隧道工程
1、大路隧道的特点:断面大、外形扁平、需要运营通风、需要运营照明、防水要求高。
2、大路隧道常见的质量问题:①隧道渗漏②衬砌开裂③界限受侵 ④衬砌构造与围岩结合不密实⑤通风、照明不良。
3、大路隧道检测技术内容:①材料检测②施工检测③环境检测。 4、超前支护与予加固围岩施工质量检测:①地表砂浆锚杆或地表注浆加固②超前锚杆或超前小导管支护③管棚钢架超前支护
④超前小导管预注浆⑤超前围岩深孔预注浆。
5、注浆材料主要性质:粘度、渗透力量、胶凝时间、渗透系数、抗压强度。
6、注浆效果检查:分析法、检查孔法、声波监测法
7、隧道开挖质量的评定包括两项内容:检测开挖断面的规整度、超欠挖掌握。
8、开挖质量标准〔根本要求〕:开挖断面尺寸符合设计要求、应严格掌握欠挖、应尽量削减超挖。
9、超欠挖测定方法〔施工中应依据现场条件承受切实可行的超欠挖测定方法〕:直接测量法、直角坐标法、三维近景摄影法、极坐标 法。
10、直接测量法量测段数的划分:自一侧盖板顶至拱顶均分为 9 段,两侧共 18 段,19 个测量数据,编号分别为A1-A19,隧道内每隔5〔10〕m 测量一个开挖断面。
11、激光断面仪法检测开挖断面,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,按肯定间距〔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的轮廓线。测定方法:用端面仪进展测量,断面仪可以放置于隧道中任何适合于测量的位置〔任意位置〕,扫描断面的过程〔测量记
录〕可以自动完成。
12、初期支护的类型:锚杆支护、喷射砼支护、喷射砼与钢筋网联合支护、喷射砼与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢钎维砼支护、喷钢钎维砼锚杆联合支护、以及上述类型加设钢架的联合支护。
13、初期支护施工质量检测方法与作用:喷射混凝土的喷射工艺有三种:干喷、湿喷、潮喷。潮喷与干喷工艺相近,在干喷的拌和料中适量加水即为潮喷。喷层凝固后具有“支撑作用、填补作用、粘结作用、封闭作用”,从而使围岩得到加固,自身的强度得到保护。
14、锚杆加工质量;锚杆材料〔抗拉强度、延展与弹性〕、杆体规格、加工质量。
15、安装尺寸检查:锚杆位置、锚杆方向、钻孔深度、孔径与孔形。
16、锚杆拉拔力测试: 1)依据试验目的,在隧道围岩指定部位钻 锚杆孔。孔深在正常深度的根底上稍作调整,以保证千斤顶的安装。2〕 按正常安装工艺安装待测锚杆,用砂浆将锚杆口部抹平,以便支放承 压垫板。3〕依据锚杆的种类和试验目确实定拉拔时间。 4〕在锚杆尾部加上垫板,套上中空千斤顶,将锚杆外端与千斤顶内缸固定在一起, 并装设位移量测试设备与仪器。5〕通过手动油压泵加压,从油压表读取油压,依据活塞面积换算锚杆承受的拉拔力。视需要从千分表读取 锚杆尾部的位移,绘制锚杆拉力-位移曲线,供分析争论。
17、砂浆锚杆砂浆注满度检测:只要锚固的水泥砂浆长度大于杆体钢筋直径的 40 倍。
18、Thurner 方法的根本原理是:在锚杆杆体外端放射一个超声波脉冲,它沿杆体钢筋以管道波的形式传播,到达钢筋底端后放射, 在杆体外端可接收此反射波。如钢筋外密实、饱满的由水泥砂浆握裹, 砂浆又与四周岩体粘结,则超声波在传播过程中,不断从钢筋通过水 泥砂浆向岩体集中,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;假设无砂浆握裹,仅是一根空杆,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:假设握裹砂 浆不密实,中间有空洞或缺失,则得到的反射波振幅的大小界于前二
者之间。可以依据反射波振幅大小判定水泥砂浆的饱满程度。
19、喷射混凝土质量检测:喷射混凝土质量检验指标主要有喷射 混凝土的强度和喷射混凝土的厚度。喷射混凝土强度包括:抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、疲乏强度、粘结强度等,因此,喷射混凝土强 度应当是这些强度指标的综合结果。
20、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。喷射混凝土施工过程中,回弹率也是检验喷射混凝土施工质量的一项检测指标。
21、喷射砼质量检测方法:一、抗压强度试验:1〕喷大板切割法: 在施工同时, 将砼喷射在 45cm×35cm×12cm 或 45cm×20cm ×12cm 的 模 型 内 , 在 砼 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 进展试验。2〕凿方切割法:在具有肯定强度的支护上,用凿岩机打密排钻孔, 取出长约 35cm、宽约 15cm 的砼块,加工成 10cm×10cm×10cm 的立方体试块,在标准条件下养护至 28d 进展试验。二、厚度的检测: 1〕检查方法和数量①喷层厚度可用凿孔或激光断面仪、光带摄影等方 法检查;②检查断面数量,每 10 延米至少检查一个断面,再从拱顶中线起每隔 2m 凿孔检查一个点。2〕厚度合格条件:①每个断面拱、墙分别统计,全部检查孔处喷层厚度应有 60%以上不小于设计厚度,平均厚度不得小于设计厚度,最小厚度不小于设计厚度的1/2。在脆弱破 碎围岩地段,喷层厚度不应小于设计规定的最小厚度。钢筋网喷混凝
土的厚度不应小于 6cm。②当觉察喷射混凝土外表有裂缝、脱落、露筋、渗漏水状况时,应予补修,凿除重喷或进展整治。三、与围岩粘 结强度试验:试块制作方法①成型试验法〔在标准条件下养护至 28 天, 用劈裂法进展试验〕;②直接拉拔法〔经 28 天养护,进展拉拔试验〕。强度标准:喷射混凝土与岩石的粘结力,Ⅳ类及以上围岩不低于0.8Mpa,Ⅲ类围岩不低于 0.5Mpa。四、粉尘、回弹检查: 1〕回弹率应予以掌握,拱部不超过 40%,边墙不超过 30%,挂钢筋网后,回弹率限制可放宽 5%。应尽量承受经过验证的技术,削减回弹率,回弹物不得重用作喷射砼材料;2〕削减粉尘和回弹的措施:①严格控
制喷射机工作风压;②合理选择喷射砼协作比;适当削减最大骨料的粒径;使砂石料具有肯定的含水率,呈现潮湿状;
③把握好喷头处的用水量,提高喷射作业操作娴熟程度和技术水平;④承受湿喷工艺,添加外加剂;⑤承受双水环喷头;⑥应保持喷射机密封板的平坦,不漏风,并调整好密封板的压力,松紧适宜;⑦ 应加强喷射的照明、通风;⑧承受模喷砼。
22、钢支撑施工质量检测:1〕加工质量检测①加工尺寸②强度和刚度③焊接;2〕安装质量检测①安装尺寸②倾斜度③连接与固定
23、地质雷达法的原理: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放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。
24、地质雷达主机技术指标应符合以下要求:系统增益不低于 150dB;信噪比不低于 60dB;模/数转换 16 位;采样间隔一般不大于 0.5ns。天线:最大探测深度大于 2m;垂直区分率应高于 2cm。
25、大路隧道防排水的根本原则:1〕拱部、边墙、路面、设备箱不渗水;2〕有冻害地段的隧道衬砌背后不积水,排水沟不冻结; 3〕 车行横道、人行横道道等效劳通道拱部不滴水,边墙不滴水。隧道防 排水构造主要类型:复合式衬砌防排水构造、单层式衬砌防排水构造、连拱隧道中隔墙排水构造、明洞防排水构造。
26、高分子防水卷材:〔1〕外观质量检查:气泡、疤痕、裂纹、粘结和孔洞。〔2〕长度、宽度、厚度、平直度、平坦度量测。长度与宽度用卷尺测量。厚度用压力为〔2±0.2〕×10 -2Mpa、压头直径为10mm 的测厚仪〔分度为 0.01nn〕量测。厚度测量点〔至
少 10 个点〕均布在卷材的横向上。平直度、平坦度的量测,在平坦基面上开放 10m,用分度值为 1mm 的直尺量测。〔3〕拉伸性能试验〔高温卷材〕:用裁片机对每块样片沿卷材纵向和横向分别裁取所 需外形的试样各两块,标注标距线和夹持线,在标距区内,用测厚仪 测量标距中间和两端三点的厚度。取其算术平均值作为试样厚度
d,
测 量 两 标 距 线 间 初 始 长 度 L0 。 将 试 验 机 的 拉 伸 速 度 调 到250±50mm/min,再将试样置于夹持器的中心,对准夹持线夹紧。
开动机器拉伸试样,读取试样断裂时的荷载P,同时量取试样断裂瞬间的标距线间的长度 L1。假设试样断裂在标距外,则该试样作废,另取试样重做。试验结果,拉伸强度 σ=P/B·d,断裂伸长率 ε=L1-L0/L0。 〔4〕热处理尺寸变化率试验:用模板裁取3 块B 试样,标明卷材的纵横方向,并标明每边的中点,作为试样处理前后测量时的参考点,在 标准环境下,用直尺测量试样纵向或横向上两参考点间的初始长度 S0, 将试样平放在撒有少量滑石粉的垫板上,再将垫板水平地置于鼓风恒 温箱中,3 块垫板不得叠放,在 80℃±2℃的温度下恒温 6h,取出垫板置于标准环境中调整 24h,再测量纵向或横向上两参考点间的长度S1。结果计算,纵向和横向的尺寸变化率 L h=|S1-S0|/S0。分别计算3 块试样纵向和横向的尺寸变化率的平均值,结果以其中较大的数值表示。〔5〕低温弯折性试验〔 6〕抗渗透性试验:试验在标准环境下进展,先按 GB328 的规定做好预备,将裁取的3 块D 试样分别置于 3 个透水盘中,盖紧槽盘,然后按 GB328 的规定操作不透水仪,以每小时提高 1/6 规定压力 2×105Pa 速度升压,到达规定压力后保压24h,观看试样外表是否有渗水现象。3 块试样均无渗水现象时评定为不渗水。
(7) 抗穿孔性试验〔8〕剪切状态下的粘合性试验〔9〕热老化处理试
验:将裁取德 3 块试样放置在撒有滑石粉的按热处理尺寸变化率试验要求的垫板上,然后一起放入热老化试验箱中,在 80℃±2℃的温度下保持 7d,处理后的样片在标准环境下调整 24h,分别按外观、拉伸性能试验规定的方法进展检查和试验。〔 10〕结果判定:对于防水卷材中的外观质量、面积允许偏差、卷材中的允许接头数、卷材平直度、 平坦度、厚度允许偏差和最小单个值等 6 项要求,其中有 2 项不合格 即为不合格卷材。如不合格卷为两卷或有 1 项物理力学性能不符合要 求,则判定为该批不合格。如不合格卷为两卷,但有两卷消灭上述 项中的同一项不合格,则仍判该批不合格。
27、土工布:单位面积质量试验、厚度试验。
28、土工布的机械性能包括抗拉强度及延长率、握持强度及延长 率、抗撕裂强度、顶破强度、刺破强度、抗压缩性能等。隧道用土工 布的力学性能测试一般有:条带拉伸试验、撕裂试验、顶破强度试验、
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刺破试验等。
29、条带拉伸试验步骤:1〕调整两夹具的初始间距为 100mm, 两个夹具中要求其中一个的支点能自由旋转或为万向接头,保证两个 夹具平行并在一个平面内;2〕选择拉力机的满量程范围,使试样的最 大断裂力在满量程的 10%~90%范围内;3〕将试样对中放入夹具内, 为便利对中,可在试样上画垂直于拉伸方向的两条相距 100mm 的平行线作为标志线;4〕测读试样的初始长度 L O;5〕开动试验机,以拉伸速率 50mm/min 进展拉伸,同时启动记录装置,连续运转直到试样破坏时停机,对延长率较大的试样,应拉伸至其拉力明显降低时方
能停机;6〕测量伸长量:在拉伸过程中,测定拉力的同时测定伸长量。结果整理:
(1) 抗拉强度T s=P f/B , Ts 抗拉强度〔N/m,KN/m〕, P f
测读的最大拉力〔N,KN〕,B 试样宽度〔m〕
(2) 延长率 εp= 〔Lf-Lo〕/Lo ,εp 延长率〔%〕,Lo 初始长度
〔mm〕,Lf 对应最大拉力时的试样长度〔mm〕
(3) 拉伸模量〔4〕计算抗拉强度、延长率
30、隧道用土工布必需具备以下特征:〔1〕保水性防止被保护围岩、衬砌的颗粒随水流失〔 2〕渗水性保证渗流水畅通流走〔 3〕防堵性防止细土粒堵塞失效 31、隧道防水砼的一般要求:①抗渗等级不得小于 S8;②耐腐蚀系数不应小于 0.8;③当受冻融作用时,不宜承受火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥; ④ 水泥用量不得少于320kg/m3,强度等级不低于 32.5 级,水灰比不大于 0.50,当掺入活性细粉时,不得少于 280kg/m3⑤构造应满足:1〕裂缝宽度应不大于0.2mm,并不贯穿,2)
迎水面钢筋保护层厚度不应小于 50mm,3〕衬砌厚度不应小于30cm;⑥抗渗等级应比设计提高 0.2MPa;⑦应对衬砌的各种缝隙实行有效的防水措施,以使衬砌获得整体防水效果。
32、砼抗渗性试验:1〕防水混凝土的抗渗标号可分为设计标号、试验标号、检验标号。每组试件为 6 个。2〕试件制备:每组 6 个,成型后 24h 拆模,在标准条件下养护28d:3〕试样仪器:砼渗透仪、成
型试模、螺旋加压器、烘箱、电炉等以及密封材料。4〕试验步骤:① 取出试件,待外表枯燥后,在侧面涂一层熔化的密封材料,然后马上 在螺旋加压器上压入预热过的试模中,使试件底面和试模底平齐,待 试模变冷后即可解除压力,装在渗透仪上进展试验;②试验时,水压 从 0.2MPa 开头,每隔 8h 增加水压 0.1MPa,随时观看试件端面状况, 始终加至 6 个试件中有 3 个试件外表渗水,登记此时水压力,即可停 止试验。③当加压至设计抗渗标号,经 8h 后第三个试件仍不渗水,说明砼已满足设计要求,也可停顿试验。5〕试验结果
29、防水卷材施工工艺:〔 1〕无钉热合铺设法〔 2〕有钉冷粘铺设法
30、排水系统质量检查:环向排水管、纵向排水盲管、横向盲管、中心排水管。
31、止水带类型:外贴式、预埋式、内贴式。
32、施工监控量测〔 1〕隧道监控量测的必要性〔 2〕施工监控量测的任务。内容〔1〕周边位移量测〔2〕拱顶下沉量测〔3〕地表下沉量测〔4〕围岩内部位移量测〔5〕锚杆轴力气测〔6〕围岩压力及两层支护间压力气测〔7〕钢支撑应力气测〔8〕混凝土应力气测
33、周边位移量测周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映,通过周边位移量测可以到达以下目的〔1〕依据变形速率推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
34、地表下沉量测目的:〔 1〕地表下沉范围、量值〔 2〕地表及地中下沉随工作面推动的规律〔3〕地表及地中下沉稳定的时间。
35、对于常用的混凝土衬砌质量检测方法,依据检测内容可以分为衬砌混凝土强度、厚度、钢筋、混凝土缺陷和几何尺寸等检测。
36、现场检测混凝土强度的方法很多,如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法、射线法、落球法等。
37、回弹检测方法〔 1〕数据收集〔 2〕强度计算〔 3〕特别数据分析〔4〕强度推定
按批检测, Rm=Rm-1.645S,R2=Rm,按单个构件计算时,以
最小值为该构件的混凝土强度推定值 R=Rm
38、回弹超声综合法检测:〔 1〕对测法最敏感〔 2〕斜测法〔 3〕 平布式〔平测法〕最不敏感
39、常用的衬砌厚度检测方法有冲击—回波法、超声放射法、激光断面仪法、地质雷达法、直接测量法等
40、混凝土衬砌在施工和使用过程中所生成的缺陷有裂缝、孔洞、蜂窝、和层状破坏等。依据缺陷的部位可分为外观外表缺陷检测和内 部缺陷检测两局部。常用的检测方法有:水压法、超声波法、钻芯取 样法、地质雷达法红外成像法、冲击—回波法.
41、通风检测包括:粉尘浓度测定、瓦斯检测、一氧化碳检测、烟雾浓度检测、隧道内风压测定、流速测定等。
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