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公路隧道工程试验检测技术
第一章 总论
公路隧道的特点
断面大：围岩内的拉伸区与塑性区加大，导致施工难度增大。
形状扁平：易在拱顶围岩内出现拉伸区或叫脱离区。
需要运营通风：将新鲜空气送入隧道，稀释有害气体，使其浓度降至安全指标以内。
需要运营照明：消除车辆进洞时的黑框或黑洞效应，消除出洞时的眩光（或白洞）现象。
防水要求高：汽车专用公路隧道应达到拱部、墙部及设备箱洞室处均不渗水。
公路隧道的常见质量问题
隧道渗漏：公路隧道在施工期间和建成后，一直受地下水的影响，特别是建成后的隧道更是处于地下水的包围之中。水压较大，防水工程质量欠佳时，隧道便会发生渗漏。对行车安全及衬砌结构的稳定构成威胁。（十隧九漏）。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
衬砌开裂：多是由于施工管理不当造成的，或是因为衬砌厚度不足，或是因为混凝土强度不够。
限界受侵：围岩大变形（施工方法不当、支护形式欠妥、支护不及时）、衬砌模板强度、刚度不足造成走模。
衬砌结构同围岩结合不密实：光爆破效果不良，初支背后填充石块等、泵送混凝土压力不足拱顶会出现空洞。
通风、照明不良：原因是设计欠妥、器材质量存在问题和运营管理不当。
公路隧道检测技术内容
材料检测：重点是锚喷材料、防水材料。
施工检测：包括施工质量和施工监控量测，量测的基本内容有隧道围岩变形、支护受力和衬砌受力
环境检测：施工环境检测（粉尘和有害气体）和运营环境检测（通风、照明和噪音）。
第二章 超前支护与预加固围岩施工质量检测概述
常用的辅助施工方法一般分为对地层预支护（超前支护）和预加固两大类，主要有：
地表砂浆锚杆或地表注浆加固：适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段。
超前锚杆或超前小导管支护：适用于浅埋松散破碎的地层内。（①应保证前后两组支护纵向大于100cm搭接;②自稳时间在12~14h时，必须先支护，后开挖）聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
管棚钢架超前支护：适用于极破碎的地层、塌方体、岩堆等地段。（①纵向搭接长度大于3m）.
超前小导管预注浆；适用于自稳时间短的砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋地段或处理塌方等地段。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
超前围岩深孔注浆：适用于断面较大和不允许有过大沉陷的各类地下工程中。

注浆材料性能试验
注浆材料分类及其主要性质
对注浆材料的要求
理想的注浆材料，应满足以下要求：
1、浆液粘度低，渗透力强，流动性好，能进入细小裂隙和粉、细纱层。这样浆液可达到预想范围，确保注浆效果。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
2、可调节并准确控制浆液的凝固时间，以避免浆液流失，达到定时注浆之目的。
3、浆液凝固时体积不收缩，能牢固粘结砂石；浆液结合率高，强度大。
4、浆液稳定性好，长期存放不变质，便于保存运输，货源充足，价格低廉。
5、浆液无毒，无臭，不污染环境，对人体无害，非易燃、易爆之物。
浆液材料通常划归两大类，即水泥浆液和化学浆液。（①按浆液分散体系划分，以颗粒直径0.1μm为界，大者为悬浊液，如水泥浆；小者为溶液，化学浆）彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

主要性质及测定：
1、粘度：表示浆液流动时，因分子间相互作用而产生的阻碍运动的内摩擦力。用简易黏度计测定。NDJ-79型旋转黏度计。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
2、渗透能力：即渗透性，指浆液注入岩层的难易程度。悬浊液渗透能力取决于颗粒大小，砂性土孔隙直径必须大于浆液颗粒直径的3倍以上浆液才能注入。对于溶液渗透能力则取决于黏度。水泥细度检验《水泥细度检验方法（80μm筛筛析法）》厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
3、凝胶时间：指参加反应的全部成分从混合时起，直到凝胶发生，浆液不再流动为止的一段时间。测定方法：凝胶时间长的，用维卡仪；一般浆液，通常采用手持玻璃棒搅拌浆液，以手感觉不再流动或拉不出丝为止，从而测定凝胶时间。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
4、渗透系数：浆液固化后结石体透水性高低，或表示结石体抗渗性强弱。用渗透试验测定。
5、抗压强度：大者可以加固地层，小者用于仅能用于堵水。

施工质量检测
超前锚杆
基本要求：
1、锚杆的材质、规格等应符合设计和规范的要求。
2、超前锚杆与隧道轴线外插角宜为5°～10°，长度应大于循环进尺，宜为3～5m.
3、超前锚杆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。
4、锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
5、锚杆搭接长度应不小于1m。
实测项目：长度、孔位、钻孔深度、孔径。

超前小导管
基本要求：
1、钢管的型号、规格、质量等应符合设计和规范要求。
2、超前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。
3、钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
实测项目：长度、孔位、钻孔深度、孔径。

注浆效果检查

检查方法有三种：分析法；检查孔法；物探无损检测法（地质雷达、声波探测仪）-对注浆前后岩体声波、波速、振幅及衰减系数进行检测。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
第三章 开挖质量检测
隧道开挖质量的评定包含两项内容：一是检测开挖断面的规整度（目测），二是超欠挖控制（激光断面仪）。

开挖质量标准
基本要求(5条，弄清P17)
（1） 开挖断面尺寸要符合设计要求；
（2） 应严格控制欠挖。拱脚、墙脚以上1m范围严禁欠挖。当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa,并确认不影响结构强度时，允许岩石个别个别凸出部分（每1m2内部大于0.1m2）侵入断面，但其隆起量不得大于50mm。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
（3） 尽量减少超挖。
（4） 隧道开挖轮廓应按设计要求预留变形量，预留变形量大小根据监控量测信息进行调整。
（5） 超挖部分必须回填密实。
平均线性超挖值＝
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。
爆破效果要求
开挖轮廓圆顺，开挖面平整。

炮眼痕迹保存率标准 表3-2
围岩条件
硬岩
中硬岩
软岩
炮眼痕迹保存率（%）

对于松散岩层，软岩周边主要应以满足平整圆顺即可认为合格。
超欠挖测定方法
检测方法有四种：直接测量法；直角坐标法；三维近景摄影法；极坐标法（激光断面仪法）
超欠挖测定方法 表3-4
测定方法及采用的测定仪
测定法概要
直接测量开挖断面面积的方法
1、以内模为参照物直接测量法
以内膜为参照物，用钢尺直接测量超欠挖
2、使用激光束法
利用激光射线在开挖面上定出基点，并由该点实测开挖断面。
3、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。
非接触观测法
5、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轮廓线。

第四章 初期支护施工质量检测

搅拌机

喷射机
喷头
压缩空气
水
细集料
水泥
粗集料
外加剂
喷射混凝土的喷射工艺：干喷、湿喷和潮喷。
干喷工艺流程图
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

锚杆作用：“悬吊作用”、“组合梁作用”、“加固拱作用”（主动加固围岩）
喷射混凝土具有：“支撑作用”、“填补作用”、“粘结作用”、“封闭作用”。（主动加固围岩）。
钢架应用于自稳时间短、初期变形大或对地表下沉量有严格限制的地层中。钢架是依靠“被动支撑”来维持围岩稳定的，在软弱围岩条件下，钢架对维持围岩稳定是必不可少的。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。

锚杆加工质量与安装尺寸检查
锚杆加工质量检查：锚杆材料（抗拉强度-拉伸试验、延展性与弹性-材料试验），杆体的规格（卡尺或直尺测量）并要保证锚杆直径均匀、一致，加工质量（焊接质量和车丝质量）。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

安装尺寸检查：
1、锚杆位置：
允许孔位偏差为±50mm，特别注意锚杆间距与排距的尺量。
2、锚杆方向
尽量与围岩壁面和岩层主要结构面垂直。注意目测拱顶钻孔的垂直度。
3、钻孔深度
钻孔深度允许孔深偏差为±50mm。采用带有刻度的塑料管或木棍等插孔量测。
4、孔径与孔型
孔径大于杆体直径15mm时，可认为孔径符合要求。

锚杆拉拔力测试
拉拔设备
中空千斤顶、手动油压泵、油压表、千分表。
注意事项：
1、安装设备时，千斤顶与锚杆同心，避免偏心受拉。
2、加载应匀速，一般以10kN/min的速率增加。
3、如无特殊需要，可不做破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载。用中空千斤顶进行锚杆拉拔试验，一般都要求做破坏性试验，测取锚杆的最大承载力。一方面检验锚杆的施工质量，另一方面为调整设计参数依据。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
4、千斤顶应固定牢靠，有必要的安全保护措施。特别应注意的是，试验时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。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
试验要求：
1、按锚杆数的1%且不少于3根做抗拔力试验。
2、同组锚杆抗拔力的平均值应大于或等于设计值。
3、单根锚杆的抗拔力不得低于设计值的90%。

砂浆锚杆砂浆注满度检测
对于砂浆锚杆，施工检测中应重点注意砂浆注满度或密实度（砂浆饱和度）。理论上，只要锚固的水泥砂浆长度大于杆体钢筋直径的40倍，则直至拉拔到钢筋颈缩锚杆也不会丧失锚固力。1978年瑞典的H.F.Thumer提出用测超声波能量损耗来判定砂浆灌注质量的原理，研制了Boltometer Version锚杆质量检测仪。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
Thumer方法的基本原理是：如果钢筋外密实、饱满地由水泥砂浆握裹，砂浆又与周围岩体粘结，则超声波在传播过程中，不断从钢筋通过水泥砂浆向岩体扩散，能量损失很大，在杆体外端测得的反射波振幅很小，甚至测不到；如果无砂浆握裹，仅是空杆，则超声波仅在钢筋中传播，能量损失不大，接收到的反射波振幅则较大；如果握裹不密实，中间有空洞或缺失，则反射波振幅的大小介于前两者之间。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
激发与接受探头的耦合办法使得它要求杆体外端需进行机械加工并具有一定的平整度和光洁度，且仅适用于杆径大于20mm的锚杆。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
检测仪器：M-7锚杆检测仪（铁科院）。仪器可以显示锚杆的长度、振幅值和砂浆密实度级别。

喷射混凝土质量检测
质量检验指标
喷射混凝土是指将水泥、砂、石子、外加剂和水按一定的配合比和水灰比拌合而成的混合物，以风压为动力快速喷至岩体表面而形成的人造石材。检验指标主要有喷射混凝土的强度和喷射混凝土的厚度两项内容。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
喷射混凝土强度包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、疲劳强度、粘结强度等。其中喷射混凝土抗压强度是表示其物理力学性能及耐久性的一个综合指标。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
喷射混凝土抗压强度为检测喷射混凝土质量的一个重要指标。
喷射混凝土厚度也为检测喷射混凝土质量的一个重要指标。
喷射混凝土施工过程中，部分混凝土由隧道岩壁跌落到底板的现象叫做喷射混凝土的回弹。回弹下来的混凝土数量与喷射混凝土总数量之比，就是喷射混凝土的回弹率。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
喷射混凝土回弹率也为检测喷射混凝土质量的一项检测指标。
喷射混凝土要做到内坚外美：喷射混凝土的强度和喷射混凝土的厚度必须达到设计要求，外观上无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露现象。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
影响喷射混凝土质量的因素
1、影响喷射混凝土强度因素
（1）原材料：为保证喷射混凝土强度，减少粉尘和混凝土硬化后的收缩，减少材料搅拌时水泥的飞扬损失，砂的细度模数、含水率、含泥量及石子颗粒级配、最大粒径等质量指标必须符合《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）中的有关规定。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
喷混凝土用水：无杂质的洁净水，不得使用污水、PH值小于4的酸性水。
速凝剂应保证初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。

（2）施工作业
确保配合比正确。
喷射前冲洗岩面；喷射中控制水灰比和喷射距离；喷射后洒水养护。

2、影响喷射混凝土的厚度因素
（1）爆破效果
（2）回弹率
（3）施工管理
（4）喷射参数
质量检测方法
抗压试验
1、检查试块的制作方法：喷大板切割法、凿方切割法。
2、检查试块数量：3件1组，两车道隧道每10米，至少在拱部和边墙各取1组试件。材料或配合比变更时应重新制取试件。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
3、抗压强度合格标准
试件组数大于或等于10时，试件抗压强度平均值不低于设计值，且任意一组试件抗压强度不低于0.85倍的设计值。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
试件组数小于10时，试件抗压强度平均值不低于1.05倍设计值，且任意一组试件抗压强度不低于0.9倍的设计值。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
检查不合格时，应查明原因并采取措施，可用加厚喷层或增设锚杆的办法予以补强。
喷射混凝土厚度的检测
1、检查方法和数量
1）喷层厚度可用凿孔法或地质雷达法等方法检查
2）每10延米至少检查一个断面，再从拱顶中线起每隔3m凿孔检查一个点。
2、合格条件
1）每个断面，全部检查孔处喷层厚度应有60%以上不小于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的1/2，且不小于50mm，平均厚度不得小于设计厚度。 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
2）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。
喷射混凝土与围岩粘结强度试验
试块制作方法：成型试验法、直接拉拔法
合格标准：Ⅰ、Ⅱ级围岩不应低于0.8MPa，Ⅲ级围岩不应低于0.5MPa。
喷射混凝土粉尘、回弹检查
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）规定：回弹率应予以控制，拱部不应大于25%，边墙不应大于15%。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。

施工质量评判（强度均质性、抗压强度）
匀质性：喷射混凝土强度的匀质性，可用现场28d龄期同批n组试块抗压强度的标准差和变异系数V表示。
(MPa)
式中：n－同批试块的组数； R－第i组试块的强度代表值（MPa）；－同批n组试块强度的平均值。
（精确到0.1MPa）；
（%）

钢支撑施工质量检测
钢支撑的形式
格栅钢架
主筋材料采用HRB335级钢筋或HRB440级钢筋，直径一般不小于22mm，
型钢钢架：工字型、U型、H型。
施工质量检测
加工质量检测：加工尺寸、强度和刚度、焊接
安装质量检测：安装尺寸、倾斜度（在纵断面上其倾斜度不得大于2°）、连接与固定

地质雷达法探测初期支护背部空洞
该方法已广泛应用于检测支护（衬砌）厚度、背部的回填密实度、内部钢架、钢筋等分布情况。
地质雷达法的原理
地质雷达方法是一种用于确定地下介质分布的光谱（1MHz－1GHz）电磁技术。地质雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，可根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料，可推断介质的结构。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。

雷达探测原理示意图
现场检测
测线布置：以纵向布线为主，横向布线为辅。
雷达图的解释：
1、界面根据反射信号的强弱、频率变化及延伸情况确定。
2、衬砌背后回填密实度判定特征。
密实：信号幅度较弱，甚至没有界面反射信号。
不密实：衬砌界面反射信号同向轴呈绕射弧形，且不连续较分散。
空洞：衬砌界面反射信号强。三振相明显，在其下部仍有强反射信号，两组信号时程差较大。
3、衬砌内部钢架、钢筋位置分布的主要判定特征
钢架：分散的月牙形强反射信号。
钢筋：连续的小曲线形强反射信号。
第五章 防排水材料及施工质量检测

概述
隧道防排水的必要性
隧道渗漏水的长期作用：
1）极大降低隧道内各种设施的使用寿命和功能，
2）恶化隧道的运营条件。
主要表现为：
1）隧道渗漏水的长期作用，可能造成隧道侵蚀破坏。
2）路面积水，行车环境恶化，降低轮胎与路面的附着力。
3）寒冷地区，冻融循环，衬砌混凝土冻涨开裂，引起拱墙变形、破坏；悬冰侵入净空；路面形成冰坡，使行车滑溜。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
公路隧道防排水的基本原则及要求
“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，
高速公路、一级公路、二级公路隧道防排水应满足下列要求：
1、拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水。
2、有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结。
3、洞内排水系统不淤积、不堵塞、排水通畅。
4、车行横道、人行横道等服务通道不滴水，边墙不淌水。
三级公路、四级公路隧道应做到：
1、拱部、边墙不滴水，路面不积水，设备箱洞不渗水。
2、有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结。

高分子防水卷材性能检测
高分子防水卷材的种类及性能要求
我国20世纪80年代相继制出三元乙丙橡胶防水卷材（EPDM）和氯丁橡胶薄膜、聚氯乙烯（PVC）和氯化聚乙烯（CPE）、聚乙烯（PE）、聚乙烯－醋酸乙烯（（EVA））、聚乙烯－醋酸乙烯－沥青共聚物（ECB）防水卷材、高密度氯化聚乙烯（HDPE）和低密度氯化聚乙烯（LDPE）。目前常用：ECB、EVA和LDPE。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
卷材试验方法
长度、宽度、厚度、平直度和平整度量测
1、合成高分子防水卷材的长度和宽度用卷尺测量；
2、厚度用压力为（2±0.2）×10-2MPa、压头直径为10mm的测厚仪（分度为0.01mm）量测。厚度测量点（至少10个点）均布在卷材的横向上。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
3、平直度和平整度的量测，在平整基面上展开10m，用分度值为1mm的直尺量测。
拉伸性能试验
1、试验设备
裁片机：由加载装置、裁刀及其装卸装置组成。裁刀所裁样品形状如图

拉伸性能试验的试样
2、试验结果计算
1）拉伸强度
精确到0.1MPa：

式中：σ－试样的拉伸强度（MPa）
P－试样断裂时的荷载（N）
B－试样标距段的宽度（mm）
d－试样标距段的厚度（mm）。
2）断裂伸长率
断裂伸长率（%）

式中：ε－试样的断裂伸长率；
－试样标距线间的初始有效长度（mm）;
－试样断裂瞬间标距线间的长度（mm）。
低温弯折性试验
试验器具：低温箱、弯折仪、放大镜
试验程序：标准环境下，用测厚仪测量C试样的厚度。试样的耐候面应无明显缺陷。然后将试样的耐候面朝外，弯曲180°，使50mm宽的边缘重合、齐平，并确保不发生错位，将弯折仪的上下平板间距调到卷材厚度的3倍。试验两块试样。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
将弯折仪上平板翻开，将两块试样平放在弯折仪下平板上，重合的一边朝向转轴，且距离转轴20mm，将弯折仪连同试样放入低温箱内，在规定温度下保持1h。然后，在1s之内将弯折仪的上平板压下，达到所调间距位置，保持1s后将试样取出。待恢复到室温后观察试样弯折处是否断裂，或用放大镜观察试样弯折处受拉面是否有裂纹。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
结果评定：两块试样均未断裂或无裂纹时，评定为无裂纹。

土工布物理特性检测
土工织物也称土工布，是透水性的土工合成材料，按制造方法分为无纺或非织造土工织物和有纺或机织土工织物。对隧道工程比较重要的工程特性有物理特性、力学特性和水力学特性。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。

土工织物的力学特性测试
土工布的机械性能包括抗拉强度及延伸率、握持强度及延伸率、抗撕裂强度、顶破强度、刺破强度、抗压缩性。其中抗拉强度是土工布的一个基本性能。谚辞調担鈧谄动禪泻類。
条带拉伸试验
抗拉强度及其应变是土工织物主要的特性指标。条带拉伸试验适用于土工合成材料的宽条拉伸试验和窄条拉伸试验。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
拉伸强度：土工织物或小孔径土工网的抗拉强度可用下式计算：

式中：T－抗拉强度（N/m, kN/m）; P－测读的最大拉力（N，kN）；B－试样宽（m）。
最大负荷下伸长率（）：
式中：－延伸率,%；L0—名义夹持长度（mm）（使用夹具时为100mm，使用伸长计时为60mm）；－预负荷伸长量（mm）。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
撕破强力试验
土工织物的撕裂强度定义为：试样在撕裂过程中抵抗扩大破损裂口的最大拉力。也称撕破强度。
公路行业采用梯形法测定土工织物的撕裂强度。
在试验过程中，撕裂力可能有几个峰值和谷值，也可能是单一上升而只有一个最大值，取最大值作为撕裂强度，单位以N表示。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
CBR顶破强力试验
顶破强度是反映土工织物抵抗垂直织物平面的法向压力的能力。
顶破强力试验中常用试验有CBR顶破试验和圆球顶破试验。
刺破强力试验
刺破强度是反映土工织物抵抗小面积集中荷载，如抵抗有棱角的石子、支护用钢构件端头等的能力
刺破强度试验用一刚性顶杆以规定的速率垂直顶向土工合成材料的平面，测试试样被刺破时的最大力。

土工织物水力学特性试验
隧道用土工布，必须具有以下特性：（反滤三准则）
1、保土性:防止被保护围岩、衬砌的颗粒随水流流失；
2、渗水性：保证渗流水通畅排走；
3、防堵性：防止材料被细土粒堵塞失效。
土工织物的渗透特性
1、垂直渗透系数试验
2、水平渗透系数试验

防水混凝土抗渗性能试验
防水混凝土一般分为：普通水泥防水混凝土、外加剂防水混凝土和膨胀水泥防水混凝土。

隧道工程常用防水混凝土的种类及其特性 表5-4
种类
普通防水混凝土
外加剂防水混凝土外加剂类型
引气剂
减水剂
三乙醇胺
氯化铁
明矾石膨胀剂
抗渗压力（MPa）
>3.0
>2.2
>2.2
>3.8
>3.8
>3.8
主要技术指标
水灰比：0.5~06
坍落度：30~50mm
水泥用量≥320Kg/m3
粗骨料粒径≤40mm
含气量3％~6%;水泥用量≥250~300Kg/m3
加气型减水剂，可以为缓凝、促凝和普通型的减水剂
可单独掺用三乙醇胺，也可以与氯化钠、亚硝酸配合
液体中氯化铁含量≥0.4Kg/L,掺量一般为水泥质量的3％
必须掺入32.5级以上的普通矿渣、火山灰和粉煤灰水泥，不得单独代替水泥，外掺量为水泥质量的20％
适用范围
一般地下防水工程
抗冻性能要求高
含筋率高或薄壁结构
要求早强及抗渗要求高
水中结构
有后浇缝
隧道工程防水混凝土的一般要求
隧道工程防水混凝土的抗渗等级不得小于P6，有冻害地段及最冷月平均气温低于-15℃时，不小于P8。
防水混凝土结构应满足：1）裂缝宽度不大于0.2mm，并不贯通；2）迎水面主钢筋保护层厚度不应小于50mm；3）衬砌厚度不应小于30cm。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
试件的抗渗等级应比设计要求提高0.2MPa。
混凝土抗渗性试验
主要用于检测混凝土硬化后的防水性能以测定其抗渗等级。
抗渗等级可分三种
1)设计等级；2）试验等级；3）检验等级
试验制备
试件制备中，试件形状有两种：圆柱体，直径、高度均为150mm；圆台体,上底直径175mm，下底185mm，高165mm。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
试验结果计算
抗渗等级计算：

式中：P——混凝土抗渗等级；H——第三个试件顶面开始有渗水时的压力（MPa）
抗渗等级分为：P2、P4、P6 P8、P10、P12

防水板施工质量检查
复合式衬砌防水层实测项目
复合式衬砌防水层实测项目（记忆） 表5-5
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频次
1
搭接宽度（mm）
不小于100
尺量，全部，每个搭接检查3处
2
搭接缝宽（mm）
焊接
两侧焊缝宽≥25
尺量，每个搭接检查5处
黏结
黏缝宽≥50
3
固定点间距（m）
拱部
符合设计要求
尺量，检查总数的10%
墙部
符合设计要求
4
接缝与施工缝错开距离（mm）
≥500
尺量，每个搭接检查5处

防水层铺设的基面要求：
1）喷射混凝土基面平整度：边墙D/L≤1/6，拱顶D/L≤1/8。其中，L为喷射混凝土相邻凸面间的距离；D为喷射混凝土相邻两凸面间下凹的深度。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
2）基面不得有钢筋、凸出物。
3)断面变化或转弯处阴角应抹成R≥5cm的圆弧。
4）防水层施工时基面不得有明水。
防水卷材的铺设工艺与检查方法
防水卷材的铺设工艺：一是无钉热合铺设法、二是有钉冷粘铺设法。
在无钉热合铺设法中，在防水层破损时，补钉要剪成圆角，不要有尖角

排水系统施工质量检查（了解）
山岭隧道常用排水系统
山岭隧道常用排水系统及地下水流向关系可以概括为：围岩→环向排水管→纵向排水管→横向排水盲管→中央排水管→洞外出水口。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
施工质量检查
1、环向排水管：围岩渗流水引排；背面排水管安装。
2、纵向排水盲管
3、横向盲管
4、中央排水管

止水带检查（了解）
混凝土衬砌结构性防水措施
衬砌施工缝、沉降缝及伸缩缝是隧道防水的薄弱环节。
止水带类型
外贴式、预（中）埋式、内贴式
预埋式止水带，因构造简单、施工简便及质量可靠，使用较为普遍。外贴式塑料止水带一般与防水板组合使用，止水条一般应用于企口型衬砌施工缝或接缝处（图5-27）。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。

第六章 施工监控量测

概述
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。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
施工监控量测的任务
保证施工安全、指导施工、修正设计、积累资料
量测项目与方法
施工监控量测的项目包括必测项目和选测项目，下表中的1~4项为必测项目；5~14项为选测项目。

表6-1 隧道现场监控量测项目及量测方法
序号
项目名称
方法及工具
布置
测试精度
量测间隔时间
1~15d
16d~1个月
1~3个月
3个月以上
1
洞内外观察
（地质和支护状态观察）
岩性、结构面产状及支护裂缝观察和描述，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5~50m一个断面，每断面2~3对测点
0.1 mm
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
3
拱顶下沉
水准测量的方法
水准仪、钢尺
每5~50m一个断面
0.1 mm
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
4
地表下沉
水准测量的方法
水准仪、铟钢尺
洞口段、浅埋段
（h≤2b）
0.5 mm
开挖面距量测断面前后＜2B时，1~2次/d
开挖面距量测断面前后＜5B时，1次/(2~3)d
开挖面距量测断面前后>5B时时，1次/(3~7)d
5
围岩内部位移(地表设点)
地面钻孔中安设各类位移计
每代表性地段1~2个断面，每断面3~5个钻孔
0.1 mm
同地表下沉要求
6
围岩内部位移(洞内设点)
洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计
每代表性地段1~2个断面，每断面3~7个钻孔
0.1 mm
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
7
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1~2个断面，每断面3~7个测点
0.01MPa
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
8
钢支撑内力及外力
支柱压力计或其它测力计
每代表性地段1~2个断面，每断面3~7个测点
或外力一对测力计
0.1MPa
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
9
两层支护间压力
压力盒
每代表性地段1~2个断面，每断面3~7个测点
0.01MPa
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
10
支护、衬砌内应力
各类混凝土内应变计
及表面应力解除法
每代表性地段1~2个断面，每断面3~7个测点
0.01MPa
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
11
锚杆或锚索内力
各类电测锚杆、锚杆测力计及钢筋计
每代表性地段1~2个断面，每断面3~7根锚杆（索），每根锚杆2~4个测点
0.01MPa
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~3次/月
12
围岩弹性波速度
各种声波仪及配套探头
在有代表性地段设置
——
—
—
—
—
13
爆破震动
测振及配套传感器
邻近建（构）筑物

随爆破进行
14
渗水压力、水流量
渗压计、流量计
——
0.01MPa
——

隧道内目测观察
观察目的
隧道内目测观察是新奥法监控量测中的必测项目。目的是：
1）预测开挖面前方的地质条件；
2）为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；
3）根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。
目测观察中围岩的破坏形态分析
1、危险性不大的破坏：仰拱构筑后，拱肩部出现的破坏。
2、危险性较大的破坏：没有构筑仰拱情况下，隧道周边位移速率较大，且位移变化量级大时，拱顶喷混凝土裂隙进展急剧，有混凝土碎片剥落。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。
3、塌方征兆的破坏：拱顶喷混凝土层出现对称的、可能向下滑落的剪切破坏时，或侧墙发生向内侧滑动的剪切破坏，并伴有底鼓现象时。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
利用目测结果修正设计、指导施工（要求、多选题）
发现开挖工作面自稳时间少于1小时的情况，可采取下列措施：
1）采用拱部留核心土环形开挖法；
2）采用分部开挖法；
3）对开挖工作面做喷射混凝土防护后再开挖；
4）用水平超前锚杆或玻璃纤维束锚杆对开挖工作面加固后再开挖；
5）对围岩进行注浆加固后再开挖。

开挖后没有支护，发现顶板剥落现象时，可采取下列措施：
1）开挖后尽快施做喷射混凝土，缩短掘进进尺及作业时间；
2）采用分部开挖法；
3）增设钢拱架加强支护；
4）对围岩进行注浆加固后再开挖。

开挖工作面有涌水时，根据用水量的大小，由小到大依次选取下列措施中的一项或多项：
1）增加喷混凝土中的速凝剂含量，加快凝结速度；
2）张挂钢筋网改善喷混凝土的附着条件；
3）对岩面进行排水处理；
4）打排水孔或设排水导坑；
5）对围岩进行注浆堵水。

发现有锚杆拉断或垫板陷入围岩壁面内的情况时，可采取下列措施：
1）加密锚杆；
2）加大锚杆长度；
3）使用有弹簧垫圈的垫板；
4）使用高强度锚杆。
发现有喷射混凝土与岩面粘结不好的悬空现象时，可采取下列措施：
1）开挖后尽早进行喷射混凝土作业；
2）在喷射混凝土层中加设钢筋网；
3)在喷射混凝土背后注浆；
4）增设短锚杆。
发现钢拱架有压曲现象时，可采取下列措施：
1）适当放松钢拱架的连接螺栓；
2）使用可缩性U型钢拱架；
3）喷射混凝土层留出变形缝；
4）加大锚杆长度。
发现喷射混凝土层有剪切破坏时，可采取下列措施：
1）在喷射混凝土层增设钢筋网；
2）施作喷射混凝土时留出的伸缩缝；
3）增设锚杆长度；
4）使用钢拱架或U型可缩性钢拱架。

发现有底鼓现象或侧墙有向内滑移现象时，可采取下列措施：
1）尽快施做喷混凝土仰拱，使断面尽早闭合；
2）在仰拱打设锚杆；
3）原设计方案采用全断面开挖时，可用台阶法开挖，原设计方案采用台阶法开挖时，可缩短台阶，以缩短支护结构形成闭合断面的时间。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。

周边位移量测
隧道内壁面两点连线方向的位移之和称为“收敛”。采用收敛计或全站仪进行量测。
量测目的
周边位移量测的目的：
1）根据变形速率判断围岩稳定程度和二次衬砌施作的合理时机。
2）指导现场施工。
量测设计
收敛测线的布置形式如下图：

测试原理
球铰式收敛计，精度0.01mm。
周边收敛值
Ut=L0－Lt +Xtl－Xt0
温度修正值
εt=a(T0－T)L
式中：a－钢尺线膨胀系数；T0－鉴定钢尺的标准温度，T0＝20℃；T－每次量测时的平均气温；L－钢尺长度。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。

拱顶下沉量测
隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值，其量测数据是确认围岩稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全的最基本的资料。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
单位时间内的拱顶下沉值称为拱顶下沉速度。
量测方法
精密水准仪（0.3mm）。或全站仪（±2mm）、激光断面仪实时进行量测。
拱顶变位计算方法采用差值计算法；
量测要求
水准仪量测时量测精度为±1mm。

地表下沉量测
量测目的
量测目的在于了解以下内容：
1）地表下沉范围、量值；
2）地表及地中下沉随工作面推进的规律；
3）地表及地中下沉稳定的时间。
量测方法及精度：精密水准仪（0.3mm），量测精度为±1mm。

围岩内部位移量测
量测目的
主要目的如下：
1）判别浅埋、偏压和强构造岩体中隧道围岩稳定性和支护效果，确保施工安全和工程质量；
2）判别隧道围岩松弛范围，优化锚杆设计参数。
量测方法
在浅埋、偏压和强构造不均质岩体中，围岩内部位移量测断面应与净空收敛断面同步进行。
量测仪器
量测仪器主要使用多点位移计。
1、八点钻孔伸长计
2、杆式多点位移计
适用条件：杆式位移计因采用全长锚固，适用于只要能钻孔成型的各类岩体。埋设方便，价位低（约为多点伸长计的1/4~1/5），因此得到广泛采用。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
绝对位移计算方法

设在隧道围岩埋设三套杆式四点位移计，A埋设在左帮，B埋设在顶板中央，C填设在右帮。如图6-9：

锚杆轴力量测
量测目的
1）了解锚杆实际工作状态及轴向力的大小；
2）结合位移量测，判断围岩发展趋势，分析围岩内强度下降区的界限。
3）修正锚杆设计参数，评价锚杆支护效果。
量测方法和仪器
锚杆的轴向力测定，按其量测原理可分为电测式和机械式两类。其中电测式又可分为电阻应变式和钢弦式。钢弦式是通过测定不同深度处传感器受力后的钢弦振动频率变化，转求应力。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
量测锚杆的布置
量测锚杆的布置图：

围岩压力及两层支护间压力量测
量测仪器与方法
接触压力量测仪器根据测试原理和测力计结构不同分为液压式测力计和电测式测力计。
弦测法原理（一定要掌握）
在传感器中有一根张紧的钢弦，当传感器受外力作用时，弦的内应力发生变化，随着弦的内应力改变，自振频率也相应地发生变化，弦的张力越大，自振频率越高，反之，自振频率越低。因此利用钢弦张拉不同（应力不同）而它的自振频率也相应变化的原理，可由测其钢弦的频率变化而得知引起钢弦应力变化的压力盒薄膜所受压力的变化，其关系为：栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。

式中：f－压力盒受压后钢弦的频率；
f0－压力盒未受压时钢弦的初频；
P－压力盒薄膜所受的压力；
K－压力盒系数。
钢弦式压力盒的性能试验（包括哪些方面）
1、钢弦抗滑性能试验
2、密封防潮试验
3、稳定性试验
4、重复性试验
钢弦式双膜压力盒构造图（图6-14）