（新）厦门市轨道交通3、4、6号线盾构区间预埋槽道检测

项目背景

地铁隧道内需布设接触网、疏散平台及大量综合管线如环网电缆、照明电缆等。其固定方式有后置化学锚栓和预埋槽道两种。后置化学锚栓需现场钻孔，施工效率低且会对管片造成破坏。预埋槽道安装是在管片预制过程中将槽道预埋在管片上，相较于后置化学锚栓钻孔施工而言，充分保证了管片结构的完整性。

国外最早于上世纪60和70年代开始在地铁隧道内应用预埋槽道技术，近年来预埋槽道技术逐步广泛应用于国内城市轨道交通中，北京、上海等14个城市共计19条地铁隧道采用此技术，厦门地铁3、4、6号线盾构隧道管片均采用预埋槽道方式。

目前，国内预埋槽道研究多局限于实验室浇筑试件试验，现场则局限于槽道性能检测，预埋槽道组合体破坏形式和承载力计算研究较为欠缺。地铁盾构管片为管片厂预制，实验室浇筑的试件无法完全反映管片混凝土性能，其荷载工况与民用建筑及电气化铁路均有较大差异。针对管片厂三环预制拼装好的管片上进行预埋槽道原型检测试验，对预埋槽道拉拔、剪切性能检测展开设备研发、现场试验和理论研究等一系列工作。

设备研发

一、原位拉拔试验检测装置（国内首套、专利）

1、结构组成

装置结构包括自平衡承压板、拉拔油缸、力传感器、拉拔杆、拉拔杆固定螺母、位移测量延伸杆、位移传感器和立柱。立柱包括立柱主体和万向支座，万向支座设置于立柱的底面上，自平衡承压板可拆卸设置于立柱上，自平衡承压板上设置有压板通孔和拉拔油缸固定套，拉拔杆依次穿设于力传感器、拉拔油缸和压板通孔，拉拔杆固定螺母设置于拉拔杆的上端且与力传感器相抵接，位移测量延伸杆与拉拔杆连接，位移传感器设置于位移测量延伸杆。

2、功能优点

（1）现场原位检测。

（2）自反力平衡。通过四柱自平衡传力装置将反力传至管片表面，无需使用反力架。

（3）自适应非平面。立柱长度可调节，可根据需要调整立柱的长度从而适应不同弧度的槽道、高低不同的平台等进行拉拔试验；万向支座可拆卸设置于立柱的底面上，通过调整万向支座角度进一步与测试对象表面相贴合，使各支座均匀受力。

（4）便于携带。承压板可拆卸设置于立柱上，使用完可进行拆卸便于携带。

二、原位垂直剪切试验装置A（国内首套、专利）

1、结构组成

装置结构包括包括自反力支座及剪切传力装置；自反力支座包括开口底座11、带槽底板12、条形带槽钢板13、垫块14以及方形支撑15；剪切传力装置包括传力杆21以及方形剪切套22；开口底座一端具有容纳腔，腔内设置有穿心式千斤顶4以及穿心式压力传感器3。

2、功能优点

（1）现场原位检测。

（2）自反力平衡。通过自反力支座将反力传至管片，无需另设反力架。

（3）自适应不规则平面。通过对方形支撑在长槽内旋转与滑动，使自反力支座适用于不同厚度以及不规则平面的实验对象。

（4）结果可靠、效率高。开口底座保证穿心式千斤顶和自平衡承压板中心孔的同轴关系，避免剪切装置安装和剪切试验过程中，因剪切油缸的移位而导致的重新安装或试验结果误差，提高试验效率。

（5）便于携带。整套自平衡剪切装置的装配式设计，使得该装置拆装方便，便于携带。

三、原位垂直剪切试验装置B（国内首套、专利）

1、结构组成

装置结构包括反力横梁、两反力固定支座、两传力棒、力传感器、传力盒、套筒、位移传感器、连接棒、施力机构。套筒固定于预埋槽道的剪切测试点，传力盒套设在套筒外，力传感器连接传力盒和连接棒，连接棒与反力横梁滑动连接且与施力机构固定连接并受施力机构能驱使与反力横梁相对运动，两反力固定支座对称地分设在该剪切测试点的两侧并与预埋槽道固定连接，两传力棒对称分设在该连接棒的两侧，两传力棒的一端与反力横梁固定连接且另一端顶抵预埋槽道，位移传感器用于测量横向剪切测试点的移动距离。

2、功能优点

（1）现场原位检测。可直接安装于预埋槽道与混凝土的组合体上对预埋槽道的横向承载力进行测试，试验过程中不对预埋槽道与混凝土组合体造成破坏。

（2）自反力平衡。通过自反力支座将反力传至管片，无需另设反力架。每一反力固定支座与预埋槽道之间通过若干沿预埋槽道均匀间隔布设的第二螺栓与第二螺母固定连接，在反力固定支座与预埋槽道之间形成多个固定点，有效分散测试过程中通过反力固定支座传递到预埋槽道上的力，反力受力均匀。

（3）自适应不规则平面。原位测试装置适用于不同形状表面的组合体中预埋槽道的横向承载力测试，不拘泥于平面，如剪力墙的预埋槽道，也可适用于特定弧度的管片。

（4）测试精度高。孔聚四氟乙烯垫圈置于传力盒与预埋槽道之间，可有效减少传力盒、套筒与组合体混凝土表面之间的摩擦，提高测试精度；通过传力盒和套筒将力传递至预埋槽道的剪切测试点的第一螺栓上，最大限度减小了剪切试验过程中横向拉力对第一螺栓产生的集中应力和弯矩。

（5）结构轻便。整套测试装置组成部件少，构造简单，传力路径明确，易于装卸，体积小、重量轻，便于携带。

四、原位轴向剪切试验装置（国内首套、专利）

1、结构组成

装置结构包括反力固定支座、力传感器、传力盒、套筒、位移传感器、连接棒、施力机构。套筒的中心孔对准剪切测试点，套筒与预埋槽道之间固定连接，传力盒套设在套筒外周身，反力固定支座间隔设在该剪切测试点的一侧并与预埋槽道固定连接，力传感器两受拉端分别连接传力盒和连接棒，连接棒穿过反力固定支座并与反力固定支座滑动连接，连接棒与施力机构连接，施力机构能驱使连接棒与反力固定支座相对运动，位移传感器用于测量该轴向剪切测试点的移动距离。