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:
1. 材料检测:防排水材料检测、支护材料检测和衬砌材料检测。 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
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900mmx l000mm。
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
①拉力试验机。最大负荷2kN,最小读数10N,夹具的支持宽度不小于50mm,夹持器的移动速度应为500±50mm/min。
②裁样机。
③I型裁刀。 ④卡尺。 ⑤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
①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。
②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 ± 10mm/min的速度拉
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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
①拉力试验机:规格与拉伸强度试验用的相同。 ②卡尺、钢板尺。 ③裁样机。
④裁刀:试件裁刀的形状和尺寸应符合图2-5和表2-4的规定,各部尺寸允许公差为±0.5mm。 (2)试验步骤:
①用卡尺测量试件直角部位的厚度。
②把试件对称并垂直地夹持在拉力试验机上。
③开动试验机,以500±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
①试件为哑铃形,其形状尺寸应符合图2-4的规定。
②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:
①臭氧浓度:10~100000pphm(1pphm=10m/m
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3
3
);
②换气量:100~600L/h; ③工作室温度:室温~50℃;
④料架拉伸速度: 15或20次/min; ⑤料架回转速度:1次/min(双向);
⑥料架拉伸距离:静态为0~50mm;动态为0~120mm。 (3) 试验步骤
①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30~40min,再放入工作室中。
②静态和动态试验的拉伸率为20%、40%、60%或100%。
③臭氧老化时间,可在如下系列中选取: 4h 、8h、12h、24h、48h……, ④臭氧浓度的选择,除特殊要求外推荐如下三种: I. 25±5pphm; II.250±50pphm;
III.15000±1000pphm。
⑤接通电源,调整温度控制器,使工作室内温度升至40℃(或其他要求温度);温度波动范围应不大于土1℃。
⑥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。
⑦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。 ⑧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,测定其
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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
①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。
②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℃、70℃、100℃、120℃、150℃、200℃……;老化时间可选择24h、48h、72h、96h、144h、168h等等。
鼓风
采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4~96h,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
①将低温槽内的介质调至所需温度。
②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℃。
③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(℃)。 7.柔度试验
(1)仪器及材料
①冷浆箱:温度范围20~-50℃ ②圆棒:ф10mm金属棒 (2)试验方法
将三块试样分别绕ф10mm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
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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》(GB2958——82)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15min所析出的水相体积与总体积之比,即为离心稳定度。 (2)仪器 ①离心沉淀器:转速3500r/min。 ②10mL带刻度试管。 ③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:50mmxl00mmxl0mm。
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 ± 0.1g)。 (3)测定步骤
将制好的试件放在温度为24±2℃、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:
①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10~15cm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。
②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1cm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。
③对稍有粘性的涂膜:当试件翻转经食指轻敲后,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
①电热鼓风干燥箱。 ②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± 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50℃,以免涂膜起泡。 (4)测定步骤
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将三片试件放在试样架上,把试件连同试样架放入 30±1℃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œ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DK2一500型。 (3)试件制备 ①œ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。
②试件制备
一个粘接面上涂刷试样五道(总涂刷量为: 1±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±1℃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
①电冰箱或保温瓶; ②放大镜:放大4倍; ③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±1℃盐水的保温瓶中(或放入- 10±1℃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。 8.不透水性的测定 (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
①玻璃片:200mmX500mm;
②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± 0.3mm(涂刷量约42g)。玻璃片连同涂膜在室温下(25℃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100mm的试片待用。
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(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 ①千斤顶;
②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±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±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
①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。
②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以内允许有拆皱和裂纹。
③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。
④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
①分析天平:感量为0.001g或0.0001g。
②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。 ③加热器:具有电热或蒸汽加热装置的电炉或水浴。
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④干燥箱:具有恒温控制装置。
⑤标准筛:140目(0.104mm)圆形网筛,具有筛盖和筛底。 ⑥细软毛刷或毛笔。 ⑦称量瓶或表面皿。 ⑧镀镍钳或镊子。 ⑨干燥器:250~300mm。 ⑩金属支架及夹子。
⑾软质胶管。
⑿滤纸:(直径不小于15cm)、棉线、裁纸刀。
(3)试件准备
精确切取100mmⅹl00mm的试件三块,并按以下不同要求进行处理:
①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)。
②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)。 ③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1/2~1/3,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105~110℃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 冷却至室温的干燥试件,按以下要求进行处理和称量:
①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(G1)。
②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(P1和P): ③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①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)、贮水罐、压力表(0.6MPa,最小刻度0.001MPa)、加水压装置等构成。 ②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
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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:①本试验宜在水温20±5℃条件下进行:
②三块试件均无渗水现象方可评定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
①分析天平:精确度0.001g。 ②容纳试件的广口保温瓶。
③毛刷、毛巾、搅拌棒。
④温度计:0~50℃(精确度0.5℃)。
⑤软化点90℃以上的建筑石油沥青。
(2)试件准备
切取100mmX100mm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±2℃的水中浸泡。每块试件相隔距离不小于2mm(可用细玻璃棒置于试件之间),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
①电热恒温箱。
②温度计:0~150℃,最小刻度为0.5℃。 ③干燥器。
④6~8cm表面皿。
⑤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10mm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:①集中性气泡系指破坏油毡涂盖层花纹原形的密集气泡;
②以三块试件均合格为合格。
6.拉力试验
(1)仪器及工具
①拉力机:最大负荷2kN,最小读数10N,夹具的夹持宽度不小于5cm。
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②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
①圆棒:φ20mm和φ25mm。 ②水槽或烧杯。
③温度计:0~50℃ ,精确度0.5℃。 (2)试件准备
沿卷材纵向切取60mmx30mm和横向切取60mmx30mm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℃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10cmxl0cm,裁剪和测量精度为1mm。
4.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: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±0.01kPa(3)采用砝码或杠杆方法对压脚加压,压力分别为:20 0±0.1kPa,200±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
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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 l0cm。
4.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4~5步骤。
(4)增加砝码对试样施加20±0.1kPa的压力,稳压30s后读数。
(5)增加法码对试样施加200± lkPa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,25cm
(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10cmX10cm。
4.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,一般在此读数范围内分三级加压,施加压力分别为:2 ±0. 01kPa、20 ±0.01kPa、200±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±0.01kPa的压力。 (5)重复1~4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
①宽条试样有效宽度200mm,夹具实际宽度不小于 210mm。 ②窄条试样有效宽度50mm,夹具实际宽度不小于 60mm。
③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300mm。
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(3)动力装置
(4)测量和记录装置 ① 指示或记录荷载的误差不得大于相应实际荷载的2%。 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。
③ 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 ①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。
② 窄条试样
裁剪试样宽度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100mm。 4.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L0 (5)开动试验机,以拉伸速度50mm/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100mm/min。
(2)夹具:夹持面尺寸(长X宽)为50mm/84mm,宽度要求不小于84mm,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。
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(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100mm/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/min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:①夹具内加垫片;②与夹具接触部分的织物用固化胶加固;③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Φ120mm。 4.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300mm/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~120mm。 4.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1~6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
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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/TC38SC2/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θ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
四、防水混凝土抗渗试块制作
防水混凝土抗渗性能试验
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165mm。 2.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,表面应干燥(在低于50℃的烘箱中烘10----30min,在通风处放5~15min,表面干燥即可)。 2.将试模预热至50℃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
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165mm。
2.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。
防水混凝土抗渗性能试验
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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,表面应干燥(在低于50℃的烘箱中烘10---30min,在通风处放5~15min,表面干燥即可)。 2.将试模预热至50℃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
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---20 20---25 (2)最大线性超挖量(cm) 20 25 25 (3)两茬炮衔接台阶最大尺寸(cm) 15 20 20 (4)炮眼痕迹保存率(%) ≥80 ≥70 ≥50 (5)局部欠挖 5 5 5 (6)炮眼利用率(%) 90 90 95 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:
⑪以内模为参照物测量开挖断面⑫使用激光束的方法⑬使用投影机的方法 2、非接触观测法:⑭三维近景摄影法测量开挖断⑮直角坐标法⑯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l 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。
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开挖质量和钢支撑施工质量检测 第一节 开挖质量检测
2. 开挖质量评价原理
隧道开挖质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90º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(α-α0)
Y=L·tgβ/cos(α-α0) + 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; α-------水平角读数;
α0------水平角中线方向初始角读数; β-------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
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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,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±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±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、5mm时,可认为孔径符合要求。
第二节 锚杆拉拔力测试※
一、拉拨设备
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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,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3~4组标准锚杆;每组1~2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
⑪爆破效果⑫回弹率⑬施工管理⑭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45cmx20cmx12cm
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(可制成3块)的模型内,在混凝土达到一定强度后,加工成10cmx10cmx10cm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)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3~5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6cm。
(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V n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≥9R Rmin≥K2R
(2)当同批试块组数n<10时,可用非统计方法,按下述条件进行评定: Rn ≥1.15R Rmin≥0.95R
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第五章 防排水材料及施工质量检测
第二节 排水系统施工质量检查
一、环向排水管 1、外观检查
检查弹簧管质量时,首先检查玻璃纤维布或塑料滤布是否套紧;其次检查弹簧涂塑层是否均匀,涂层有元老化;然后用直尺量测弹簧管的直径,检查其是否与设计尺寸一致;最后从轴向和横向用力压弹簧管。观察其是否有较大的塑性变形,孔径是否有异常变化。 2、安装检查
施工检查中首先要按要求布设环向弹簧排水管,要保证基本问距,局部涌水量大时还应适当加大其密度。其次,安装时弹簧排水管应尽量紧贴渗水岩壁,尽量减小地下水由围岩到弹簧排水管的阻力。第三,弹簧排水管布置时沿环向应尽量圆顺,尤其在拱顶部位不得起伏不平。第四,弹簧排水管安装时应先用钢卡等固定,再用喷射混凝土封闭。最后应检查弹簧排水管与下部纵向排水盲管的连接,确保弹簧排水管下部排水畅通。 二、纵向排水盲管 1.外观检查
(1)纵向排水盲管材质及规格检查。 (2)管身透水孔检查。 2.安装检查
(1)安装坡度检查。 (2)包裹安装检查。
(3)与上下排水管的连接检查。 三、横向盲管
对横向盲管的检查,主要是接头应靠牢、密实,保证纵向盲管与中央排水管间水路畅通,严防接头处断裂,由纵向盲管排出之水在路面下漫流,造成路面翻浆冒水,影响行车安全;其次是在横向盲管上部应有一定的缓冲层,以免路面荷载直接对横向盲管施压,造成横向盲管破裂或变形,影响其正常的排水能力。 四、中央排水管 1.外观检查
(1)预制管段的规整性。
(2)管壁的强度。
检查混凝土强度是否满足设计与施工要求。 2.施工检查
(1)中央排水管基础检查。
施工中应特别注意检查基础的坡度,不仅总体坡度应符合要求,而且局部的几个管段问也应符合要求,
(2)管段铺设检查。
应逐段进行通水试验,发现漏水,及时处理。
第三节 防水板施工质量检测与检查 一、喷射混凝土检测
1.喷射混凝土基面平整度:边墙D/L≤1/6,拱顶D/L≤1/8。 平整度用直尺检测。
2.基面不得有钢筋、凸出的管件等尖锐突出物。
3. 隧道断面变化或转弯处的阴角应抹成R≥5 cm的圆弧。
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4.防水层施工时,基面不得有明水。
二、防水卷材施工工艺与检查方洁 1.焊缝质量检测
用5号注射针与压力表相接,用打气筒充气(脚踏式或手动式皆可),充气时检查孔会鼓起来,当压力达0.1~0.15MPa时,停止充气。保持该压力时间不少于1min。 2.防水层破损的检查
(1)补钉不得过小,离破坏孔边沿不得小于7cm。 序项目 方法及测量间隔时间 号 名称 工具 布置 1~1516d~d 1m 1~3m >3m 1 地质岩性、开挖后每次爆破后进行 和支结构面及初期护状产状及支护后况观支护裂进行 测 缝观察或描述,地质罗盘等 2 周边各种类每10~50 1~21次1~21~3位移 型收敛m一个断次//2次/次/计 面,每断天 天 周 月 面2~3对测点 3 拱顶水平每10~50 1~21次1~21~3下沉 仪、水m一个断次//2次/次/准尺、面 天 天 周 月 钢尺或测杆 4 锚杆各类电每10m— — — — 及锚测锚一个断索内杆、锚面,每个力及杆测力断面至抗拔计及拉少做三力 拔器 根锚杆 5 表面水平每5~50m开挖面距量侧面前后<2 下沉 仪、水一个断面,B时,1~2次/天; 准尺 每断面至开挖面距量侧面前后<5 少7个测B时,1次/2天 点;每隧道开挖面距量侧面前后<5 至少量个B时,1次/周 断面;中线每5~20m一个测点 20
6 围岩体内位移(洞内设点) 7 围岩体内位移(地表设点) 8 围岩压力及两层支护间压力 9 刚支撑内力及1支0 护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测 1围岩1 弹性波测洞内钻孔中安设单点、多点杆式每5~100m一个断面,每断面2~101~2次每天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 或钢丝个测点 式位移 地面钻孔中安每代表性地段通地表下沉要求 设各类一个断位移器 面,每断面3~5各种类型压力盒 个钻孔 每代表性地段一个断面,每断面宜为15~20个测点 支柱压力计或其它测各类混凝土内应变计、应力计、测缝计及表面应力解除法 各种声波仪及配套探在有代表性地段设置 — — — — 每10钢拱支撑一对测力计 每个代表地段一个断面,每个断面宜为1个测点 1~2次每天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 1~2次每天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 1~2次每天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 外力 力计 试 头 其中第1---4项为必测项目,5—11为选测项目。 五、施工监控量测计划的制定
1.监控量测项目、方法及监控量测断面选定,断面内测点数量和位置、量测频率,量测仪
器和元件的选定及其精度和率定方法,测点埋没时间等。
2.量测数据记录表格式,表达量测结果的格式,量测数据精度确认的方法。
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3. 量测数据处理方法,井进行试算。
4.量测数据大致范围,作为判断异常依据。
5.从初期量测值预测最终位移值的方法,综合判断隧道最终稳定的标准。 6.施工管理方法。 7.异常情况对策。
8. 利用反馈信息修正设计的方法。
9.传感器埋设设计,包括埋设方法、步骤、各部分尺寸及回填浆液配比、工艺选定及与工程进度衔接等。
10.固定测试元件的结构设计和测试元件的附件设计。 11.量测断面布置图和文字说明。 12.监控量测设计说明书。 六、施工监控量测计划的实施
1.获得满足精度要求和可信赖的量测信息。 2.正确进行预测和反馈。
3.建立管理体制和相应管理基准,进行日常施工管理、量测管理等
第二节 围岩周边位移量测
一、置测设计
1.量测断面问距
应保证沿隧道轴线每类围岩至少有一个量测断面。对于地质条件好且收敛值稳定的隧道,可加大量测断面的间距;对于围岩较差,收敛值长期不稳定,开挖进度快或采用分部开挖法施工的隧道,可缩小量测断面的间距。
2.量测频率
量测频率按表6-2取值。 3,量测点埋设时间
一般情况下,测点距开挖工作面应小于1~2m。测点埋设后,第一次量测时间应在上次爆破后24h内,并在下次爆破前进行。第一次量测的初读数是关键性数据,应反复测读;当连续量测3次的误差R≤0.18mm 时,才能继续爆破掘进(R根据收敛计而异)。 4.收敛测线布置
全断面开挖时,埋深小于两倍洞径地段或浅埋隧道,采用3~6条测线;一般地段应采用2~3条测线,但拱脚处必须有一条水平测线。若位移值较大或偏压显著,可同时进行绝对位移量测。 二、量测仪器
目前我国公路隧道施工中常用的收敛计为机械式的收敛计。 四、原始记录和量测资料整理
1.量测原始记录 2.量测资料整理
①原始记录表及实际测点布置图;
②位移随时间以及开挖面距离的变化图;
③位移速度、位移加速度随时间以及开挖面距离的变化图。
五、数据处理
及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。
六、收敛量测结果的应用
按照《公路隧道施工技术规范调》(JTJ042)第9.3.4条规定,隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于规定数值。
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按照《公路隧道施工技术规范调》(JTJ042)第9.3.5条规定了二次衬砌的施 1.各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定; 2. 已产生的各项位移已达预计总位移量的80%~90%;
3.周边位移速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d 。
第三节拱顶下沉量测
一、置测方法
对于浅埋隧道,可由地面钻孔,使用挠度计或其它仪表测定拱顶相对地面不动点的位移值。对于深埋隧道,可用拱顶变位计,将钢尺或收敛计挂在顶点作为标尺,后视点可设在稳定衬砌上,用水平仪进行观测。 二、量测要求
1.拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测。 2.每个断面布置1一3个测点,侧点设在拱顶中心或其附近。 3.量测精度为±1mm。
4.量测时间应延续到拱顶下沉稳定后。 三、量测仪器
拱顶下沉量测主要用隧道拱部变位观测计。 四、原始记录和量测资料积累
量测的原始记录与收敛量测相同,用下沉量、下沉速度的时间关系图来表示。
第四节 地表下沉量测
二、量测方法
一般用水平仪量测,量测精度±1mm。
量测用的测点沿纵向(隧道中线方向)布置,其间距:当埋深h>2D时,为20~50m;当埋深D<h<2D时,为10~20m;当埋深h 将纵向下沉。时间曲线和横向下沉-时间曲线分别作出。 第五节 围岩内部位移量测 三、量测方法 1.量测断面选择 量测断面应设在有代表性的地质地段;在一般围岩条件下,每隔200~500m设一个量测断面比较适宜。 2.量测断面上的测点布置 每一量测断面应布设3~11个测点;要尽量靠近锚杆或周边位移量测的测点处,以便计算分析。 3.量测频率 围岩内位移的量测频率与同一断面其它项目量测频率相同。 四、 量测仪器 多点位移计。 一般在拱部或顶部导洞开挖后,立即钻孔安装伸长计,然后进行扩挖,隔一定时间测读各点位移值;进行校正,求出相对于最深一点的位移值,作出时间-位移曲线,分析各点的 23 变形速率及稳定性。 测读方法、用0~300mm的深度游标卡尺(精度为士0.2mm)测读。 每点需进行5次测读,取其3次相近的读数平均值作为此处测读结果;测读间隔时间由数小时到数天,一般间隔1d测读一次。 五、量测资料的应用 实用中,一般根据量测结果,先绘出位移-深度关系曲线(图6-8)和位移---时间关 系曲线。通过位移-时间曲线,掌握了围岩内部随时间变形的规律,则可更好地用于指导施工。 第六节 锚杆轴力量测 机械式量测锚杆是在中空的杆体内放人四根细长杆,将其头部固定在锚杆内预计的位置上(图6-11)。量测锚杆一般长度在6m以内,测点最多为4个,用千分表直接读数。量出各点间的长度变化。而后被测点间距除得出应变值、再乘以钢材的弹性模量,即得各测点间的应力。了解锚杆轴力及其应力分布状态;再配合以岩体内位移的量测结果就可以设计锚杆长度及锚杆根数,掌握岩体内应力重分布的过程。 电阻应变片式量测锚杆是在中空锚杆内壁或在实际使用的锚杆上轴对称贴四块应变片,以四个应变的平均值为量测应变值,这样可消除弯曲应力的影响,测得的应变值乘以钢材的弹性膜量得该点的应力。 第七节 钢支撑压力量测 三、量测方法 1.根据量测目的选择量测断面。 2.在量测断面内布置测点;测点一般为3个(图6-16),也可视需要灵活设置。 3.根据液压测力计的使用要求,安装测力计于钢支撑上面。 4.通过高压软管将压力表接到读数方便位置,固定管束和压力表于钢支撑或隧道壁面上。 5.读取初读数,并定期记录备点压力值。 四、成果整理 绘制各测点的压力一时间变化曲线。 第八节 衬砌应力量测 一、量测仪器 测试系统一般由钢弦式传感器(或调频弦式传感器)和钢弦频率测定仪组成。 二、压力盒的类型 钢弦式传感器根据它的用途、结构形式和材料不同,一般有多种类型,可根据用途选择。 二、 传压囊的设置 为了增大钢弦压力盒接触面,避免由于埋设接触不良而使压力盒失效或测值很小,有时采用传压囊增大其接触面。 装配传压囊时,必须将油尽量注满,且囊内无空气;钢弦压力盒与传压囊接触处,用0型密封圈密封、压紧套管要压紧压力盒。 四、钢弦压力盒的性能试验 1.钢弦抗滑性能试验 钢弦通常用销钉夹紧装置安装并经过热处理。抗滑性试验时,将压力盒放在频率为50周/秒的电振动台上持续振动10~15s,然后检查其结构的初频变化情况。此外,还应作锤击试验。用小木锤以每分钟15次的速度、垂直敲打压力盒承压膜,持续2min再测量其初频变化;若初频变化在±10HZ以内,则可认为性能良好。 2.密封防潮试验 24 试验时,将压力盒放在专设的压力罐中,先让其在水中浸泡7d,然后加0.4MPa的压力,恒压6h取出压力盒并启开,检查其密封质量;若元渗漏现象。 3.稳定性试验 把已经作过抗滑和密封防潮试验的压力盒在完全不受载荷的情况下静置1年,再测量其初始频率值;若仍在±10HZ的频差范围内,可认为是稳定可靠的。 4.重复性试验 其试验方法与压力盒的标定方法相同。 五、钢弦压力盒的标定 标定是在压力缸或材料试验机上进行的, 标定前,应先将压力盒预压3次(反复由零加至设计最大负荷),然后开始标定读数。每次读数压力间隔一般为最大压力的1/8~1/10。标定读数重复进行3次,取其平均值,并绘制其压力与频率平方差的关系曲线。 六、压力盒的布置与埋设 埋设压力盒总的要求是:接触紧密和平稳,防止滑移,不损伤压力盒及引线,并且需在上面盖一块厚6~8mm、直径与压力盒直径大小相等的铁板。 七、压力盒的观测方法 观测时,根据具体情况及要求,定期进行测量;每次每个压力盒的测量应不少于3次,力求测量数值可靠、稳定,并作好原始记录。 第七章 混凝土衬砌质量检测 隧道砼衬砌常见的质量问题有: 混凝土开裂和内部缺陷、混凝土强度不够、衬砌厚度不足、钢筋锈蚀和背后存在空洞等 混凝土衬砌的形式: 从结构上分:复合式衬砌中结构中的喷射砼和模筑砼;整体式衬砌、明洞衬砌; 按施工方法:喷射砼、模筑现浇砼、预制拼装砼; 混凝土衬砌质量检测方法的选择取决于: ⑪ 检测目的及内容; ⑫ 衬砌结构形式; ⑬ 经济技术条件; ⑭ 检测人员的素质和管理水平。 第一节 施工检查 一、衬砌施工的条件 1、整体式衬砌的开挖轮廓线要求; 2、隧道围岩整体性要求,变性稳定性指隧道周边位移速度有明显减缓趋势;拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d。 3、基础地基承载力要求 二、拆模检查 拆模应符合以下要求 ⑪ 不承受外荷载的拱、墙,混凝土强度应达到5.0Mpa,或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重; ⑫ 承受围岩压力较大的拱、墙,封顶和封口的混凝土应达到设计强度的100%; ⑬承受围岩压力较小的拱、墙,封顶和封口的混凝土应达到设计强度的70%; 四、养护 1、普通砼养护7天,加外加剂者4天; 25 2、覆盖或洒水养护; 3、混凝土内部温度和外部温度差不得超过20℃,砼的降温速率最大不应超过3℃/d 第二节 回弹法检测砼强度 一、回弹法的原理 由于砼的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系。而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上,其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面的硬度形成一定的比例关系。因此以回弹值反映混凝土表面硬度,根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。 二、特点 虽然精度不高,但设备简单、操作方便、测试迅速,以及检测费用低廉,且不破坏混凝土的正常使用,故使用较多 三、影响检测强度值的因素: 1、原材料:水泥、集料、粗集料;2、外加剂; 3、成型方法; 4、养护方法及湿度;5、碳化及龄期;6、泵送混凝土;7、混凝土表面缺陷;8、混凝土结构中表层钢筋对回弹值的影响。 第六节 衬砌厚度检测 常见的衬砌厚度检测方法有:冲击—回波法、超声发射法、激光断面法、地质雷达法和直接测量法等。 一、 冲击—回波法 1、适用于:⑪检查混凝土浇筑质量;⑫测试表面开放裂缝程度;⑬测试密集的裂缝、 空隙和蜂窝缺陷等 2、检测中应注意的问题:⑪表面处理;⑫传感器的设计;⑬冲击器的选择;⑭声速的测量。 二、 超声发射法:能快速检测各类隧道界限 三、 激光断面法却: 四、 地质雷达法可:检测混凝土衬砌背后的空洞、衬砌厚度的变化、衬砌内部钢拱架和 钢筋的分布等 五、 直接测量法:有两种:冲击钻孔取芯量测法和钻打孔量测法。 第七节 混凝土缺陷检测 衬砌混凝土在施工和使用过程中所生成的缺陷有裂缝、空洞、蜂窝和层状破坏等。缺陷 检测内容可分为:外观表面缺陷检测和内部缺陷检测两部分。 一、 外观表面缺陷检测:包括裂缝、蜂窝、麻面、平整度和几何轮廓等。 仪器有:刻度放大镜、塞尺 二、 内部缺陷检测两部 常用的检测方法:水压法、超声波法、钻孔取芯法、地址雷达法、红外成像法、冲击—回波法等 超声波法: 依据:⑪低频超声遇到缺陷产生饶射现象;⑫超声波在缺陷界面产生散射,抵达接收探头时能量明显衰减;⑬超声脉冲各频率成分在遇到缺陷时衰减程度不同,接收波频谱与反射波频谱产生差异;⑭超声波在缺陷处的波形转换和叠加造成接收波形畸变等。 步骤: ⑪ 选择被测裂缝较宽,且便于测试操作的部位; ⑫ 打磨清理混凝土表面。当被测部位不平整时,应打磨、清理表面,以保证换能器与混凝土表面耦合良好。 26 ⑬ 布置超声测点。 ⑭ 分别作跨逢、不跨逢超声测试。 ⑮ 记录首波反相时的测试距离 ⑯ 求不跨逢各测点的声波实际传播距离及混凝土声速 第八章 通风检测 隧道通风检测分为施工通风和运营通风。 施工通风:旨在将炮烟、运输车辆排放的废气以及施工过程中产生的粉尘排至洞外, 为施工人员输送新鲜空气。 运营通风:是用洞外的新鲜空气置换被来往车辆废气污染过的洞内空气,提高行车的安全性和舒适性,保护司乘人员和洞内工作人员的身体健康。 第一节 粉尘浓度测定 《隧道规范》中规定:隧道施工中含10%以上游离二氧化碳的粉尘,每立方米空气中不得大于2mg;含10以下游离二氧化硅的矿物性粉尘,每立方米空气中不得大于4mg。 一、滤膜测尘法的原理 1、主要器材:⑪滤膜,有直径75mm和40mm两种,当粉尘浓度高于200mg/m3时,用直径75mm的滤膜;当粉尘浓度低于200mg/m3时,用直径40mm的滤膜;⑫采样器;⑬ 抽气装置。 三、粉尘浓度测定过程: 1、准备滤膜;2、采样 四、计算:一般在干燥箱中放置30min后便可称重。 每30分钟称一次,直到相邻两次质量差不超过0.2mg为止。计算公式:G=(m2-m1)/QT 式中:G---粉尘浓度(mg/m3) M1—采样前滤膜质量(mg) M2—采样后滤膜质量(mg) Q—-流量计读数(m3/min) T---采样时间(min) 两个平行样品分别计算后,其偏差小于20%时,方属合格; 若不小于20%,则需重测。 偏差值的公式: P=2△G/(G1+G2)×100% △G---平行样品计算结果之差(mg/m3) 瓦斯检测:甲烷按体积计不得大于0.5% 瓦斯检测仪器:催化型瓦斯测量仪和光干涉瓦斯检定器 第三节 一氧化碳检测 《隧道规范》中规定: 对于施工隧道:一氧化碳一般情况下不大于30 mg/m3;特殊情况下,施工人员必须进入工作面时,浓度可为100 mg/m3,但工作时间不得超过30 min。 对于营运隧道:采用全横向通风方式与半通风方式时,一氧化碳浓度按下表取值;采用纵向通风方式时一氧化碳浓度按该表各值增加50ppm;交通阻滞时, 阻滞段的平均一氧化碳的浓度可取300ppm,经历时间不超过20min。 汽车专用隧道一氧化碳浓度 隧道长度(m) 1000 ≥3000 δ(ppm) 250 200 人车混用隧道一氧化碳浓度 隧道长度 1000 ≥3000 27 (m) δ(ppm) 150 100 一、 检知管 有比色式和比长式两种。检知管是一支直径4—6mm,长150mm左右的密封玻璃管,管内装有易与一氧化碳发生反应的药品。使用时,将管封口打开,通过一定容积的吸气球,使一定量的被测气体通过检知管,吸入气体中的一氧化碳与药品作用,白色的药品颜色迅速变化,比色板上有与各种颜色相对应的一氧化碳的浓度,通过对比,找出与检知管颜色最接近的标准颜色,它所对应的浓度就是被测气样的一氧化碳的浓度。 二、 AT2型一氧化碳测量仪 原理就是利用控制电位电化学原理来检测一氧化碳浓度的。 被测量的CO通过传感器聚四氟乙烯薄膜扩散到工作电极W,W电极受到恒电位环节的控制作用,具有一个恒定的电位,CO在W电极上发生氧化作用,在C极上发生氧的还原反应,于是在传感器工作电极W和电极C之间,就产生了微电流, 其大小与CO浓度成正比。该电流经放大后由电表指示出的浓度值。 第四节 烟雾浓度检测 1、煤烟对空气的污染程度用烟雾浓度表示 2、烟雾浓度可通过测定光线在烟雾中的通过率来确定 3光线在烟雾中的通过率来表示T=E/EV 式中:E、EV---同一光源通过污染空气和洁净空气后的照度 4、当烟雾浓度达到0.012m时,应按采取交通管制等措施考虑。 5、烟雾浓度检测主要采用光透过率仪 第五节 隧道风压检测 1、隧道风压是隧道通风的基本控制参量 一、基本概念: ⑪ 空气静压(静压强):是气体分子间的压力或气体分子对与之相接触地固体或液体边界所施加的压力,空气的静压在各个方向上均相等。 ⑫ 空气动压:运动着的物体具有动能,当其运动受到阻碍的时候,就有压力作用在障碍物表面上,压力的大小取决于物体动能的大小。 ⑬全压:风流的全压即静压与动压得代数和。 二、隧道空气压力测定 1、绝对静压测定:通常使用水银气压计和空盒气压计测定空气绝对静压; 2、相对静压测定:通常使用型压差计、单管倾斜压差计或补偿式微压计与皮托管配合测定风流的静压、动压和全压 第六节 隧道风速检测 隧道风速过小,则不足以稀释排出隧道内的车辆废气;风速多大,则会使隧道内尘土飞扬,使行人感到不适。 《隧道规范》规定:单向交通隧道风速不宜大于10m/s,特殊情况可取12m/s。双向交通隧道风速不应大于8m/s;人车混用隧道风速不宜大于7m/s。 断面上的平均风速=通过流道横断面的风量/流道横断面积。 隧道风速检测用两种方式: 1、用风表检测:常用的风表由杯式和翼式两种。根据测风员与风流方向的相对位置, 分迎面和侧面测风两种 2、用热电式风速仪和皮托管与压差计检测 第九章 照明检测 28 -1 第一节 概述 一、概念: 1、隧道照明标准:隧道白天照明被分成入口段、过渡段、中间段、出口段四个区段。 2、光谱光效应:是人眼可见光光谱 范围内视觉灵敏度的一种度量 3、光通量:是光源发光能力的一种度量,是指光源在单位时间内发出的能被人眼感知的光辐射能的大小; 4、光强:用于反映光源光通量在空间各个方向上的分布特性,它用光通量的空间角密度来度量,用表示,公式:I=dφ/dω 5、照度:是用来表示被照面上光的强弱的,以被照场所光通量的面积密度来表示。平均照度=入射光通量φ/表面积A 6、亮度:用于反映光源发光面在不同方向上的光学特性。在隧道照明中,路面照明是最重要的技术指标。亮度L与照度E、反射系数ρ间存在以下简单的关系。L=Ρe/3.14 7、照明检测分类: 实验室检测和现场检测 第三节 光度检测 一、照度检测 照度检测一般采用将光检测器和电流表连接起来,并且表头以勒克斯(lx)为单位进行分度构成的照度计。 二、通常一支好的照度计应符合下列要求: 1、应附有虑光器 2、应配合适的余玄校正(修正)器 3、应选择线性度好的光电池 4、硒光电池受强度(1000lx以上)照射时会逐渐破坏,为了测量较大的光强度,硒光电池前应多带有几块。 三、光强检测 测量光强主要用直尺光度计(光轨) 五、照明器光强分布量测 为保证光强测量的精度(要求测量值与实际值的差异不大于 5%),要求: 1、要求光电池的面积对照明器的张角不大于0.250。 2、测试距离:一般不小于3m,或小于照明器发光口面上的最大线度的5倍。 3、环境温度:管状荧光灯要求252℃,HID要求255℃ 第五节 现场照度和亮度检测 隧道照度检测可分为洞口段照度检测和中间段照度检测 亮度检测指标有:路面平均亮度和路面亮度均匀度 第六节 隧道眩光检测 隧道照明的眩光可以分为两类:失能眩光和不舒适眩光 29 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容