隧道试验题

我国山地、丘陵和高原面积约占国土总面积的69％。随着交通运输事业的迅速发展，公路建设的规模日益扩大，设计施工技术达到新的水平，公路隧道建设不仅在山区和丘陵地区公路建设中，而且在东部江河桥隧跨越方案比选中， 日益引起人们重视，并得到很大发展。

公路隧道是一种特殊的工程结构物，其有以下特点。 1．断面大

一般来说，公路隧道与铁路隧道、矿山地下巷道相比断面较大，双车道公路隧道的断面面积可达80m2。因此，公路隧道围岩受扰动范围较大，其轮廓对围岩块体的不利切割增多，围岩内的拉伸区与塑性区加大，导致施工难度增大。

2．形状扁平

在满足使用功能和施工安全的前提下，尽可能降低工程造价是隧道设计的基本要求。由于公路隧道的建筑界限基本上是一个宽度大于高度的截角矩形断面，在设计开挖断面、衬砌结

构时，总是在保证施工安全和结构长期稳定条件下，尽量围绕建筑界限设计开挖断面和净断面，因此，公路隧道的断面常为形状扁平的马蹄形。

3．需要运营通风

机动车辆通过隧道时，要不断地向隧道内排放废气，对于较长及特长隧道，自然风和交通风对隧道内空气的置换作用相对较小，如不采取措施，隧道内有害气体浓度逐渐升高，能见度降低，会影响司乘人员的身体健康和行车安全。因此，必须根据隧道的具体条件，采用适当的通风方式，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。

4．需要运营照明

高速行驶的车辆在白天接近并穿过隧道时，行车环境要经历一个“亮一暗一亮”的变化过程，为了减轻通过隧道时驾驶员的生理和心理压力，消除车辆进洞时的黑框或黑洞效应，消除出洞时的眩光现象，从有利于安全行车角度考虑，高等级公路上的隧道一般都根据具体情况，对隧道进行合理有效的照明。

5．防水要求高

在高等级公路上，车辆行驶速度较快，如果隧道出现渗漏或路面涌水，则会造成路面湿滑，不利于行车安全。此外，长期或大量的渗漏水，还会对隧道内的机电设备、动力及通讯线路构成威胁，因此，对隧道的防排水有严格的要求。

公路隧道工程数量的增加和建设速度的加快，加之公路隧道的上述特点及设计、施工等方面的原因，公路隧道易出现质量问题，常见的有隧道渗漏、衬砌开裂、限界受侵、衬砌结构同围岩结合不密实、通风照明不良等。为保证公路隧道的质量，必须加强试验检测工作。本章学习隧道工程的试验检测技术。

第一节 公路隧道检测内容

一、概述

公路隧道的建造是百年大计，检测技术作为质量管理的重要手段越来越为人们所重视。

公路隧道检测技术涉及面广，内容很多。除了运营环境的检测内容与方法对各类隧道都通用外，

由于施工方法的不同，山岭隧道、水下沉埋隧道和软土盾构隧道在检测内容与方法上差别很大。目前我国修建的公路隧道绝大多数为山岭隧道，本章着重介绍山岭隧道的检测技术。

按隧道修建过程分，检测的主要内容包括材料质量检测、超前支护与预加固围岩施工质量检测、开挖质量检测、初期支护施工质量检测、防排水质量检测、施工监控量测、混凝土衬砌质量检测、通风检测、照明检测等，也可按材料检测、施工检测、环境检测等内容分类。

二、隧道工程的检测内容 1．材料检测

只有用合格的原材料才能修建出合格的公路隧道。在隧道工程的常用原材料中，衬砌材料属土建工程的通用材料。支护材料包括锚杆、喷射混凝土和钢构件等。锚杆杆体材质、锚固方式、杆体结构和托板形式等种类繁多，特性各异，分别适用于不同的工程条件，喷射混凝土有干喷、湿喷之分，为了获取较好的力学特性和工程特性，还添加各种外加剂。隧道防水材料包括注浆材料、高分子合成卷材、排水管和防水混凝土等。隧道工程常用原材料的检测见第二章。

2．施工检测

施工检测包括施工质量检测和施工监控量测两个方面。 (1)施工质量检测

公路隧道工程上出现的种种质量问题，绝大部分都是在施工过程中埋下了质量隐患，如渗漏水、衬砌开裂和限界受侵等，因此必须对施工过程进行质量检测，内容包括超前支护及预加固、开挖、初期支护、防排水和衬砌混凝土质量检测等。

在浅埋、严重偏压、岩溶、流泥地段、砂土层、砂砾石层、自稳性差的软弱破碎地层以及大面积淋水或涌水地段进行施工时，由于隧道在开挖后自稳时间小于完成支护所需时间，或

由于初期支护的强度不能满足围岩稳定的要求等原因，可能产生坍塌、冒顶等工程事故，影响施工安全，延误工期，费工费料，危害极大。为避免上述情况，必须在隧道开挖前或开挖中采用辅助施工方法以增强隧道围岩稳定。因此，做好辅助施工措施的质量检查工作也是至关重要的。

爆破成形好坏对后续工序的质量影响极大。目前检测爆破成形质量的技术发展很快，已开始使用隧道断面仪来及时检测爆破成型质量，该仪器可以迅速测取爆破后隧道断面轮廓，并将其与设计开挖断面比较，从而得知隧道的超欠挖情况。应用隧道断面仪还可监测锚喷隧道的断面尺寸。

第一章 总论 一、公路隧道的特点

断面大、形状扁平、需要营运照明、需要营运通风、防水要求高。 二、公路隧道常见的质量问题

隧道渗漏、衬砌开裂、限界受侵、衬砌结构与围岩结合不密实、通风、照明不良。 三、公路隧道检测技术的内容

材料检测、施工检测（施工质量检测、施工监控量测）、环境检测。 四、隧道分为那几类

特长（＞3000ｍ）、长（3000-1000ｍ）、中长（1000-500ｍ）、短（＜500ｍ）。 五、隧道的作用有那三点

缩短线路里程、改善线路线形、提高公路等级。 第二章 超前支护与预加固围岩施工质量检测

一、 在隧道开挖前或开挖中采用辅助施工方法以增强隧道围岩稳定。常用的方法有： 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、超前锚杆或超前小导管支护、管棚钢架超前支护、超前小导管预注浆、超前围岩深孔注浆。

1、 地表砂浆锚杆或地表注浆加固的使用条件： 适用于浅埋、洞口地段或某些偏压地段。 2、 超前锚杆或超前小导管支护的使用条件：

适用于浅埋松散破碎的地层内。当围岩自稳时间在12-24ｈ之间，必须采用先支护后开挖的措施。

3、 管棚钢架超前支护的使用条件： 适用于极破碎的地层、塌方体、岩堆等地段。

它的施工流程：制作管棚钢架－测设中线及水平基点－检查已开挖断面尺寸及形状－安设管

棚钢架－钻管硼钢管孔眼－安设管棚钢管－开挖断面－喷射混凝土－安设初期支护钢架－锚喷。

4、 超前小导管预注浆的使用条件：

适用于自稳时间很短12ｈ以内的砂层、砂卵石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋地段或处理塌方等地段。

5、 超前围岩深孔预注浆的使用条件：

适用于处理极其松散、破碎、软弱地层，或在大量涌水的软弱地段以及断层破碎带的隧道。 二、 对注浆材料的要求：

1、 浆液粘度低，渗透力强，流动性好，能进入细小裂隙和粉、细砂层。这样浆液可达到

预想范围，确保注浆效果。

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，价格低。 5、 浆液无毒，无臭，不污染环境，对人体无害，非易燃、易爆之物。 三、 注浆材料分为二大类： 水泥浆液和化学浆液。 四、 注浆材料的主要性质： 1、 粘度。 2、 渗透能力。 3、 凝胶时间。 4、 渗透系数。 5、 抗压强度。 五、 施工质量检测

采用辅助施工方法对隧道不良地质地段的围岩进行加固，以确保隧道结构的稳定性和安全，一方面要确定安全、经济、合理的施工措施，另一方面要确保施工质量，这样才能达到加固的效果。

六、 超前锚杆的基本要求：

1、 锚杆材质、规格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°，长度应不大于循环进尺，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。 七、 超前锚杆（钢管）的实测项目：

1、 长度ｍ：不小于设计。检查方法和频率尺量检查锚杆数的10％。 2、 孔位ｍｍ：±50。 检查方法和频率尺量检查锚杆数的10％。 3、钻孔深度ｍｍ：±50。 检查方法和频率尺量检查锚杆数的10％。

4、孔径ｍｍ：大于杆体（钢管）直径+15（+20）。检查方法和频率尺量检查锚杆数的10％。 外观鉴定：锚杆沿开挖轮廓周边均匀布置，尾端与钢架焊接牢固，锚杆入孔长度符合要求。 八、 注浆效果检查：

1、 分析法。2、检查孔法。3、声波监测法。 九、 习题解答：

1、 如何测定注浆材料的粘度？

答：本试验用ＮＤＪ-79型旋转式粘度计，转速为750ｒ/ｍｉｎ，温控精度为25±1℃。

将试样注入测试器，直到它的高度达到锥形面下部边缘，将转筒浸入液体直到完全浸没为止，将测试器放在仪器支柱架上，并将转筒挂于仪器转轴钩上。

启动电动机，转筒从开始晃动直到完全对准中心任务为止，将测度器在托架上前后左右移动，以加快对准中心，指针稳定后方可读数。

2、 试述水泥细度的测定方法。 答：负压筛法：

⑴筛析试验前，应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4000-6000Ｐａ范围内。

⑵称取试样25ｇ，置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛2ｍｉ

ｎ。在此期间，如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物。

⑶当工作负压小于4000Ｐａ时，应清理吸尘器内的水泥，使负压恢复正常。 ⑷试验结果：水泥试样的筛余百分数（％）Ｆ＝Ｒ/Ｗ×100％ 结果至0.1％。