整介质中应力波的传播速度小,衰减速度慢。全锚锚杆实测波形与锚固质量结果二、锚杆质量2.1锚杆长度及注浆饱和度2）注浆饱和度利用应力波这一传播特性来判断注浆饱和度情况,对于注浆饱满的,砂浆和岩石的耦合性好,可看成完整的介质,因此应力波的波形规则衰减快,近于指数衰减；对于注浆饱满程度差的则砂浆和岩石间的耦合性差,可看成松散不完整的介质,应力波的波形杂乱,衰减慢。根据不同方向、不同部位击震的应力波衰减曲线就可以对注浆饱和度作出判断。部分锚固状态实测波形及锚固状态分析结果二、锚杆质量2.2锚杆抗拔力锚杆抗拔力通过拉拔试验进行检测。拉拔试验检测方法是一种传统的锚杆锚固质量检测方法。进行拉拔试验时,将液压千斤顶放在托板和螺母之间,拧紧螺母,施加一定的预应力,然后用手动液压泵加压,同时记录液压表和位移计上的对应读数,当压力或者位移读数达到预定值时,或者当压力计读数下降而位移计读数迅速增大时,停止加压。测试后,整理出锚杆的位移-荷载曲线,进而分析出试验锚杆的抗拔力大小。试验时锚杆的受力状态见图2。距岩面距离(m)x轴力(kN)P图2抗拔试验时锚杆的受力示意图

southwestjIaotongwnIversIty钢架三、钢架在隧道中所使用格栅或型钢拱架支撑数量，也是隧道初期支护质量控制中所关心的问题。由于喷混凝土中存在格栅或型钢拱架支撑时，地质雷达剖面图中信号会有变化，可通过这些信号的变化读出隧道施工时所使用的格栅或型钢拱架支撑数量。检测仪器是地质雷达，见下图。三、钢架

图1RAMACⅡ型主机

图21000MHz天线图3500MHz天线三、钢架1）格栅当混凝土中存在钢筋时，雷达剖面图中将产生连续点状强反射信号，当混凝土中有格栅拱架支撑时，靠得较近的两主筋将形成两个点状强反射信号，再由两个点状信号形成类似于字母M形状的反射信号，每一个这样的雷达波信号就对应着一榀格栅拱架支撑，由此信号总数即可统计出整个隧道纵向的格栅拱架支撑数量。存在格栅拱架的雷达波检测图

呈M形的格栅支撑存在钢筋的雷达波检测图三、钢架1000MHz天线检测出的衬砌内存在钢筋的地质雷达图像500MHz天线检测出的衬砌内存在钢筋的地质雷达图像（标点间距2m）三、钢架1.6GHz天线采集的数据，钢筋更加清晰上图为在隧道拱腰处检测的钢筋网图像，用1000兆天线三、钢架2）型钢当混凝土中有型钢支撑时，雷达剖面