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      洞室鋼襯混凝土脫空厚度的檢測(cè)方法

      文檔序號(hào):5950904閱讀:404來源:國(guó)知局
      專利名稱:洞室鋼襯混凝土脫空厚度的檢測(cè)方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及到一種水工建筑物理勘測(cè)檢測(cè)方法,特別是一種洞室鋼襯混凝土脫空檢測(cè)方法,屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      在水利水電工程中,水工引水隧洞壓力管道是指從水庫(kù)、前池或調(diào)壓室向水輪機(jī)輸送水量的管道,其一般特點(diǎn)是內(nèi)水壓力大,承受水錘的動(dòng)水壓力。對(duì)于高水頭的大型水電站,常見的壓力管道一般是鋼襯混凝土管。由于鋼襯混凝土承擔(dān)高壓和防滲等功能,所以工
      程要求鋼襯與混凝土之間必須緊密接觸。在施工過程中,鋼襯與外包混凝土之間容易形成脫空缺陷,通過檢測(cè)鋼襯與混凝土的脫空缺陷,可以評(píng)估鋼襯與混凝土的結(jié)合情況,并為消除缺陷施工提供技術(shù)指導(dǎo)。中國(guó)專利文獻(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00820222263. 7、名稱為“隧道襯砌脫空檢測(cè)裝置”的文件中公開了一種隧道襯砌脫空檢測(cè)裝置,這種裝置在城門隧道的兩腳平面設(shè)置兩個(gè)支架,在左支架上設(shè)空氣壓縮機(jī),右支架上設(shè)蓄電瓶、可編程控制器、信號(hào)處理器、計(jì)算機(jī),蓄電瓶通過導(dǎo)線與空氣壓縮機(jī)和可編程控制器相連接,計(jì)算機(jī)通過電纜與可編程控制器和信號(hào)處理器相連接,左支架上設(shè)一端與空氣壓縮機(jī)相連通,另一端設(shè)在右支架上的高壓膠管,高壓膠管上設(shè)10 20個(gè)振動(dòng)電機(jī)和10 20個(gè)麥克風(fēng),振動(dòng)電機(jī)通過導(dǎo)線與可編程控制器相連接,麥克風(fēng)通過導(dǎo)線與信號(hào)處理器相連接。振動(dòng)電機(jī)對(duì)隧道襯砌振動(dòng)敲擊發(fā)聲,麥克風(fēng)接收到的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到信號(hào)處理器,信號(hào)處理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)確定出被敲擊的部位是否有脫空病害和脫空的深度及面積。這種檢測(cè)裝置主要適用于城門形隧道(如果是全圓形隧道下部左右支架沒有安裝的著力點(diǎn)),同時(shí),這種方法對(duì)全斷面都進(jìn)行掃描檢測(cè),需要大量的振動(dòng)電機(jī)和麥克風(fēng),操作和數(shù)據(jù)處理工作量大,同時(shí)裝置的移動(dòng)不方便,檢測(cè)進(jìn)度慢,成本高。因此目前檢測(cè)洞室鋼襯混凝土脫空厚度的技術(shù)方案還不夠理想。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于提供一種洞室鋼襯混凝土脫空厚度的檢測(cè)方法,以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的一種洞室鋼襯混凝土脫空厚度的檢測(cè)方法,特征在于該方法包括以下步驟I)人工敲擊洞室混凝土的鋼襯表面,得到脫空的部位,初步劃定脫空區(qū);2)在脫空區(qū)范圍內(nèi)的鋼襯表面安置固定好換能器,換能器通過電纜與檢測(cè)儀器連接,在脫空區(qū)范圍內(nèi)與換能器相距0 2m的位置布置震源;3)檢測(cè)儀器開機(jī)準(zhǔn)備好后,用震源振動(dòng)鋼襯表面,振動(dòng)波被換能器接收,并由檢測(cè)儀器記錄;4)振動(dòng)波通過計(jì)算機(jī)處理分析,得出檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)波主頻振幅值A(chǔ)ci、振動(dòng)波主頻之后第5個(gè)波的振幅值A(chǔ)5以及振動(dòng)波頻率f等檢測(cè)參數(shù)值;5)在脫空區(qū)范圍內(nèi),移動(dòng)測(cè)點(diǎn)和震源,以網(wǎng)格形式在脫空區(qū)范圍進(jìn)行多個(gè)測(cè)點(diǎn)全覆蓋檢測(cè),得到多組檢測(cè)參數(shù)值,同時(shí)從振動(dòng)波形中判定出脫空區(qū)的脫空面積S ;6)將檢測(cè)參數(shù)值和脫空面積S代入下式,可得到脫空區(qū)各個(gè)點(diǎn)的脫空厚度h h = nSK -^2-
      AJ在上式中h為測(cè)試點(diǎn)的脫空厚度(m),S為脫空面積(m2),k為脫空面積系數(shù),Atl為振動(dòng)波主頻振幅值,A5為振動(dòng)波主頻之后第5個(gè)波的振幅值,f為振動(dòng)波頻率(Hz),n為率 定參數(shù);其中,脫空面積系數(shù)k和率定參數(shù)n為使用一組不少于9個(gè)點(diǎn)的已知脫空厚度h和脫空面積S的脫空區(qū)檢測(cè)的振動(dòng)波參數(shù)值通過常規(guī)試算法確定。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本方法提供了一種采用振動(dòng)頻率的方法檢測(cè)洞室鋼襯混凝土的脫空缺陷,該方法采用震源振動(dòng)鋼襯面,引起鋼襯面及下面的空氣振動(dòng)共振(空氣共振又叫共鳴),測(cè)試振動(dòng)頻率、振幅及相關(guān)參數(shù),并計(jì)算出鋼襯混凝土脫空厚度的方法。這種方法利用簡(jiǎn)單便捷的裝置,在脫空厚度與脫空程度方面檢測(cè)效果好,并且使用的裝置可根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)的位置快速移動(dòng),方便快捷,工作量小,檢測(cè)成本低。


      圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-檢測(cè)儀器,2-換能器,3-震源,4-電纜,5-鋼襯,6-混凝土,7-脫空區(qū)。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖I所示,鋼襯5與混凝土 6之間的脫空部位為脫空區(qū)7,脫空區(qū)7在鋼襯5上的投影面積為脫空區(qū)7的面積S。在檢測(cè)前,由人工用特制的錘子或者其他工具在洞室可能存在混凝土 6脫空的位置敲擊,根據(jù)敲擊發(fā)出的聲音和敲擊時(shí)的手感判斷是否存在脫空,對(duì)判斷存在脫空的部位初步判定脫空面積后,劃定脫空區(qū)7,脫空區(qū)7應(yīng)完全包含初步判定的脫空面積區(qū)域。在脫空區(qū)7范圍內(nèi)的鋼襯5表面安置固定好換能器2,換能器2通過電纜4與檢測(cè)儀器I連接,在脫空區(qū)7范圍內(nèi)在換能器2的附近布置震源3。震源3與換能器2的距離一般在0. 5m以內(nèi),最大不超過2m,這樣可以保證換能器2準(zhǔn)確接收到從震源3傳來的振動(dòng)信號(hào)。檢測(cè)儀器I開機(jī)準(zhǔn)備好后,用震源3振動(dòng)鋼襯5表面,振動(dòng)波被換能器2接收,并由檢測(cè)儀器I記錄。振動(dòng)波通過計(jì)算機(jī)處理分析,得出檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)波主頻振幅值A(chǔ)tl、振動(dòng)波主頻之后第5個(gè)波的振幅值A(chǔ)5以及振動(dòng)波頻率f等檢測(cè)參數(shù)值。在脫空區(qū)7范圍內(nèi)移動(dòng)測(cè)點(diǎn)和震源,以網(wǎng)格形式在脫空區(qū)范圍內(nèi)多個(gè)測(cè)點(diǎn)全覆蓋檢測(cè),得到多組檢測(cè)參數(shù)值,同時(shí)從振動(dòng)波形中判定出脫空區(qū)的脫空面積S。將檢測(cè)參數(shù)值和脫空面積S代入下式,可得到脫空區(qū)7各個(gè)測(cè)點(diǎn)的脫空厚度h。
      權(quán)利要求
      1.ー種洞室鋼襯混凝土脫空厚度的檢測(cè)方法,其特征在于該方法包括以下步驟 1)人工敲擊洞室混凝土(6)的鋼襯(5)表面,得到脫空的部位,初步劃定脫空區(qū)(7); 2)在脫空區(qū)(7)范圍內(nèi)的鋼襯(5)表面安置固定好換能器(2),換能器(2)通過電纜(4)與檢測(cè)儀器(I)連接,在脫空區(qū)(7)范圍內(nèi)與換能器(2)相距O 2m的位置布置震源(3); 3)檢測(cè)儀器(I)開機(jī)準(zhǔn)備好后,用震源(3)振動(dòng)鋼襯(5)表面,振動(dòng)波被換能器(2)接收,并由檢測(cè)儀器(I)記錄; 4)振動(dòng)波通過計(jì)算機(jī)處理分析,得出檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)波主頻振幅值ん、振動(dòng)波主頻之后第5個(gè)波的振幅值鳥以及振動(dòng)波頻率/等檢測(cè)參數(shù)值; 5)在脫空區(qū)(7)范圍內(nèi),移動(dòng)測(cè)點(diǎn)和震源(3),以網(wǎng)格形式在脫空區(qū)(7)范圍進(jìn)行多個(gè)測(cè)點(diǎn)全覆蓋檢測(cè),得到多組檢測(cè)參數(shù)值,同時(shí)從振動(dòng)波形中判定出脫空區(qū)(7)的脫空面積 6)將檢測(cè)參數(shù)值和脫空面積S代入下式,可得到脫空區(qū)各個(gè)點(diǎn)的脫空厚度力h = HSk 丄Al 在上式中:h為測(cè)試點(diǎn)的脫空厚度(m),S為脫空面積(m2),k為脫空面積系數(shù),A0為振動(dòng)波主頻振幅值為振動(dòng)波主頻之后第5個(gè)波的振幅值,f為振動(dòng)波頻率(Hz) ,n為率定參數(shù);其中,脫空面積系數(shù)A和率定參數(shù)/ 為使用ー組不少于9個(gè)點(diǎn)的已知脫空厚度A和脫空面積S的脫空區(qū)(7)檢測(cè)的振動(dòng)波參數(shù)值通過常規(guī)試算法確定。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種洞室鋼襯混凝土脫空厚度的檢測(cè)方法。該方法是在洞室鋼襯面安置換能器,在換能器附近采用震源振動(dòng)鋼襯面及鋼襯后的空氣層,振動(dòng)波被換能器接受,并由檢測(cè)儀記錄;振動(dòng)波信號(hào)參數(shù)通過計(jì)算機(jī)處理和對(duì)比分析后,計(jì)算出檢測(cè)部位鋼襯混凝土脫空厚度。該方法利用簡(jiǎn)單便捷的裝置,在脫空厚度與脫空程度方面檢測(cè)效果好,并且使用的裝置可根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)的位置快速移動(dòng),方便快捷,工作量小,檢測(cè)成本低。
      文檔編號(hào)G01V1/00GK102759744SQ201210204680
      公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
      發(fā)明者尹學(xué)林 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院
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