【文章內(nèi)容簡介】 ○ 密度 ○ 粒徑分布 ○ 液限、塑限 ○ 含水比、吸水比 ○ 礦物化 學(xué)性質(zhì) 粘土礦物 ○ 浸水崩解度 ○ 吸水率、膨脹率 ○ ○ ：有效的調(diào)查方法 △ ：視條件，有效的方法 1－ 9 2－ 2－ 3 洞內(nèi)調(diào)查 洞內(nèi)調(diào)查是以隧道主體為對象的調(diào)查。在盡可能早期發(fā)現(xiàn)變異徵兆的同時(shí)，要采用適當(dāng)調(diào)查方法對其規(guī)模、發(fā)展性進(jìn)行監(jiān)視。表 表示不同變異現(xiàn)象時(shí)的調(diào)查項(xiàng)目及方法。 調(diào)查時(shí)，必須攜帶保存有過去的變異調(diào)查記錄，以便就地對變是否發(fā)展進(jìn)行比較和 分析。 2－ 3 調(diào)查方法 變異狀況已有 所了解，為了定量地掌握其發(fā)展住，需要用觀察和量測方法進(jìn)行變異監(jiān) 視和更詳細(xì)的調(diào)查。下面以表 的變異現(xiàn)象或“調(diào)查項(xiàng)目” 為中心概述調(diào)查的具體方法 和調(diào)查儀器。 目前出售的隧道調(diào)查儀器，列于卷末的參考資料。此外，滑坡，相鄰施工的量測，作 為搞例可參見 II“地壓篇”中 2－ 1－ 3“滑坡”和 2－ 2－ 1“相鄰施工”兩節(jié)。 2－ 3－ 1 目視觀察、攝影 (1)目視觀察 這是從外觀檢查襯砌，是發(fā)現(xiàn)變異的第－階段。造成襯砌劣化的原因很多，但不管何種原因，用目視能夠確認(rèn)的現(xiàn)象 (漏水，開裂、生成物等 )是在襯砌表面。檢查時(shí) 要使用光量充分的照明器材，進(jìn)行大范圍的觀察，手中電燈和隧道內(nèi)照明，不能照到某些特定部位，所以常常不能充分掌握整體的變異狀況，持別是需要詳細(xì)而范圍大的目視觀察時(shí)，要采用照明器等大型照明，例如，攜帶 750V 的發(fā)電機(jī)就可使 2 個(gè) 300W， l個(gè) 150V 的反射燈。在過去的事例中曾因使用照明器等而發(fā)現(xiàn)過去沒有觀察到的變異的例子。 發(fā)現(xiàn)變異時(shí)，要記入變異調(diào)查表和變異展示圖 (表 ，圖 )中。 (2)撮影 對顯著的變異在進(jìn)行目視觀察的同時(shí)可輔以撮影，作為能夠客觀地掌握變異狀況的資料。在攝影的同時(shí)，要記錄攝 影地點(diǎn)的里程、攝影部位 (拱、墻等 )、撮影方向 (左右、上下等 )，同時(shí)最好能把判斷對象物大小的比較鈞 (人物、折尺等 )攝入畫面。 此外，錄相攝影儀記錄在掌握全體狀況上是很有效的。其次用 360 度旋轉(zhuǎn)的照像機(jī)進(jìn)行全方位攝影是編繪展示圖的強(qiáng)有力的助手，今后應(yīng)充分加以利用（圖 ） 圖 全方位照像機(jī)攝制隧道襯砌的狀況 1－ 10 圖 2－ 4 開裂概念（按原因劃分） 1－ 11 對變異現(xiàn)象洞內(nèi)調(diào)查項(xiàng)目 表 2－ 5 狀態(tài) 項(xiàng)目 方法及采用大致標(biāo)準(zhǔn) 備注 變形、鼓出 斷 面形狀 凈空位移值 地中位移值 底鼓、下沉值 襯砌厚度、背后空洞 背后地質(zhì) 襯砌 材料 ◎ ⑤ ◎ ⑥ ◎ ⒃ ◎ ⑦ ◎ ⑩ ◎ ⑾ ◎ ⑧ ◎ ⑩ ◎ ⑾ ◎ ① 有可能根據(jù)變形量測推定變異原因 開裂 種類 位置 大?。ㄩL、深、寬） 發(fā)展性 襯砌材料 ◎ ① ◎ ① ◎ ② ◎ ③ ○ ④ △⑾ ◎ ② ◎ ③ ○ ④ △⑾ ◎ ① 用開裂種類、位置模式來推定應(yīng)力狀態(tài)、變異原因 剝離、剝落 位置 大小 發(fā)展性 襯砌材料 ◎ ① ◎ ⑧ ◎ ③ ◎ ⑧ ◎ ① ◎ ③ ○ ④ ◎ ① 危險(xiǎn)的，檢查時(shí)應(yīng)搞掉 錯(cuò)縫 位置（范圍） 大小 發(fā)展性 接縫材料劣化狀況 接縫材料溶脫狀況 ◎ ① ◎ ② ◎ ③ ○ ④ ◎ ② ◎ ③ ○ ④ ◎ ① ◎ ① 對磚砌塊、石襯砌要重視 材料劣化 位置 強(qiáng)度 中性化深度 材質(zhì) ◎ ① ◎ ③ ○ ⑨ ○ ⑿ ○ ⒀ ○ ⒁ ◎ ① ○ ⒂ 1－ 12 對變異現(xiàn)象洞內(nèi)調(diào)查項(xiàng)目 續(xù)表 2－ 5 狀態(tài) 項(xiàng)目 方法及采用大致標(biāo)準(zhǔn) 備注 軌道變異 位置 中線變動(dòng) 高低變動(dòng) ○ ① ○ 22 ◎ 23 ◎ 22 ◎ 23 ◎ 22 ◎ 23 偏壓時(shí)易產(chǎn)生高低變動(dòng) 污損 位置 種類（煤煙、銹等） 顏色 ◎ ① △ ⒂ △ 21 ◎ ① 注意生成物堵塞水溝 土砂流入 位置 流入量 流入物的種類 ◎ ① ◎ ⒆ ◎ ① ◎ ⒆ ◎ ① ◎ ⒆ 結(jié)冰 位置 大小 氣溫、寒度 發(fā)展性 ◎ ① ◎ ③ ◎ ⒇ ◎ ① ◎ ③ 結(jié)冰也會波及到基底也要注意 漏水，有害水 位置 污濁度 漏水量 水溫、水質(zhì) ◎ ① ◎ ① ○ ⒄ ○ ⒅ ⒇ 注： 1） ○ 內(nèi)數(shù)字表示下列調(diào)查方法 ① 目視 ② 開裂 ③ 視察 ④ 砂象 ⑤ 斷面測定 ⑥ 凈空位移量測 ⑦ 水準(zhǔn)測量 ⑧ 打擊聲檢查 ⑨ 非破損檢查 ⑩ 襯砌鉆孔 ⑾ 檢查高 ⑿ 強(qiáng)度試驗(yàn) ⒀ PH 試驗(yàn) ⒁ 中性化試驗(yàn) ⒂ 化學(xué)分析 ⒃ 地中位移量測 ⒄ 流量觀測 ⒅ 土砂流入調(diào)查 ⒆ 土砂流入調(diào)查 ⒇ 水質(zhì)檢查 21．微生物檢查 22．軌道檢查 23．軌道車檢查 24．洞內(nèi)氣溫測定 2） ◎ ：特別重視的方法； ○ ：一般采用的方法； △ ：必要時(shí)采用的方法 1－ 13 232 開裂測試 開裂－語，到目前為止，還是指開裂和龜裂等沒有嚴(yán)格的定義，但表 得圖 對這些用語已稍加整理。開裂在隧道變異現(xiàn)象中是最－般的，觀察開裂的形態(tài)、規(guī)模、分布等，可以在－定程度上推斷荷載的作用、變異的發(fā)展 狀況、變異原因等。圖 表示出在變異隧道中，最常見的張裂、壓潰、錯(cuò)動(dòng)的模式。 圖 張裂、壓潰、錯(cuò)動(dòng)的模式圖 檢查開裂時(shí)，要用折尺和比尺等測定開裂的長度、寬度及臺階等、并用展示（圖 ）表示其分布狀況。 調(diào)查開裂深度的方法可采用下述手段： i）鑿?fù)陂_裂部分確認(rèn)的方法 (包括檢查 ) ii）在開裂部分鉆孔的方法 iii）超聲波方法 有臺階 無臺階 母 體 錯(cuò)動(dòng) 開裂 接縫材 錯(cuò)開 接縫開裂 開裂概念（按形態(tài)別） 表 1－ 14 此外，在開裂測試中，除了分布，其發(fā)展性也是重要的，發(fā)展性要對開裂尖端的延伸、寬度及深度，臺階等進(jìn)行時(shí)序調(diào)查并記錄之。測定開裂發(fā)展性的方法，可采用圖 的方法。 測定開裂的儀器示于圖 。 圖 確認(rèn)開裂發(fā)展的方法 1－ 15 圖 測定開裂的儀器例 1－ 16 2－ 3－ 3 襯砌位移測試 （ 1）斷面測試 斷面測定，過去多年，用圖 所示的投影式斷面測定儀，但最近開始采用利用激光 圖 投影式斷面測定儀例 圖 斷面測定結(jié)果例 的方法。在精度上比投影式優(yōu)越不說，而且操作簡便，節(jié)省時(shí)間。此外，測定數(shù)據(jù)可用微機(jī)處理，立刻可把斷面圖輸出到顯示器和磁盤上。 測定時(shí)，為了時(shí)序追蹤，最好在測定斷面上設(shè)置標(biāo)志。此外，測定結(jié)果不僅表示 出測定斷面，如圖 所示，也可表示設(shè)計(jì)斷面、與軌道的位置關(guān)系的建筑艱界等。 （ 2）凈空位移測定 這是在隧道凈空上安設(shè)標(biāo)志，同凈空位移計(jì)進(jìn)行測定的，儀器有管式標(biāo)尺、帶尺延伸計(jì)、收斂計(jì)、帶式標(biāo)尺等多種，但基本上可分為管式（圖 ）和帶式（圖 ）兩類， 1－ 17 量測內(nèi)容是一樣的。這些作為監(jiān)視變異的發(fā)展的手段是最一般的，但帶式儀器攜代，運(yùn)輸及處理都較方便。 圖 管式凈空位移計(jì)例 圖 帶式凈空位移計(jì)例 1－ 18 圖 凈空位移測線的設(shè)定例（雙線） 測線的設(shè)定方法，要注意變異 的趨勢及架空線的有無，尤其是在有偏壓作用時(shí)，在斜向最好也設(shè)測線（參見圖 、圖 ） 圖 凈空位移則線的設(shè)定例（單線） 此外，量測結(jié)果要進(jìn)行溫度修正，因此一定要攜帶溫度計(jì)。此時(shí)，當(dāng)洞內(nèi)氣溫差使儀器溫度和洞內(nèi)氣溫相差較大時(shí)，儀器拿到洞內(nèi)不要立即測試，等與洞內(nèi)氣溫相適應(yīng)后再開始使用。 （ 3）水準(zhǔn)測量等 作為確認(rèn)隧道全體有無移動(dòng)的方法，如果只測定下沉，上抬等上下方向的變化，一般都采用水準(zhǔn)測量。還要在隧道外不動(dòng)處設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，而量測設(shè)在襯砌上的測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的高差。在兩側(cè)邊墻觀測點(diǎn)也可測定隧道斷 面有無轉(zhuǎn)動(dòng)。測定在水平向的移動(dòng)時(shí)最好采用經(jīng) 1－ 19 緯儀。 在這些測量中，基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測點(diǎn)要用簡單的，不可移動(dòng)的固定物設(shè)置。此外，還要注意量測人員的技術(shù)水平對測結(jié)果是有很大影響的。 最近，與斷面測定一樣，激光方法也已應(yīng)用，雖然在經(jīng)濟(jì)上成本高，但是一種可靠性很高的方法。 2－ 3－ 4 襯砌厚度，背后圍巖狀況的調(diào)查 （ 1）非破壞檢查 以前采用的最簡便的方法是敲擊聲檢查。在其它現(xiàn)場中使用的方法有混凝土試驗(yàn)錘和超聲波測試儀等多種方法，近幾年也開始試用用電磁法調(diào)查襯砌厚度，背后和圍巖的密貼 情況等，但還未達(dá)到充分實(shí)用的程度。下面 說明一些測試方法及注意事項(xiàng)。 1)敲擊聲檢查 這是用錘打擊襯砧表面，研究錘返彈和打擊聲有無異常的手段，是一種憑感覺的方法，但作為調(diào)查襯砌厚度、背后有無空嫂、有無剝離、壓潰及襯砌表面的劣化狀況的手法，得到了廣范的使用。 健全的襯砌，打擊聲是清脆聲，劣化的襯砌只是濁聲。此外，襯砌背后有空隙時(shí)或壓潰時(shí)，也同樣發(fā)生濁聲。在磚、石的健全襯砌中可發(fā)出金屬聲。 視打擊襯砌時(shí)的打擊聲的音質(zhì)來判斷襯砌背后有無空洞的儀器有最近開發(fā)出來的敲擊聲解析器 (圖 )等，今后應(yīng)積累數(shù)據(jù)加以應(yīng)用。 圖 敲擊聲解析器 2)混凝土試?yán)N 用可以彈跳的鋼棒打擊混凝土的表面，用反彈的距離 (反彈值 R)來推定混授土強(qiáng)度的方法。 圖 N 型施米特錘 圖 打擊方向的修正值 1－ 20 使用上應(yīng)注意以下各點(diǎn)： ① 使混凝土表面平滑 ② 打擊地點(diǎn)要離開 3cm 以上 ③ 在－點(diǎn)打擊 20 次以上，取均值 ④ 避免打擊粗骨料。 此法測定值的離散性大，精度上有些問題，但作為強(qiáng)度的估計(jì)值是偏于安全的。 3）超聲 波測試儀 超聲波測試有以下方法 ① 固定發(fā)振子，按－定方向移動(dòng)受振子求出超聲波的初動(dòng)的到達(dá)時(shí)間，根據(jù)得到的走時(shí)曲線求出開裂位置的不連續(xù)時(shí)間，計(jì)算開裂深度的方法 ② 求出健全地段混凝土中的超聲被傳播速度，然后根據(jù)測定的有開裂的傳播時(shí)間，求出開裂深度的方法。 ③ 根據(jù)超聲波的反射走時(shí)，求襯砌厚度的方法 作為測定方法 ① 的例子，其儀器示于圖。圖 表示開裂深度的計(jì)算方法，② 、 ③ 的例子采用的混凝土多超聲波測試儀示于圖 。 圖 圖 開裂深度的測定 圖 混凝土用多超聲波測試儀 但是，不管那種方法實(shí)際使用的都不多。裝置是簡便的，但要有豐官的經(jīng)拉，故常常求助于專家，其次，得到的數(shù)值可作為比較研究的資料；但最好用其它方法校核。 4）電磁波法 這是使用 100MHz1GHz 左右，頻率非常高的電磁波，放射到混凝土中，捕捉從襯砌背后過去的反射波，分析其波形來判定襯砌厚度，有無空洞的方法。 1－ 21 圖 是從模型試驗(yàn)得到的了解混凝土厚度和有無空洞的反射波形，但如條件合適，可以作為定性地 表示空洞的有無，襯砌厚度的情況的一種手段。但是，其測定方法，數(shù)據(jù)處理及作業(yè)效率等還有待改善。 （ 2）襯砌鉆孔調(diào)查 因是