隧道工程试验检测技术讲义

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1、1.材料检测: 砌材料检测防排水材料检测、支护材料检测和衬2.施工检测:施工质量检测和施工监控质量。3.环境检测:施工环境检测和运营环境检测。第二章隧道防水材料性能检测第二节高分子防水卷材检测隧道工程试验检测技术主要介绍公路隧道的防排水、施工变位、围岩、支护与砌衬测量方法及隧道通风、照明检测等内容。一、公路隧道的常见质量问题1. 隧道渗漏公路隧道在施工期间和建成受地下水的影响，防水工程 质量欠佳时，地下水便会通过一定的通道渗人或流入隧道内 部，对行车安全以至衬砌结构的稳定构成威胁。2. 衬砌开裂作用在隧道衬砌结构上的压力，与隧道围岩的性质、地 应力的大小以及施工方法等因素有关，由于受技术和资金

2、条 件的限制，一些因素在设计前是难以准确确定的，所以在隧 道衬砌结构设计中常带有一定的盲目性，导致结构强度不够 或与围岩压力不协调，造成衬砌结构开裂、破坏。然而，工 程上出现的衬砌开裂更多的则是由于施工管理不当造成的， 或是因为衬砌厚度不足，或是因为混凝上强度不够。3. 界限受侵施工方法不当或支护形式欠妥、支护不及时，则容易导致 塌方。为了保证施工安全和避免塌方，容易形成仓促衬砌， 忽视断面界限，使建筑限界受侵。另一种施工中的常见现象 是衬砌混凝土在浇筑过程中；模板强度、刚度不足，出现走 模，也会导致限界受侵。4. 通风、照明不良造成隧道通风与照明不良的原因有以下三个方面：设计欠妥、器材质量存

3、在问题和运营管理不当。二、公路隧道检测技术的分类公路隧道检测技术分为：一、取样方法卷材均应成批提交验收，同一生产厂、同一品种、规格 的产品5000m为一批进行验收，不足5000m也作为一批。从每批产品的1 3卷中取样，抽取的试样面积应不小于900mmx1000mm。裁取试件的部位、种类、数量及用作试验的项目应符 合图2-2和表2-3的规定。二、试验方法1. 卷材长度、宽度及厚度的测量首先按图2-3所示尺寸裁取试样，而后按规定选取 10个 测量点，测取厚度的平均值。2. 拉伸强度、扯断伸长率和300%定伸强度的试验(1) 仪器及工具 拉力试验机。最大负荷2kN,最小读数10N,夹具的支持宽度不小

4、于 50mm夹持器的移动速度应为500 50mm/ min。 裁样机。 I型裁刀。 卡尺。 钢板尺。(2) 试件准备试件的形状为哑铃状，其中多用I型(通用型)，具体形状及尺寸应符合图2-4的规定。(3) 试验步骤 用卡尺测量试件的厚度、测量部位不应少于3点，取其最低值，并划出试件标距。 将试件对称并垂直地夹在拉力试验机的上、下夹持器上，开动机器，以 500 士 10mm/min的速度拉伸试件，并测 量试件工作部分拉伸到扯断时的负荷及扯断伸长值。(4) 试验结果的计算3 撕裂强度试验(1) 试件及仪器 拉力试验机：规格与拉伸强度试验用的相同。 卡尺、钢板尺。 裁样机。 裁刀：试件裁刀的形状和尺寸

5、应符合图2-5和表2-4的规定，各部尺寸允许公差为士0.5mm。(2) 试验步骤： 用卡尺测量试件直角部位的厚度。 把试件对称并垂直地夹持在拉力试验机上。 开动试验机，以 500 士 10mm/min的速度拉伸试件到完 全撕断为止，记录撕断时的负荷。4. 耐臭氧化试验(1) 试件准备 试件为哑铃形，其形状尺寸应符合图2-4的规定。 试件的表面应擦拭干净，无油污、杂质(一般可用酒 精擦拭)。(2) 试验仪器臭氧老化试验机由工作室、臭氧发生器、料架的拉伸和 回转装置、气路、电器等部分组成，该仪器的主要参数如下： 臭氧浓度：10 100000pphm (1pphm= 10-8 nm/ m ); 换气

6、量：100600L/h ; 工作室温度：室温 50 C; 料架拉伸速度：15 或20次/ min ; 料架回转速度：1次/ min (双向)； 料架拉伸距离：静态为 050mm动态为0120mm(3) 试验步骤 根据试验要求，将试件夹于静态或动态试料夹上，再 置于臭氧室中。对于静态拉伸的试件，夹好后应放在室温下 停放3040min,再放入工作室中。 静态和动态试验的拉伸率为20 %、40% 60 %或100% 臭氧老化时间， 可在如下系列中选取：4h、8h、12h、24h、48h , 臭氧浓度的选择，除特殊要求外推荐如下三种：I. 25 士 5pphm;II . 250 士 50pphm;II

7、I . 15000 士 1000pphm。 接通电源，调整温度控制器，使工作室内温度升至40 C(或其他要求温度)；温度波动范围应不大于土1C。 启动分解、气路、回转、拉伸各部分；调节输入和输 出流量升高臭氧发生器电压，当电压升至最高值(臭氧浓度 满足要求时电压值)时，记录试验的起始时。 试验过程中每 60min按规定分析工作室内臭氧的浓度， 取各次浓度的平均值。 随时察看试件表面，并记录每个试件最早出现裂纹的 时间。整个试验过程中，除察看工作室温度和试件表面情况 外，都应在避光下进行。(4) 试验结果5. 热空气老化试验热空气老化试验，将试件在常压和规定温度的热空气作 用下，经过一定时间后，

8、测定其物理机械性能的变化。热空 气老化试验可用来测定合成高分子防水卷材的热稳定性能和 防老剂的效能，并作为产品的质量指标。(1 )试验仪器热空气老化试验箱由箱体、鼓风装置、加热调温自控装 置和试件转动架等组成。(2) 试件和试验条件 试件试件为哑铃形，其形状和尺寸见图 2-4。每种防水卷材的 试件不得少于10个，其中5个试件做老化前的拉伸性能试验； 另外5个试件经热空气老化后，作拉伸性能试验。 试验条件试验温度的选取根据试验要求，做对比试验时可选取的温度为50 C、70C、100C、120C、150C、200 C；老化时间可选择 24h、48h、72h、96h、144h、168h 等等。鼓风采

9、用离心式鼓风机使热空气在箱内充分循环。鼓风的作用在于使箱内温度均匀，排除老化过程中产生的挥发物和补充 新鲜空气，使空气成分保持一致。鼓风量的大小，可由老化 箱工作室容积确定。(3 )试验步骤首先将老化箱调到所需的温度，并控制稳定，然后把准 备好的试件呈自由状态挂在试验箱中；每两个试件之间的距 离不得小于5mm试件与箱壁的距离不得小于50mm,把试件放人老化箱内，当老化箱到达所需要的温度时开始计算老化 时间。到规定时间时，取出试件并在室温下停放496h，然后进行拉伸性能试验。6. 脆性温度试验脆性温度试验是用来衡量合成高分子防水卷材耐寒性能 的方法之一，试件受外力作用后不会发生强迫高弹性，而发

10、生脆性断裂，此时的温度即为脆性温度。脆性温度试验就是 测定试件在玻璃态时强度等于或小于其玻璃态结构重排所需 的应力的临界温度。(1) 仪器脆性温度试验机：由电气箱、变速箱、低温槽、搅拌器、 试样架、冲击锤六部分组成。(2 )试件准备试件的长度为 25 土 0.5mm,宽度为6.5 土 0.3mm,厚度为 2 士 0.3mm。(3) 试验步骤 将低温槽内的介质调至所需温度。 把试件垂直夹在试样架上(夹持不能过紧，防止试件变形)，然后浸人低温槽内的冷浆介质中，井在介质中保持 3min：在此时间内，温度波动不得超过土1 C。 提出夹持的试件，并于0.5s内开动冲击锤冲击试件。试件经冲击，如出现断、裂

11、时，应提高介质的温度；否则， 应降低其温度，直至使试件出现直接可见的裂口或折断的最 高温度(在此温度的上一度要有两个不出现断、裂的测定结 果)，就是该试件的脆性温度(C)。7. 柔度试验(1) 仪器及材料 冷浆箱：温度范围 20-50 C 圆棒：巾10mm金属棒(2) 试验方法将三块试样分别绕 10mm圆棒弯曲成半周，观察其开裂情 况。第三节氯丁乳胶沥青防水涂料试验一、试验方法1. 粘度的测定粘度的测定方法同本章第一节化学浆液粘度测定。2. 总固物含量的测定按国家标准合成胶乳总固物含量测定法(GB295882)规定的方法进行测定。3. 离心稳定度的测定(1 )方法概述试样装人试管，经离心15m

12、in所析出的水相体积与总体积之比，即为离心稳定度。(2) 仪器 离心沉淀器：转速 3500r / min。 10mL带刻度试管。 测定步骤在刻度试管里注入 10mL试样，插入离心机转动15min，取出试管，读取析出水相的刻度数。两次平均测定结果误差不大于5%。4. 涂膜干燥性的测定(1) 方法概述在砂浆板上涂刷一道试样，然后放置在一定的环境中， 测定涂膜的表干和实干时间。(2 )试件制备砂浆板制备，配方为砂：水泥(425号)：水=1 ： 1 ： 0.4尺寸：50mmx100mmx10mm砂浆板在室温下至少保养7d。试件制备：在砂浆板上涂刷一道试样(涂刷量为0.5 士 0.1g )。(3) 测定

13、步骤将制好的试件放在温度为24士 2C、相对湿度为62%的条件下进行干燥，测量涂膜表面干燥和实际干燥的时间。其操 作步骤是： 表干：采用吹棉球法测定。即在涂膜表面上轻轻放上一个脱脂棉球，在距棉球1015cm处，沿涂膜水平方向轻吹棉球，如能吹走，且涂膜表面未留下棉丝，即认为达到表面 干燥。 实干：采用滤纸法测定。即在涂膜上放一块定性滤纸(滤纸光滑面向涂膜)，于滤纸上轻轻放上质量为200g、接触面积为1cm2的砧码，经30s后，卸除荷重，将徐膜试件翻转， 滤纸能自由落下，或在背面用食指轻敲后，滤纸能自由落下， 而滤纸纤维不被粘在涂膜上，即可认为涂膜已实际干燥。 对稍有粘性的涂膜：当试件翻转经食指轻

14、敲后，滤纸 仍不能自由落下时，则将试件平放在玻璃板上，用镊子夹住 滤纸一角，沿水平方向轻拉滤纸，若试件未动，滤纸已被拉 下，即使涂膜上轻微地粘有滤纸纤维时，亦可认为涂膜已实 际干燥，但应记录涂膜稍有粘性。5. 耐热性能的测定(2) 仪器 电热鼓风干燥箱。 试样架(见图2- 6 )。(3) 试件制备在砂浆板上涂刷五道试样(涂刷量2.5 士 0.5g )。涂刷时应注意，一次涂刷表干后再涂第二次。可用红外线灯等加热 器加速表干，但应注意表面温度低于50C，以免涂膜起泡。(4) 测定步骤将三片试件放在试样架上，把试件连同试样架放入30士 1C的烘箱内烘5h，将试件取出后观察涂层有无皱皮、发粘、起层等现

15、象，若三片均无发现上述现象为合格。6. 粘接性的测定(1) 方法概述在？字模砂浆块中间用氯丁胶乳沥青粘接后置于压力机上，将砂浆块互相拉开，测定其粘接力。(2) 仪器数显抗折试验机 DK2 500型。(3) 试件制备 ？字模砂浆块砂浆块形状见图2-17所示。在字模中间插入一块厚度为 0.5mm的小铁片，成型后制得两个半字型砂浆试块。 试件制备一个粘接面上涂刷试样五道(总涂刷量为：1 士 0.2g )，待最后一次涂层表干后，将两个半字模对接，尽力挤了余胶。 固定相对位置，直立放置7d后进行测试。(4) 测定步骤试件共6件，分别置于D-500型试验机上，用特殊夹头 将砂浆块互相拉开，测得其粘接力；试

16、样的粘接力值以各件 试验结果的平均值表示。7. 低温柔性的测定(1) 方法概述把涂有氯丁胶乳沥青涂层的铁片放在一个-10 士 1 C的保温瓶或冰箱中冻 2h后弯曲，观察涂层有无断裂现象。(2) 仪器 电冰箱或保温瓶； 放大镜：放大4倍； 圆棒：10mm(3) 试片制备在规格为 25mmx 120mmx( 0.2 0.3 ) mm的铁片上涂五道试样(涂刷量为(4 )操作步骤待试片保养一周后，放三片试片于一个盛有-10 士 1 C盐水的保温瓶中(或放入-10 士1 C的冰箱中)2h后取出，在1 3s内绕于直径为10mm的铁棒上，然后用4倍放大镜观察，三 片试片均不发生涂膜断裂即为合格。&不透水性的

17、测定(1 )方法概述该片置于透水盘上，施加重力水压0.1MPa，保持30min后，观察试件表面有无渗水现象。(2) 设备和材料 玻璃片：200mmX500m; 造水器：专用设备。(3) 试片制备玻璃片测量厚度后，涂上一层薄薄的固体石蜡。先涂一 层石蜡后用棉纱揩抹，用毛刷把试羊均匀涂刷在玻璃片上， 涂刷次数不得少于 20次，直到涂膜厚度为2 士 0.3mm (涂刷量约42g)。玻璃片连同涂膜在室温下(25C左右)保养一周以上，然后将涂膜从玻璃片上剥下，准确测定涂膜厚度， 并把涂膜剪成直径为 100m m的试片待用。(4) 操作手续及结果判断先后将三块试片置于透水器的透水盘上夹紧，启动进水 阀，施

18、加重力水压 0.IMPa，保持30min，观察试件是否透水， 三片均不透水者为合格。9.(2) 仪器与设备 千斤顶； 砂浆板：尺寸 90mm x300mmx25mm(3) 试件制备在砂浆板上涂刷五遍试样(涂刷量为14 士 2g),涂膜在室温下保养一周待用。(4) 操作顺序及结果判断用千斤顶慢慢顶裂砂浆板，当砂浆板基层裂缝等于或 略大于0.2mm时，观察涂层是否产生裂纹、不产生裂纹者为 合格。10.耐碱性的测定(2) 设备白铁皮尺寸为 50mmx l20mmx0.3mm。(3) 试件制备在白铁皮上涂刷五道试样(涂刷量为3士 0.6g )，涂刷后试件在室温下保养一周后备用。(4) 操作程序及结果判

19、断试件浸于饱和氢氧化钙溶液15d后，对涂膜进行外观检查，涂膜不龟裂、不起泡即为合格。第四节石油沥青油毡试验二、检验方法1. 外观质量检验(1) 质量用最小刻度为0.1kg的台秤称其质量。(2) 面积和外观 将受检油毡立放在平面上，捏紧其顶端的油毡层， 用最小刻度为1mm的钢板尺(15cm长)量其厚度之后，将油 毡倒立用同样方法在对称部位处量其另一端，两端厚度相减的数值即为卷筒两端厚度差；然后用一支钢板尺平放在油毡 卷的端面上，用另一钢板尺深入油毡卷端面最凹处所测得的 数值，即为油毡卷筒端面里进外出的尺寸。 把受检油毡开卷展开在平面上，按油毡外观质量要求，检查毡面质量；但距卷芯15cm以内允许有

20、拆皱和裂纹。 在检查油毡外观质量的同时，用最小刻度为1mm的卷尺量其宽度，用最小刻度不大于凡0.5cm的卷尺量其长度，长度乘宽度即得每卷油毡的面积。 在受检油毡卷的任一端，沿横向全幅切取不小于 50mm的一条，沿其边缘撕开，纸胎内不应有肉眼能看出来的 未被渗透的浅色夹层和斑点。2. 浸涂材料含量试验包括单位面积浸涂材料总量、涂盖材料质量及浸渍材 料占干原纸质量百分比。(1) 溶剂四氯化碳或纯苯。(2) 仪器及材料 分析天平：感量为 0.001g或0. 0001g。 萃取器：250 一 500mL索氏萃取器(脂肪革取器) 或经检定适用的其他革取装置。 加热器：具有电热或蒸汽加热装置的电炉或水浴。

21、 干燥箱：具有恒温控制装置。 标准筛：140 目( 0.104mm)圆形网筛，具有筛盖和 筛底。 细软毛刷或毛笔。 称量瓶或表面皿。 镀镍钳或镊子。 干燥器：250300mm 金属支架及夹子。(11)软质胶管。滤纸：(直径不小于 15cm)、棉线、裁纸刀。(3) 试件准备精确切取100mmx 100mm的试件三块，并按以下不同 要求进行处理： 测定单位面积浸涂材料总量的油毡试件：将试件表 面浮动撒布材料刷除，再行称量(W。 测定浸渍材料占干原纸质量百分比的油毡试件：试 件不需处理即可称质量(w)。 测定浸渍材料占原纸质量百分比和单位面积涂盖 材料质量的油毡试件：将试件表面浮动撒布材料刷除，进行

22、 称量(w),然后在电炉上微微加热试件，使其发软，用刀轻 轻剖为三层，用手撕开，分成带涂盖材料的两层和不带涂盖 材料的一层(中间一层)。注意不使试件碎屑散失，将不带涂 盖材料的一层进行称量(G)。称量后的试件用滤纸包好并用棉线捆扎，油毡试件撕分 为带涂盖材料层和不带涂盖材料层者，应分别包成两个滤纸 包并用棉线捆扎。(4) 萃取将滤纸包置人萃取器中，石油沥青油毡用四氯化碳或苯 为溶剂，溶剂用量为烧瓶容量的1/21/3，然后用水浴或电炉加热萃取，直到回流的溶剂元色为止。取出滤纸包，使吸 附的溶剂先行蒸发，放人预热至105110 C的干燥箱中干燥不少于1h，再放人干燥器内冷却至室温。(5) 称量冷却

23、至室温的干燥试件，按以下要求进行处理和称量： 油纸试件和油毡的不带涂盖材料层试件)将试件迅速移人称量过的称量瓶或表面皿内进行称量(G)。 测定单位面积浸涂材料总量的油毡试件和油毡的带涂 盖材料层试件：将试件放在圆形网筛中，迅速仔细刷净试件 表面的矿物质材料)然后把试件移入称量过的称量瓶或表面 皿内进行称量(R和P): 将留在网筛中的矿物质材料进行筛分，筛余物为撒布材料(S),筛下物为填充料(F),分别进行称量。(6) 结果计算3. 不透水性试验(动水压法)(1) 仪器及工不透水性试验器(图210 )由透水盘(包括金属盖圈、胶皮垫圈和螺杆，透水盘内直径135mm上 有7个直径25mm的透水孔)、

24、贮水罐、压力表(0.6MPa,最 小刻度0.001MPa)、力口水压装置等构成。定时钟。(2) 试件准备按不透水性试件尺寸切取试件三块。(3) 试验步骤试验前须将洁净的水注入贮水罐中，开启透水盘下部 的进水阀门，检查进水是否畅通，并使水与透水盘上口齐平。 关闭进水阀，开启总水阀，并连续加水压，使贮水罐的水流 出以清除空气。将试件置于透水盘上，涂盖材料薄的一面接触水面， 垫上胶皮垫圈并盖上金属盖圈，夹紧螺丝，开启进水阀，关 闭总水阀，开始施加水压到指定压力，同时开动定时钟，随 时观察试件有无渗水现象，并记录开始渗水时间。注：本试验宜在水温 20 士 5 C条件下进行：三块试件均无渗水现象方可评定

25、油毡的不透水性 合格。4. 吸水性试验(常压吸水法)(1) 仪器及材料 分析天平：精确度 0.001g。 容纳试件的广口保温瓶。 毛刷、毛巾、搅拌棒。 温度计：050C(精确度 0.5 C)。 软化点90 C以上的建筑石油沥青。(2) 试件准备切取100mmX100mr的试件三块，将试件的撒布材料尽量 清刷干净，再行称量。然后将其四边分别均匀地沾人热熔沥 青中均2mm深使之涂封，以防由试件的横断面处吸入水分， 待其冷却，并注意避免涂封沥青产生小针眼、脱落或与试件 表面粘结。(3) 试验步骤将已涂封沥青的试件称量，然后立放在18 士 2 C的水中浸泡。每块试件相隔距离不小于2m(可用细玻璃棒置于

26、试件之间),水面应高出试件上端20mm以上。在此条件下试件浸泡24h,取出迅速用毛巾或滤纸按贴试件两面及封边处，以吸取 表面水分，至无水渍为度，立即称量。(4) 结果计算5. 耐热度试验(1) 仪器及材料 电热恒温箱。 温度计：0150C，最小刻度为 0.5 C。 干燥器。 6 8cm表面皿。 细铁丝或回形针(洁净无锈)。(2) 试件准备切取100mm X 50mm的试件三块，在每块试件矩离一 端1cm处的中心穿一小孔。(3) 试验步骤将准备好的试件用细铁丝或回形针穿挂好，然后放人已 定温至规定温度的电热恒温箱(打开通风孔)。试件的中心与温度计的水银球应在同一水平位置上；在距每块试件下端 10

27、mm处各放一个表面皿，用以接受淌下来的沥青物质。在规 定的温度下加热5h后，取出试件及时观察，并记录试件表面 有无涂盖层滑动和集中性气泡.注：集中性气泡系指破坏油毡涂盖层花纹原形的密集气泡；以三块试件均合格为合格。6. 拉力试验(1 )仪器及工具 拉力机：最大负荷2kN,最小读数 10N,夹具的夹持宽度不小于 5cm。 量尺：精确度 0.1cm。(2 )试验准备精确切取纵向 250mmx50mm的试件三块(表面撒布材 料可不刷除)，然后置于与拉力试验温度相同的干燥处不少于1h。(3 )试验步骤首先调整拉力机，在无负荷情况下，空夹具的自动下降速 度为40- 50mm/min。然后将试件夹持在拉力

28、机的夹具中心； 并不得歪扭，上下夹具之间的距离为 180mm开动拉力机，使 试件受拉至被拉断为止，这时指针所示数值，既为试件的拉力(N)。7. 柔度试验(1) 用具 圆棒：20mm和 25mm 水槽或烧杯。 温度计：050C，精确度0.5 C。(2 )试件准备沿卷材纵向切取 60mmx30mi和横向切取 60mmx30mn的 试件各三条，加微热，待试件呈平板状而无卷曲时，方可将 试件和圆棒同时浸泡在已定温度18+ 2 C的水中。(3) 试验步骤试件经30讪n浸泡后，自水中取出，立即沿圆棒用 手以约23的时间按均衡速度弯曲成半周，用肉眼观察试件表面有无裂纹。纵向和横向六块试件中，以五块试件无裂纹

29、方可评定 卷材柔度为合格。第五节土工织物(土工布)物理特性检测三、单位面积质量试验2 .仪器和仪具(1) 剪刀。(2) 尺：最小分度值为1mm(3) 天平：感量0.01g (现场测试可为 0.1g )3 .试样数量与规格(1) 试样数量不得少于10块，对试样进行编号。(2) 试样面积：对一般土工合成材料，试样面积为10cmx10cm，裁剪和测量精度为1mm4 .试验步骤将裁剪好的试样按编号顺序逐一在天平上称量，并细心 测读和记录，读数应精确到0.01g(现场测试可精确到0.1g )5 、结果整理四、厚度试验(一) 用厚度试验仪测厚度2. 仪器和仪具厚度试验仪由下列部件及用具组成。(1) 基准板

30、：其面积要大于两倍的压脚面积。(2) 可更换的压脚：采用表面光滑、面积为25cm2的圆形 压脚。压脚重 5N,放在试样上时，其自重对试样施加的压力为2 士 0. 01kPa ( 3)采用砝码或杠杆方法对压脚加压，压力 分别为：20 0 士 0.1kPa , 200 士 1kPa。(4) 百分表(或千分表调用以量测基准板至压脚间的垂 直距离。试样厚度大于 0. 5mm时表的最小分度值为 0.01mm; 厚度等于或小于 0.5mm时，最小分度值为 0.001mm(5) 秒表：最小分度值为0.1s。3. 试样数量与规格(1) 试样数量不得少于10块，对试样进行编号。2)试样面积为 10cmx 10c

31、m4. 试验步骤(1) 擦净基准板和压脚，检查压脚轴是否灵活，调整百 分表至零读数。(2 )提起压脚，将试样在不受张力情况下放置在基准板 与压脚之间。轻轻放下压脚，稳压30s后记录百分表读数。(3) 土工合成材料的厚度一般指在2kPa压力下的厚度测定值，在需测定厚度随压力的变化时，尚需进行45步骤。(4) 增加砝码对试样施加20 士 0.1kPa的压力，稳压 30s 后读数。(5) 增加法码对试样施加200士 1kPa的压力，稳压 30s 后读数。除去压力，取出试样。(6) 复重2- 5的步骤，测试完 10块试样。5. 结果整理(二) 用无侧限抗压强度试验仪测厚度2. 仪器和仪具无侧限抗压强度

32、试验仪包括以下部件及用具。(1) 可升降的基准板：其面积应大于两倍的圆形压脚面 积(2) 可更换的压脚：圆形，25cm2(3) 量力系统：量力环(或压力传感器)、测力表，量 力钢环应(4) 其它：百分表(或千分表)、秒表。3 .试样数量与规格(1) 试样数量为10块，对试样进行编号。(2) 取样面积为 10cmX10cm4. 试验步骤(1) 转动手柄，使基准板上升，待其与压脚接触，调整 百分表至零读数。(2) 转动手柄，使基准板下降，将试样放在板上。(3) 再转动手柄；使基准板上升，试样受压。可根据1 3000kPa的压力范围和量力环的钢环系数来确定加压时量力环中测力表的读数范围，一般在此读数

33、范围内分三级加压， 施加压力分别为：2 士0. 01kPa、20 士0. 01kPa、200 士0. 01kPa , 每次加压后需稳压 30s再读数。(4) 土工合成材料的厚度一般指2kPa压力下的厚度测定值，在只需测定该压力下的厚度时，可只对试样施加 2 士 0.01kPa 的压力。(5) 重复14步骤；测试10块试样。5. 结果整理第六节土工织物的力学特性测试一、抗拉强度2. 仪器和仪具(1) 拉力机(2) 夹具 宽条试样有效宽度200mm夹具实际宽度不小于210mm 窄条试样有效宽度50mm夹具实际宽度不小于60mm 为满足某些土工合成材料变形较大的要求，两夹具间的最大净距不小于 300

34、mm(3) 动力装置(4) 测量和记录装置 指示或记录荷载的误差不得大于相应实际荷载的2% 对延伸率超过10%的试样，测量拉伸方向的伸长量可用有刻度的钢尺，精度为1mm对延伸率小于 10%的试样，应采用精度不小于0.01mm的位移测量装置。 可通过传动机构直接记录土工合成材料试样的拉 力-伸长量曲线，也可用拉力传感器和位移传感器测量拉力和 伸长量。3. 试样制备(1) 试样数量分别以土工合成材料纵向和横向作试验长边，剪取试样各6块(2) 试样尺寸 宽条试样裁剪试样宽度200mm长度至少200mm实际长度视夹具 而定，必须有足够的长度使试样伸出夹具，试样计量长度为100mm 窄条试样裁剪试样宽度

35、 50mm长度至少 200mm必须有足够的长 度使试样伸出夹，试样计量长度为100mm4. 试验步骤(1) 调整两夹具的初始间距到100mm(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，设定拉伸速率为50mm/min。(3) 将试样对中放人夹具内。(4) 测读式样的初始长度Lc(5) 开动试验机，以拉伸速度 50mr/ min进行拉伸， 同时启动记录装置，连续运转直到试样破坏时停机；对延伸 率较大的试样，应拉伸至拉力明显降低时方能停机。(6) 测量伸长量5. 结果整理二、撕裂强度2. 仪器和仪具(1) 拉力机：条带拉伸试验用的拉力机，其拉伸速率为 100

36、mm/ min。(2) 夹具：夹持面尺寸(长 X宽)为50mn/84mm宽 度要求不小于84m m宽度方向垂直于力的作用方向。(3) 梯形模板：用于剪样，标有尺寸。3. 试样制备(1) 试样数量：经向和纬向各取10块试样。(2) 试样尺寸：试样为宽75mm长150mm的矩形试样,在矩形试样中部用梯形模板画一等腰梯形，尺寸如图2 一 18b所示。(3) 取样方法：应符合试样制备的一般原则。(4) 有纺土工织物试样：测定经向纤维的撕裂强度时， 剪取试样长边应与经向纤维平行，使试样切缝切断和试验时 拉断的为经向纤维。测定纬向撕裂强度时，剪取试样长边应 与纬向纤维平行，使试样被切断和撕裂拉断的为纬向纤

37、维。(5) 无纺土工织物试样：测定经向的撕裂强度时，剪取试样长边应与织物经向平行，使切缝垂直于经向；测定纬向撕裂强度时，剪取试样长边应与织物纬向平行，使切缝 垂直于纬向。(6) 在已画好的梯形试样短边1/2处剪一条垂直于短边 的长15mm的切缝。(7) 准备好试样，如进行湿态撕裂试验，试样从水中 取出到试验的时间不超过10min。4. 试验步骤(1) 调整拉力机夹具的初始距离到25mm设定拉力机满量程范围，使试样最大撕裂荷载在满量程的10%90 %范围内，设定拉伸速率为100mm7 min。(2) 将试样放人夹具内，沿梯形不平行的两腰边缘夹住 试样。(3) 开动拉力机，以拉伸速率10mm/ m

38、in拉伸试样，并 记录拉伸过程中的撕裂力，直至试样破坏时停机。撕裂力可 能有几个峰值和谷值，取最大值作为撕裂强度。(4) 当试样在夹具内有打滑现象或有1/4以上的试样在 夹具边缘5mm范围内发生断裂时，则夹具可作如下处理：夹具内加垫片；与夹具接触部分的织物用固化胶加固； 修改夹具面。5. 结果整理三、顶破强度试验2. 仪器和仪具试验可在测定土工合成材料的条带拉伸强度的拉力机 上进行。3. 试样数量与规格(1)试样数量：每组试验取10块试样。(2 )试样尺寸：试样尺寸为120mm4. 试验步骤(1)选择拉力机的拉力量程范围，使最大压力在满量 程的10%90%范围内。(2) 将试样在不受拉力的状态

39、下放人环形夹具内， 将试样夹紧。(3) 开动拉力机，顶压速率为100mm/min,在此速度下连续运行直至试样被顶破，记下最大压力，单位为N。5. 计算结果四、刺破强度试验2. 仪器和仪具(1) 压力机或带有反向器的拉力机：其变形速率为 300mr/ min。(2) 量力环：其量程要满足最大压力值。(3) 环形夹具：内径 44.5mm。(4) 刚性顶杆：直径8mm平头。3. 试样数量与规格(1) 试样数量：每组试验取10块试样(2) 试验尺寸：试样尺寸为120mm4 .试验步骤(1) 将试样放人环形夹具内，使试样在自然状态下 放平，拧紧夹具。(2) 将夹具放在加荷装置上并对中。3)将速率设定在

40、100mm/min。(4) 调整连接在刚性顶杆上的量力环的百分表读数 至零。5)开机，记录顶杆顶压试样时的最大压力值。(6) 停机，取下试样。(7) 重复第16步骤进行试验，每组试验进行10 块试样。5 .结果整理第七节土工织物的水力学特性试验一、土工织物的孔隙率土工织物的孔隙率是指其孔隙体积与总体积的比值， 可通过计算求得。二、土工织物的渗透特性(一) 垂直于织物平面的渗透特性测试土工织物垂直方向渗透特性的仪器类似于土工 试验中所使用的渗透仪，试验方法原则上参照 ISO/TC38SQ/N8的测试方法以及我国水电部土工试验规程 规定的SD128-012-84方法。(二) 沿织物平面的渗透特性土

41、工织物在平行织物平面方向输导水流的性能可用沿织物平面的水平渗透系数或导水率表示，这是土工织物排水设 计中的重要指标之一。目前关于渗透系数 K及导水率e的测试方法和仪器结构 型式还处于研究阶段，测试仪器和设备暂可以用图2-24测得。第八节防水混凝土抗渗性能试验四、防水混凝土抗渗试块制作1. 抗渗试块圆柱体：直径、高度均为 150mm.圆台体：上底直径 175mm,下底真径185mm,高为165mm2. 试块制作每组试块为 6个，人工插捣成型时，分两层装入混凝土 拌和物，每层插捣 25次，在标准条件下养护不少于28d，不超过90d 。五、试验仪器混凝土抗渗性测定和试验研究的仪器为HS40A性混凝土

42、抗渗仪。六、抗渗试验1 .试验前，试块应保持潮湿状态，表面应干燥(在低于50 C的烘箱中烘10-30min, 在通风处放515min，表 面干燥即可)。2 .将试模预热至 50 C左右，涂以石蜡，装人试块， 使试块周围与试模内壁之间的缝隙被子蜡填满。3 .装好试块的试模冷却后即可安装在渗透仪上进行 加水试验。4 .试验时，水压从0.2MPa开始，每隔8h增加0.1MPa,边加压，边观察，一直加至6个试块中有3个试块表面发现渗水，记下此时的水压力，即可停止试验。5 .将未渗水的试块剖开，记录渗水高度。七、试验结果计算混凝土的抗渗标号是以每组6个试件中4个未发现有渗水现象时的最大水压力表示。八、抗

43、渗试验的留置组数至少留置两组抗渗试块。其中一组在标准条件下养护，以检验防水混凝土的设计特征值，其余各组块应与结构 在同条件下养护，测得检验标号，作为结构抗渗性能的参考 数据。第九节防水混凝土抗渗性能试验四、防水混凝土抗渗试块制作1. 抗渗试块圆柱体：直径、高度均为 150mm.圆台体：上底直径 175mm,下底真径185mm,高为165mm2. 试块制作每组试块为6个，人工插捣成型时，分两层装入混凝 土拌和物，每层插捣 25次，在标准条件下养护不少于 28d, 不超过90d。五、试验仪器混凝土抗渗性测定和试验研究的仪器为HS40A性混凝土抗渗仪。六、抗渗试验1 .试验前，试块应保持潮湿状态，表

44、面应干燥(在低于50C的烘箱中烘10-30min,在通风处放515min，表面 干燥即可)。2 .将试模预热至 50 C左右，涂以石蜡，装人试块， 使试块周围与试模内壁之间的缝隙被子蜡填满。3 .装好试块的试模冷却后即可安装在渗透仪上进行加水试验。_4 .试验时，水压从0.2MPa开始，每隔8h增加0.1MPa,边加压，边观察，一直加至6个试块中有3个试块表面发现渗水，记下此时的水压力，即可停止试验。5 .将未渗水的试块剖开，记录渗水高度。七、试验结果计算混凝土的抗渗标号是以每组6个试件中4个未发现有渗水现象时的最大水压力表示。八、抗渗试验的留置组数至少留置两组抗渗试块。其中一组在标准条件下养

45、护，以检验防水混凝土的设计特征值，其余各组块应与结构 在同条件下养护，测得检验标号，作为结构抗渗性能的参考 数据。第三章开挖质量和钢支撑施工质量检测第一节开挖质量检测一、开挖质量标准1. 开挖断面尺寸要符合设计要求。2. 要严格控制欠挖。3. 要尽量减少超挖。二、爆破开挖质量要求1 .周边炮眼痕迹保存率为残留有痕迹的炮眼数占周边眼总数的百分比。2. 采用支架式风钻打眼，炮眼深为3m;两茬炮衔接时，出现的台阶形误差不得大于15cm。光面爆破效果评定硬岩中硬岩软岩(1)平均线性超挖量(cm)16-18 18-2020-25(2)最大线性超挖量(cm)202525(3)两茬炮衔接台阶最大:尺寸(cm

46、)152020(4)炮眼痕迹保存率(%A 80A 70A 50(5)局部欠挖555(6)炮眼利用率(%909095三、超、欠挖测定施工中要根据现场条件采用切实可行的超、欠挖测定方 法，有以下几种方法1、直接测量开挖断面面积的方法：以内模为参照物测量开挖断面使用激光束的方法使用投影机的方法2、非接触观测法： 三维近景摄影法测量开挖断直角坐标法极坐标法这里列举几种测量方法以供参考：(一) 以内模为参照物测量开挖断面1、测量方法在二次衬砌立模后，以内模为参照物，从内模量至围岩壁的数据I加上内净空 R1即为开挖断面数据。 测量时，钢尺 尽量与内模(梳形木、钢拱架)垂直。2. 开挖质量评价原理隧道开挖质

47、量不能以某一个开挖断面为标准进行评价； 而应该以某一长度段内所有的实测数据的综合计算分析来评 价本段开挖质量，并与设计要求进行比较分析。(二) 用坐标法测量开挖断：1. 测量原理用经纬仪测量被测开挖断面各变化点的水平角及竖直 角，并已知置镜点与被测断面的距离、置镜点仪器标高、被 测断面开挖底板高程。2. 测量方法(1) 仪器经纬仪一台，水平仪一台，激光打点仪一台及钢尺、塔 尺等。(2) 方法将激光打点仪置于被测断面、照准隧道或线路中线方 向，拨90。角固定水平盘，使各测点处于同一断面上，利用 其发出的激光束照准被测开挖断面各变化点；同时在距被测 断面一定距离置另一经纬仪，用以测量激光打点仪照准

48、各点 的水平角及竖直角(在照准隧道或线路中线方向时，可将水 平度盘置为0或记下水平读数)。用水平仪测量经纬仪的标高， 用钢尺丈量两置镜的距离。3. 数据计算X=L tg( a - a )Y=L tg B /cos( a - a 0)+经纬仪的标高-开挖断面底板高 式中：X 断面水平方向坐标；Y 断面竖直方向坐标；L 两置镜的距离；a水平角读数；a 0- 水平角中线方向初始角读数；B 竖直角读数。(三) 三维近景摄影法测量开挖断面用摄影经纬仪分别在隧道轴线上、摄影基线的左端、右 端采用正直、等倾右偏、等倾左偏等摄影方法获取立体像对。 将获取的隧道开挖的立体像对利用隧道内的施工控制导线， 在室内用

49、立体测图仪进行定向和测绘，即可获得实际开挖轮 廓线与设计开挖轮廓线的比较。(四) 全断面仪测量开挖断面以某物理方向(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的轮廓线。通过 洞内的施工控制导线可以获得断面仪的定点定向数据，在计 算软件的帮助下自动完成实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线 的空间三维匹配，并可输出各测点与相应设计开挖轮廓线之 间的超、欠挖值(距离面积)。如果沿隧道轴向按一定间隔测 量数个断面，还可算得实际开挖方量、超挖方量、欠挖方量。 用断面仪测量实

50、际开挖面的轮廓线的极坐标法，关键技术在 于不需要合作目标(反射棱镜)的激光测距仪；而且它的量 测精度必须满足现代施工测量的要求，也就是断面仪上的激 光测距仪指向何处，就可以获得指向靶点与断面仪旋转中心 的准确距离。用断面仪进行测量，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)是 全自动的。除此以外，在自动测量过程中，测点之间的间距 还可以根据断面轮廓线的实际凸凹形状，随时动态地加以修 正。如果事先在控制器中输入了设计断面形状、隧道轴线平 面、纵面设计定线参数(可以在室内输入)以及断面仪实测时的定向参数(实测时输入)，则完成某一开挖断面的实际测量后，可以立

51、即在控制器的屏幕上显示。在控制器 上操纵断面仪测距头旋转，指向激光所指示的断面轮廓线上的某点，就对应于控制器上图形显示的光标点，并可适 时显示该点的超、欠挖数值.将断面仪的控制器中的数据传输到普通的PC机中，运行断面仪配套的后处理软件，则可以从打印机、绘图机上自 动获得较为理想的试图效果。第二节钢支撑施工质量检测1 .加工质量检测(1)加工尺寸。钢架加工尺寸应符合设计要求。(2) 强度和刚度。钢支撑必须具备足够的强度和刚度。(3) 焊接。检测时，要注意是否有假焊，焊缝长度、深 度是否符合要求。2 .安装质量检测(1) 安装尺寸。检测时应用钢卷尺测量，其误差不应超过设计尺寸5cm。其次应注意量测

52、钢架拱顶的标高，要求钢架不得侵入二次衬砌空间 5cm。(2) 倾斜度。在平面上检测可用直角尺，在纵断面上检 测可用坡度规。(3) 连接与固定，施工过程中尤其要检查钢架与锚杆的 连接，要保证焊接密度与焊接质量，最终使锚杆、钢架和衬砌形成整体承载结构。第四章初期支护施工质量检测第一节锚杆加工质量与安装尺寸检查一、锚杆加工质量1. 锚杆材料(1)抗拉强度从原材料中或成品锚杆上截取试样，在拉力试验机上拉 伸，测试材料的力学特性，确定其是否满足工程要求。(2)延展性与弹性检查时，可采用现场弯折或锤击，观察其塑性变形情况。2. 杆体规格锚杆杆体的直径必须与设计相符，可用卡尺或直尺测量。3. 加工质量检查时

53、，首先应尺量各部分的尺寸，其次检查焊接件的焊 接质量；对于车丝部分，应检查丝纹质量，观察是否有偏心 现象。二、安装尺寸检查1. 锚杆位置钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记。施工时可 根据围岩壁面的具体情况，允许孔位偏差士15mm检查时应对锚杆间距与排距的尺量。2. 锚杆方向检查时应特别注意拱顶钻孔的垂直度，目测即可。3. 钻孔深度水泥砂浆锚杆，允许孔深偏差为士50mm对于树脂锚杆和快硬水泥锚杆，钻孔深度应控制更严。深度不足造成托板 悬空，锚杆难以发挥作用。钻孔深度可用带有长度刻度的塑 料管或木棍等插孔量测。4. 孔径与孔形砂浆锚杆应尺量钻孔直径 JL径大于杆体直径、1、5mmfl寸， 可认

54、为孔径符合要求。第二节锚杆拉拔力测试一、拉拨设备锚杆拉拔试验的常用设备为中空千斤顶、手动油压泵、 油压表、千分表。二、测试方法1. 根据试验目的，在隧道围岩指定部位钻锚杆孔。2 .按照正常的安装工艺安装待测锚杆。3 .根据锚杆的种类和试验目的确定拉拔时间。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，并装设位移量测设备与仪器.。5 .通过手动油压泵加压，从油压表读取油压，根据活塞面积换算锚杆承受的拉拔力。三、注意事项1 .安装拉拔设备时，应使千斤顶与锚杆同心，避免 偏心受拉。2. 加载应匀速，一般以每分钟10kN的速率增加。3 .如无特殊需要，可不作破坏性试验，

55、拉拔到设计 拉力即停止加载。4 .千斤顶应固定牢靠，并有必要的安全保护措施。四、试验要求1 .每安装300根锚杆至少随机抽样一组(3根)，设计变更或材料变更时另作一组拉拔力测试。2 .同组锚杆锚固力或拉拔力的平均值，应大于或等 于设计值。3. 同组单根锚杆的锚固力或拉拔力，不得低于设计 值的90%。第三节砂浆锚杆砂浆位满度检测二、检测仪器锚杆检测三、测量方法在施工现场按设计参数，对不同类型的围岩，各设34组标准锚杆；每组 12根。在这些标准锚杆上测定反射波振 幅值(若每组有一根以上锚杆则取平均值)，这些值即作为检测其它锚杆的标准。这些标准值在进行其它锚杆的检测前储 人仪器，在检测其它锚杆时可由

56、测量仪器自动显示被测锚杆 的长度与砂浆密实度的级别。第四节端锚式锚杆施工质量无损检测二、检测工具锚杆螺母扭力矩的量测工具为扭力扳手。三、检测方法1 .将套筒套在待检测锚杆的螺母上，并将扭力扳手 主体与套筒联接。2 .左手轻按扭力扳手套筒端，右手扳动手柄，同时 读取扭力矩的最大读数，并作记录。3 .根据扭力矩和锚杆拉力之间的对应关系，确定锚 杆的拉力。第五节喷射混凝土质量检验一、影响喷射混凝土厚度的因素爆破效果回弹率施工管理喷射参数二、喷射混凝土质量检测方法(一) 抗压强度试验1 .检查试块的制作方法(1)喷大板切割法在施工的同时，将混凝土喷射在 45cmx35cmxl2cm (可制 成6块)或

57、45cmx20cmx12cm (可制成3块)的模型内，在混 凝土达到一定强度后，加工成10cmx10cmx10c m的立方体试块， 在标准条件下养护至28d进行试验(精确到 0.1MPa)(2) 凿方切割淡在具有一定强度的支护上，用凿岩机打密徘钻孔，取出长约35cm、宽约15cm的混凝上块，加工成 10cmxl0cmxl0cm 的立方体试块，在标准条件下养护至28d,进行试验(精确到0.1MPa)。2 .检查试块的数量隧道(两车道隧道) 每10延米，至少在拱部和边墙各取、 组试样，材料或配合比变更时另取一组，每组至少取3个试块进行抗压强度试验。3 .满足以下条件者为合格，否则为不合格。(1)

58、同批(指同一配合比)试块的抗压强度平均值，不 低于设计强度或 C20。(2 )任意一组试块抗压强度平均值不得低于设计强度的80%。(3) 同批试块为35组时，低于设计强度的试块组数不 得多于1组；试块为(一 16组时，不得多于两组；17组以上， 不得多于总组数的15 %。(二) 喷射混凝土厚度的检测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。每口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。(3) 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，最小厚度不应小于设计厚度的1/2。在软弱破

59、碎围岩地段，喷层厚度不应小于设计规定的最小厚度，钢筋网喷射混凝土的 厚度不应小于 6cmt(三) 喷射混凝土与园岩粘结强度试验1. 检查试块的制作方法(1) 成型试验法在模型内放置面积为10cmX10cmx厚 5cm且表面粗糙度近似于实际情况的岩块，用喷射混凝土掩埋。在混凝土达到一 定强度后，加工成10cmxl0cmX10cm的立方体试块，在标准条件下养护至28d,用劈裂法进行试验。(2) 直接拉拔法在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用喷射 混凝土将加力板埋人，喷层厚度约10cm,试件面积约 30cmX30cm(周围多余的部分应予清除)。经28d养护，进行拉拔试验。三、喷射混凝土施工质量评判(一) 匀质性喷射混凝上强度的匀质性、可用现场28d龄期同n组试块抗压强度的标准差s和变异系数Vn表示。(二) 抗压强度1 .同批喷射混凝土的抗压强度，应以同批标准试块的强 度代表值来评定。2 .每组试块的强度代表值为3个试块试验结果的平均值(精确到0.1MPa)。3 .喷射混凝土抗压强度的合格标准(1 )当同批试块组数 n=10时，应以数理统计方法按下 述条件评定：Rn一 KiSn 9RRminA K2R(2)当同批试块组数 n10时，可用非统计方法，按下述 条件进行评定：RnA 1.15RRminA 0.95R第五章防排水材料及施工质量检测