隧道质量控制技术.ppt

s o u t h w e s t j I a o t o n g u n I v e r s I t y隧道质量控制技术隧道质量控制技术隧道施工质量控制技术隧道施工质量控制技术三阶段质量控制三阶段质量控制隧道施工质量控制是一个过程，即从隧道结构隧道施工质量控制是一个过程，即从隧道结构“孕育孕育”、“成长成长”的各个阶段都要进行控制，通过试验、检测等技术，提出相应的控的各个阶段都要进行控制，通过试验、检测等技术，提出相应的控制指标、方法以及检测技术。施工质量控制包括事前控制、事中控制指标、方法以及检测技术。施工质量控制包括事前控制、事中控制和事后控制三个阶段，三阶段控制构成了质量控制的系统控制过制和事后控制三个阶段，三阶段控制构成了质量控制的系统控制过程。程。事前控制事前控制 事前控制要求预先进行编制周密的质量计划。尤其是工程项事前控制要求预先进行编制周密的质量计划。尤其是工程项目施工阶段，制订质量计划或编制施工组织设计或施工项目管理实目施工阶段，制订质量计划或编制施工组织设计或施工项目管理实施规划，都必须建立在切实可行、有效实现预斯质量目标的基础上，施规划，都必须建立在切实可行、有效实现预斯质量目标的基础上，作为一种行动方案施工部署。作为一种行动方案施工部署。事前控制主要包括强调质量目标的计划预控和按质量计划进事前控制主要包括强调质量目标的计划预控和按质量计划进行质量活动前的准备工作状态的控制。行质量活动前的准备工作状态的控制。事中控制事中控制 事中控制首先是对质量活动的行为约束，即对质量产生过程事中控制首先是对质量活动的行为约束，即对质量产生过程各荐技术作业活动操作者在相关制度管理下的自我行为约束的同时，各荐技术作业活动操作者在相关制度管理下的自我行为约束的同时，充分发挥其技术能力，去完成预定质量目标的作业任务；其次是参充分发挥其技术能力，去完成预定质量目标的作业任务；其次是参建各方对质量活动过程和结果的监督控制，这里包括来自企业内部建各方对质量活动过程和结果的监督控制，这里包括来自企业内部管理者的检查检验和来自企业外部的工程监理和政府质量监督部门管理者的检查检验和来自企业外部的工程监理和政府质量监督部门等的监控。等的监控。事后控制事后控制 事后控制包括对质量活动结果的评价认定和对质量偏差的纠事后控制包括对质量活动结果的评价认定和对质量偏差的纠正。人理论上分析，如果计划控制过程所制订的行动方案考虑得越正。人理论上分析，如果计划控制过程所制订的行动方案考虑得越周密，事中约束监控的能力越强、越严格，实现质量预期目标的可周密，事中约束监控的能力越强、越严格，实现质量预期目标的可能性就越大。理想的状况就是希望做到各项作业活动能性就越大。理想的状况就是希望做到各项作业活动“一次成功一次成功”、“一次交验合格率一次交验合格率100%”100%”。由于系统因素和偶然因素的存在，因此。由于系统因素和偶然因素的存在，因此当出现质量实际值与目标值之间超出允许偏差时，必须分析原因，当出现质量实际值与目标值之间超出允许偏差时，必须分析原因，采取措施纠正偏差，保持项目质量始终处于受控状态。采取措施纠正偏差，保持项目质量始终处于受控状态。施工质量过程控制（也称工后控制）。目前的质量控制大多是施工质量过程控制（也称工后控制）。目前的质量控制大多是“重二衬，轻初支重二衬，轻初支”，实际上隧道初期支护是隧道的主要承力结，实际上隧道初期支护是隧道的主要承力结构，对整个隧道结构的耐久性起着很重要的作用，故在隧道施工构，对整个隧道结构的耐久性起着很重要的作用，故在隧道施工质量过程控制中，对初期支护各结构的施工质量均需进行必要的质量过程控制中，对初期支护各结构的施工质量均需进行必要的控制。控制。施工质量过程控制主要包括开挖断面、锚杆质量（长度及施工质量过程控制主要包括开挖断面、锚杆质量（长度及砂浆饱和度）、钢拱架或格栅钢架、喷混凝土质量（强度、厚度砂浆饱和度）、钢拱架或格栅钢架、喷混凝土质量（强度、厚度及背后缺陷）、防水层施工质量、二次衬砌混凝土质量（强度、及背后缺陷）、防水层施工质量、二次衬砌混凝土质量（强度、厚度及背后缺陷）、隧道衬砌裂纹等的实时控制。厚度及背后缺陷）、隧道衬砌裂纹等的实时控制。1 1 原材料原材料 对于隧道工程中所要用到的所有材料（水泥、砂、石、钢材、对于隧道工程中所要用到的所有材料（水泥、砂、石、钢材、防水板、外加剂等），在施工前均需按要求进行试验，确保合格之后防水板、外加剂等），在施工前均需按要求进行试验，确保合格之后才能使用。才能使用。对施工过程中将要用到的喷混凝土配合比、二次衬砌混凝土配对施工过程中将要用到的喷混凝土配合比、二次衬砌混凝土配合比及砂浆的配合比等，均要以工程中将要采用的各种材料为基础进合比及砂浆的配合比等，均要以工程中将要采用的各种材料为基础进行各种配合比设计，以确保混凝土及砂浆的强度满足要求。行各种配合比设计，以确保混凝土及砂浆的强度满足要求。2 隧道开挖断面隧道开挖断面（1 1）控制超欠挖）控制超欠挖表表12-1 12-1 隧道允许超挖值（隧道允许超挖值（cmcm）围岩级别围岩级别开挖部位开挖部位、拱部拱部线性超挖线性超挖101015151010最大超挖最大超挖151525251515边墙线性超挖边墙线性超挖101010101010仰拱、隧仰拱、隧底底线性超挖线性超挖1010最大超挖最大超挖2525 客运专线铁路隧道工程施工技术指南客运专线铁路隧道工程施工技术指南 TZ 214 TZ 21420052005规定：规定：隧道开挖不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分隧道开挖不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每侵入衬砌（每1m21m2不大于不大于0.1m20.1m2、高度不大于、高度不大于5cm5cm）。拱脚和墙脚以上）。拱脚和墙脚以上1m1m范范围内严禁欠挖。围内严禁欠挖。在控制超欠挖技术的研究中，首先应改变观念，即必需改变在控制超欠挖技术的研究中，首先应改变观念，即必需改变“宁宁超勿欠超勿欠”的传统观点，树立的传统观点，树立“少欠少超少欠少超”的观点。也就是说，应容许一的观点。也就是说，应容许一定程度的欠挖，例如，日本在隧道施工中，基本上容许概率为定程度的欠挖，例如，日本在隧道施工中，基本上容许概率为1616的欠的欠挖。即在开挖断面上取挖。即在开挖断面上取100100个点，有不超过个点，有不超过1616个点的超挖就可以了。这样个点的超挖就可以了。这样就可以避免开挖轮廓线的无谓扩大，而使超挖得以减少。例如，铁路隧就可以避免开挖轮廓线的无谓扩大，而使超挖得以减少。例如，铁路隧道施工规范（道施工规范（TB 10204TB 1020420022002）规定：当围岩完整、石质坚硬时，容许）规定：当围岩完整、石质坚硬时，容许岩石个别突出部分（每岩石个别突出部分（每1m21m2不大于不大于0.1m20.1m2）侵入衬砌，侵入值应小于衬砌）侵入衬砌，侵入值应小于衬砌厚度的厚度的1/31/3，并小于，并小于10cm10cm。对喷锚衬砌应不大于。对喷锚衬砌应不大于5cm5cm。实际施工中，周边实际施工中，周边孔开口位置孔开口位置e有三种情有三种情况，其出现机率和差值况，其出现机率和差值大小则主要决定于钻孔大小则主要决定于钻孔水平。第水平。第1种情况（种情况（a）不影响超欠挖；在（不影响超欠挖；在（b）的情况时，将使超挖增的情况时，将使超挖增加一个加一个e值，而第值，而第3种情种情况，将使超挖减小一个况，将使超挖减小一个e值，但出现欠挖。因值，但出现欠挖。因而，钻孔时先定位，后而，钻孔时先定位，后钻进，并在掌子面上完钻进，并在掌子面上完整醒目地标出周边孔位整醒目地标出周边孔位线，把线，把e控制在较小范控制在较小范围内（约在围内（约在3cm）是可）是可能的。能的。对隧道在各施工阶段的净空尺寸（横断面净空及超欠挖）采用对隧道在各施工阶段的净空尺寸（横断面净空及超欠挖）采用激光断面仪（如国产激光断面仪（如国产BJSD-2型隧道限界检测仪，见图）或全站仪型隧道限界检测仪，见图）或全站仪进行检测。通过激光断面仪对隧道各施工阶段净空尺寸的检测、数进行检测。通过激光断面仪对隧道各施工阶段净空尺寸的检测、数据处理，可以评价隧道开挖质量、取代收敛量测以及对地质雷达检据处理，可以评价隧道开挖质量、取代收敛量测以及对地质雷达检测喷混凝土厚度时进行波速标定和厚度修正等。测喷混凝土厚度时进行波速标定和厚度修正等。（2）激光断面仪检测）激光断面仪检测开挖质量开挖质量 在隧道开挖后，将激光断面仪架设在检测横断面上对开挖轮廓在隧道开挖后，将激光断面仪架设在检测横断面上对开挖轮廓进行检测，对实测数据进行分析处理，得出隧道开挖轮廓断面，与进行检测，对实测数据进行分析处理，得出隧道开挖轮廓断面，与设计的开挖线相比较，可评价隧道开挖的超欠挖情况，对隧道的开设计的开挖线相比较，可评价隧道开挖的超欠挖情况，对隧道的开挖质量进行评价，详见图。挖质量进行评价，详见图。混凝土厚度检测混凝土厚度检测 在隧道开挖后，用激光断面仪或全站仪对开挖断面进行测量，在隧道开挖后，用激光断面仪或全站仪对开挖断面进行测量，待初期支护喷混凝土完成后在相同断面作初期支护施作后的净空断待初期支护喷混凝土完成后在相同断面作初期支护施作后的净空断面进行测量，利用两次测量结果的差值，可得出该断面初期支护喷面进行测量，利用两次测量结果的差值，可得出该断面初期支护喷混凝土厚度的准确值（见图）。若在二次衬砌前后对相同断面进行混凝土厚度的准确值（见图）。若在二次衬砌前后对相同断面进行检测，即可得检测断面二次衬砌厚度准确值。检测，即可得检测断面二次衬砌厚度准确值。隧道净空状况检测隧道净空状况检测 检测中以隧道控制网坐标系统（中线及高程）为断面轮廓检测中以隧道控制网坐标系统（中线及高程）为断面轮廓检测的坐标系统，隧道内每间隔一定距离（如检测的坐标系统，隧道内每间隔一定距离（如20m）设置一个检）设置一个检测断面，每个检测断面上设置一定数量的测点进行检测，对隧道测断面，每个检测断面上设置一定数量的测点进行检测，对隧道净空状况采用激光断面仪（净空状况采用激光断面仪（BJSD-2型）方法进行检测。型）方法进行检测。利用专用处理软件（软件界面见图利用专用处理软件（软件界面见图4-25）对实测数据进行）对实测数据进行分析处理，得出隧道横断面数据（详见图分析处理，得出隧道横断面数据（详见图4-23）。同时，以设计）。同时，以设计断面为标准曲线，通过与实测断面轮廓数据的比较，确定隧道衬断面为标准曲线，通过与实测断面轮廓数据的比较，确定隧道衬砌净空断面是否满足设计要求（见图砌净空断面是否满足设计要求（见图4-26）。）。图图4-25 BJSD-2型隧道限界检测仪型隧道限界检测仪专用软件界面专用软件界面 图图4-26 二衬后断面检测结果图二衬后断面检测结果图（2）锚杆质量）锚杆质量 锚杆是将破碎或不稳定岩体锚杆是将破碎或不稳定岩体(块块)与牢固稳定的岩体连结在一起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部段，其锚固力主要起着将该段岩体(块块)与锚杆连结在一起的作与锚杆连结在一起的作用（见图用（见图4-274-27）。要让锚杆能发挥设计的效果，除保证锚杆的长度）。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。除此之外，对锚杆质量影响较大的因素还有砂浆的强度，得有足。除此之外，对锚杆质量影响较大的因素还有砂浆的强度