[发明专利]洞室钢衬混凝土脱空厚度的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种水工建筑物理勘测检测方法，特别是一种洞室钢衬混凝土脱空检测方法，属于水利工程技术领域。

背景技术

在水利水电工程中，水工引水隧洞压力管道是指从水库、前池或调压室向水轮机输送水量的管道，其一般特点是内水压力大，承受水锤的动水压力。对于高水头的大型水电站，常见的压力管道一般是钢衬混凝土管。由于钢衬混凝土承担高压和防渗等功能，所以工程要求钢衬与混凝土之间必须紧密接触。在施工过程中，钢衬与外包混凝土之间容易形成脱空缺陷，通过检测钢衬与混凝土的脱空缺陷，可以评估钢衬与混凝土的结合情况，并为消除缺陷施工提供技术指导。

中国专利文献申请号为200820222263.7、名称为“隧道衬砌脱空检测装置”的文件中公开了一种隧道衬砌脱空检测装置，这种装置在城门隧道的两脚平面设置两个支架，在左支架上设空气压缩机，右支架上设蓄电瓶、可编程控制器、信号处理器、计算机，蓄电瓶通过导线与空气压缩机和可编程控制器相连接，计算机通过电缆与可编程控制器和信号处理器相连接，左支架上设一端与空气压缩机相连通，另一端设在右支架上的高压胶管，高压胶管上设10～20个振动电机和10～20个麦克风，振动电机通过导线与可编程控制器相连接，麦克风通过导线与信号处理器相连接。振动电机对隧道衬砌振动敲击发声，麦克风接收到的音频信号转换成电信号输出到信号处理器，信号处理器对电信号进行放大并进行A/D转换成数字信号输出到计算机，计算机确定出被敲击的部位是否有脱空病害和脱空的深度及面积。这种检测装置主要适用于城门形隧道（如果是全圆形隧道下部左右支架没有安装的着力点），同时，这种方法对全断面都进行扫描检测，需要大量的振动电机和麦克风，操作和数据处理工作量大，同时装置的移动不方便，检测进度慢，成本高。

因此目前检测洞室钢衬混凝土脱空厚度的技术方案还不够理想。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种洞室钢衬混凝土脱空厚度的检测方法，以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明的一种洞室钢衬混凝土脱空厚度的检测方法，特征在于该方法包括以下步骤：

1）人工敲击洞室混凝土的钢衬表面，得到脱空的部位，初步划定脱空区；

2）在脱空区范围内的钢衬表面安置固定好换能器，换能器通过电缆与检测仪器连接，在脱空区范围内与换能器相距0～2m的位置布置震源；

3）检测仪器开机准备好后，用震源振动钢衬表面，振动波被换能器接收，并由检测仪器记录；

4）振动波通过计算机处理分析，得出检测点的振动波主频振幅值A₀、振动波主频之后第5个波的振幅值A₅以及振动波频率f等检测参数值；

5）在脱空区范围内，移动测点和震源，以网格形式在脱空区范围进行多个测点全覆盖检测，得到多组检测参数值，同时从振动波形中判定出脱空区的脱空面积S；

6）将检测参数值和脱空面积S代入下式，可得到脱空区各个点的脱空厚度h：

h=nSkA5A0f]]>

在上式中：h为测试点的脱空厚度（m），S为脱空面积（m²），k为脱空面积系数，A₀为振动波主频振幅值,A₅为振动波主频之后第5个波的振幅值，f为振动波频率（H_Z）,n为率定参数；其中，脱空面积系数k和率定参数n为使用一组不少于9个点的已知脱空厚度h和脱空面积S的脱空区检测的振动波参数值通过常规试算法确定。

与现有技术相比，本方法提供了一种采用振动频率的方法检测洞室钢衬混凝土的脱空缺陷，该方法采用震源振动钢衬面，引起钢衬面及下面的空气振动共振（空气共振又叫共鸣），测试振动频率、振幅及相关参数，并计算出钢衬混凝土脱空厚度的方法。这种方法利用简单便捷的装置，在脱空厚度与脱空程度方面检测效果好，并且使用的装置可根据检测点的位置快速移动，方便快捷，工作量小，检测成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。