本發(fā)明屬于隧道施工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度測試方法。
背景技術(shù)：
：隨著中國城市地鐵建設(shè)的不斷發(fā)展，單一傳統(tǒng)的地鐵施工方法：礦山法和盾構(gòu)法已經(jīng)逐漸無法滿足工程的要求，面對日益復(fù)雜的施工環(huán)境，將礦山法和盾構(gòu)法組合起來施工，已經(jīng)成為越來越多的地鐵建設(shè)者的選擇：利用礦山法開挖堅硬巖層，進(jìn)行初期支護(hù)，之后利用盾構(gòu)機(jī)空推通過礦山法施工段，安裝隧道管片。盾構(gòu)機(jī)在通過空推斷時進(jìn)行隧道管片的拼裝與壓緊，隧道管片的壓緊程度關(guān)系著空推段隧道管片的防水性與穩(wěn)定性，對于空推段的施工質(zhì)量有著決定性的影響。目前對于盾構(gòu)機(jī)空隧道推管片的壓緊度還沒有有效的測試方法，大多憑借經(jīng)驗(yàn)對盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度進(jìn)行估算。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度測試方法，該測試方法將盾構(gòu)機(jī)空推段隧道管片的壓緊程度用數(shù)字的方式直觀的表現(xiàn)出來，以準(zhǔn)確檢測盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度，提高檢測效率，保證施工質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度測試方法，其特征在于包括如下步驟：1)取沒有裂縫的兩片實(shí)心隧道管片試件，制備隧道管片試件與工程施工現(xiàn)場的現(xiàn)場隧道管片所使用的混凝土原料完全相同，且隧道管片試件的養(yǎng)護(hù)環(huán)境和養(yǎng)護(hù)時間與現(xiàn)場隧道管片完全相同；2)調(diào)試超聲波探傷儀，使超聲波探傷儀的各部件正常工作；3)選擇超聲波探傷儀的換能器：進(jìn)行超聲波探傷檢測時，當(dāng)固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的距離小于1米時，選擇頻率為70-200kHz的換能器；當(dāng)固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的距離大于1米時，選擇頻率為25-50kHz的換能器；4)對隧道管片試件進(jìn)行超聲波探傷：將兩片隧道管片試件接觸端面打磨平整后縱向連接好，兩片隧道管片試件連接處形成接縫，取兩支頻率為70-200kHz的換能器，將兩支換能器連接到超聲波探傷儀上，在其中一個隧道管片試件側(cè)壁上距離接縫50mm處設(shè)固定測點(diǎn)，并安裝其中一個換能器，在另外一個隧道管片試件側(cè)壁上距離固定測點(diǎn)200mm、300mm處分別設(shè)兩個移動測點(diǎn)，固定測點(diǎn)和各移動測點(diǎn)的連線垂直于接縫所在的平面，每個移動測點(diǎn)在檢測時安裝另一個換能器，在固定測點(diǎn)和各移動測點(diǎn)之間進(jìn)行超聲波探傷檢測時，沿著兩片隧道管片試件長度方向施加1KN、2KN、3KN、4KN、5KN、6KN、7KN、8KN、9KN、10KN十組不同的壓力壓緊兩片隧道管片試件，并記錄超聲波探傷儀所接收到的波速、聲時、波幅；5)進(jìn)入工程施工現(xiàn)場，對現(xiàn)場隧道管片進(jìn)行超聲波探傷：取另外兩支頻率為70-200kHz的換能器，將兩支換能器與超聲波探傷儀連接完畢后，兩片現(xiàn)場隧道管片連接處由于安裝止水條而形成接觸環(huán)，在其中一個現(xiàn)場隧道管片側(cè)壁內(nèi)表上距離接觸環(huán)50mm設(shè)固定測點(diǎn)，固定測點(diǎn)和各移動測點(diǎn)的連線垂直于接觸環(huán)所在的平面，并安裝其中一個換能器，在另外一個現(xiàn)場隧道管片側(cè)壁內(nèi)表上距離固定測點(diǎn)100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm處分別設(shè)九個移動測點(diǎn)，每個移動測點(diǎn)在檢測時安裝另一個換能器，并記錄檢測時超聲波探傷儀所接收到的聲時、波速、波幅；6)將步驟5)各檢測間距下檢測所得的聲時、波速、波幅的數(shù)據(jù)與步驟4)各檢測間距下檢測所得的聲時、波速、波幅的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可以得到工程施工現(xiàn)場的相鄰兩現(xiàn)場隧道管片之間的壓緊情況。進(jìn)一步，所述的隧道管片試件高度為50mm、寬度為60mm、長度為1000mm，現(xiàn)場隧道管片外徑為6200mm、內(nèi)徑為5500mm、厚度為350mm、長度為1500mm。進(jìn)一步，所述的換能器為厚度伸縮振動模式換能器。本發(fā)明的檢測原理如下：1、超聲波法檢測混凝土裂縫：測量超聲波在混凝土中傳播速度、首波幅度和接受信號主頻率等聲學(xué)參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)極其相對變化，判定混凝土裂縫深度情況：超聲波在密實(shí)混凝土體中具有穩(wěn)定的傳播速度，超聲波在傳播的過程中如果遇到混凝土體中的裂縫，裂縫中存在的空氣會使得超聲波產(chǎn)生衰減，通過對比前后的超聲波對比，判斷混凝土體中裂縫的存在以及大小。2、用超聲波法檢測混凝土裂縫深度的方法判定隧道管片止水條壓實(shí)情況：在沒有外力作用時，止水條內(nèi)被大量管狀空隙所占據(jù)，從而使超聲波產(chǎn)生巨大衰減，導(dǎo)致其無法傳遞。隨著盾構(gòu)機(jī)的擠壓，止水條內(nèi)空隙體積逐漸減小，直至為零時，止水條被擠壓成致密物質(zhì)，內(nèi)部不再存在空隙，使止水條傳遞機(jī)械波的能力增強(qiáng)。通過前后超聲波對比，得出止水條的受壓狀態(tài)，判斷空推段隧道管片的壓緊度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：1)通過檢測空推段隧道管片環(huán)間止水條的壓緊程度，依據(jù)隧道管片間止水條的受壓情況確定空推段隧道管片的壓緊度。2)根據(jù)待測試件的規(guī)格尺寸選擇合理的換能器：提供的換能器選擇具有通用性，依據(jù)所提供的選擇標(biāo)準(zhǔn)可以快速選擇測試所用的換能器規(guī)格，適用于絕大部分盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度檢測，有效提高盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片壓緊度的檢測工作。3)采用現(xiàn)場內(nèi)外結(jié)合的方式，施工現(xiàn)場的檢測不影響工程進(jìn)度，數(shù)據(jù)處理在場外進(jìn)行，相比較以往采用經(jīng)驗(yàn)判斷的方法，本檢測方法所得結(jié)果更加直觀、準(zhǔn)確和可靠。4)將以往用于檢測混凝土裂縫的方法用于檢測盾構(gòu)機(jī)空推隧道管片的壓緊度，所得結(jié)果更具有普遍性。附圖說明圖1為隧道管片試件壓緊度檢測測點(diǎn)布置圖。圖2為現(xiàn)場隧道管片壓緊度檢測測點(diǎn)布置圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例11)在現(xiàn)場隧道管片制作場取C50高性能混凝土混凝土，制作兩片尺寸為50mm(高度)×60mm(寬度)×1000mm的長方體狀的實(shí)心隧道管片試件，并且兩片隧道管片試件的養(yǎng)護(hù)環(huán)境和養(yǎng)護(hù)時間與現(xiàn)場隧道管片相同?，F(xiàn)場隧道管片外徑為6200mm、內(nèi)徑為5500mm、厚度為350mm、長度為1500mm，現(xiàn)場隧道管片由三塊外弧長3652.10mm標(biāo)準(zhǔn)塊(A1、A2、A3)、兩塊外弧長3791.39mm的鄰接塊(B1、B2)和一塊外弧長1339.05的封頂塊(K)組成。2)調(diào)試超聲波探傷儀(非金屬超聲檢測儀ZBL-U520A)，使超聲波探傷儀的各部件正常工作，如1)了解數(shù)字顯示電路和集成元件工作是否正常；2)對數(shù)字及十進(jìn)位顯示作逐步檢查，檢查內(nèi)容有：數(shù)碼顯示是否正常，調(diào)節(jié)延時旋鈕，觀察數(shù)碼顯示是否滿足十進(jìn)位要求。3)進(jìn)行超聲波探傷檢測時，當(dāng)固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間(固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的距離一般以兩支換能器邊緣最近的距離為準(zhǔn))的距離小于1米時，選擇頻率為70-200kHz的換能器；當(dāng)固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的距離大于1米時，選擇頻率為25-50kHz的換能器；4)對隧道管片試件進(jìn)行超聲波探傷：將兩片隧道管片試件接觸端面打磨平整后縱向連接好，兩片隧道管片試件連接處形成接縫，取兩支頻率為70-200kHz的換能器，將兩支換能器連接到超聲波探傷儀上，在其中一個隧道管片試件側(cè)壁上距離接縫50mm設(shè)固定測點(diǎn)，并安裝其中一個換能器，在另外一個隧道管片試件側(cè)壁上距離固定測點(diǎn)200mm、300mm處分別設(shè)兩個移動測點(diǎn)，固定測點(diǎn)和各移動測點(diǎn)的連線垂直于接縫所在的平面，每個移動測點(diǎn)在檢測時安裝另一個換能器，在固定測點(diǎn)和各移動測點(diǎn)之間進(jìn)行超聲波探傷檢測時，沿著兩片隧道管片試件長度方向施加1KN、2KN、3KN、4KN、5KN、6KN、7KN、8KN、9KN、10KN十組不同的壓力壓緊兩片隧道管片試件，進(jìn)一步縮小接縫，并記錄超聲波探傷儀所接收到的波速、聲時、波幅。該步驟在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)如下：A、固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的間距為200mm時，測得的數(shù)據(jù)如表1所示：表1B、固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的間距為300mm時，測得的數(shù)據(jù)如表2所示：表25)進(jìn)入工程施工現(xiàn)場，對現(xiàn)場隧道管片進(jìn)行超聲波探傷：取另外兩支頻率為70-200kHz的換能器，將兩支換能器與超聲波探傷儀連接完畢后，兩片現(xiàn)場隧道管片連接處由于安裝止水條而形成接觸環(huán)，在其中一個現(xiàn)場隧道管片側(cè)壁內(nèi)表上距離接觸環(huán)50mm設(shè)固定測點(diǎn)，并安裝其中一個換能器，在另外一個現(xiàn)場隧道管片側(cè)壁內(nèi)表上距離固定測點(diǎn)100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm處分別設(shè)九個移動測點(diǎn)，固定測點(diǎn)和各移動測點(diǎn)的連線垂直于接觸環(huán)所在的平面，每個移動測點(diǎn)在檢測時安裝另一個換能器，并記錄檢測時超聲波探傷儀所接收到的聲時、波速、波幅。按照該步驟重復(fù)檢測3次，3次檢測所得的數(shù)據(jù)分別如表3、表4和表5所示：表3表4序號測距(mm)聲時(us)波速(Km/s)波幅(dB)110094.24.2531.632150101.84.2530.123200112.44.2530.224250111.44.2528.125300130.44.2528.546350133.24.2527.167400139.64.2527.1184501444.2525.159500154.24.2525.14表5序號測距(mm)聲時(us)波速(Km/s)波幅(dB)110098.84.2529.112150111.44.2528.463200120.64.2527.484250123.64.2527.155300128.24.2526.546350131.84.2525.667400138.84.2524.378450147.24.2523.1595001624.2522.716)將步驟5)各檢測間距(固定測點(diǎn)和移動測點(diǎn)之間的距離)下檢測所得的的聲時、波速、波幅的數(shù)據(jù)與步驟4)各檢測間距下檢測所得的聲時、波速、波幅的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可以得到工程施工現(xiàn)場的相鄰兩現(xiàn)場隧道管片之間的壓緊情況：根據(jù)比較可知，止水條有效傳遞機(jī)械波時，其壓縮應(yīng)力應(yīng)在2Mpa以上，現(xiàn)場盾構(gòu)機(jī)操控室隧道管片監(jiān)測系統(tǒng)所顯示的應(yīng)力在0.5～1.0Mpa，這是以相鄰兩現(xiàn)場隧道管片接觸面的面積計算的結(jié)果，但因接觸環(huán)突出于現(xiàn)場隧道管片側(cè)壁5cm，所以在兩現(xiàn)場隧道管片接觸時，接觸環(huán)處就會應(yīng)力集中，再根據(jù)現(xiàn)場超聲波探傷儀接收記錄到有效檢測的數(shù)據(jù)，可以推定接觸環(huán)處兩現(xiàn)場隧道管片之間壓緊應(yīng)力已經(jīng)超過2Mpa。當(dāng)前第1頁1 2 3