西南交通大学沪昆客专桥梁基桩无损检测实施细则.docx

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西南交通大学沪昆客专桥梁基桩无损检测实施细则

新建杭州至长沙铁路客运专线（湖南）段桥梁基桩第三方检测HCJC-1标段

无损检测实施细则

编制：

龚杰

审批：

黄　充

四川交大工程检测咨询有限公司

杭长铁路客运专线湖南检测项目部

二○一○年八月十七日

目录

第一章基本规定2

一、适用范围2

二、检测依据2

三、检测工作流程2

四、常用检测方法和适用范围3

五、检测内容、方法、数量与实施5

六、管理职责5

七、检测单位（含施工单位的检测机构）基本要求6

第二章检测工作程序7

一、基桩质量检测7

二、不合格项处理22

三、成果提交和检测报告要求23

附录25

第一章基本规定

一、适用范围

本细则适用于四川交大工程检测咨询有限公司杭长铁路客运专线湖南检测项目部，对新建杭州至长沙铁路客运专线（湖南）段桥梁基桩第三方检测HCJC-1标段无损检测工作。

二、检测依据

1.铁道部《关于做好客运专线铁路基桩检测工作的通知》（铁建设函[2006]464号）；

2.铁道部《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；

3.铁道部《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）；

4.铁道部《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218-2008）；

5.铁道部《铁路建设工程监理规范》（TB10402-2007／J269-2007）；

6.国家、铁道部其它相关标准、规范；

7.招标文件和相关图纸及资料等

检测过程中，在采用以上文件和标准时，必须采用有效版本。

禁止采用过期或失效文件和规范。

三、检测工作流程

检测项目部进场后，应制定有关检测工作流程，报监理批准后实施。

重点做好以下工作：

1.检测工作应与工程施工同步进行。

在工程施工的同时，检测单位应及时收集受检工程的设计及施工信息，为检测工作和报告编写准备基本资料。

2.实施检测前应对仪器设备进行检查调试，确保检测仪器设备在计量检定周期的有效期内。

3.施工单位应与检测项目部保持信息通畅，并按附表1格式提出报检计划，经监理工程师确认后，至少提前24小时通知检测项目部进行现场检测。

检测单位收到施工单位报检计划后，应按施工单位申请时间按时到现场检测。

如果检测推后，则应及时通知报检单位和监理单位，否则承担因此发生的后果。

4.施工单位应当在检测工程师到达现场前，按要求做好现场相关配合工作，以确保检测工作的顺利开展。

5.现场检测前，施工单位按附表2向检测项目部提供基桩工程基本资料。

6.现场检测完成之后，现场检测工程师应该能够根据测试数据初步分析判断检测结果，尽快告知施工单位是否可以进行下一道工序施工，并于24小时内将书面中间结果报告（附表5）报监理单位。

7.当检测发现有严重质量问题时，检测项目部要及时上报建设指挥部和监理单位，并由总监组织召开专题会议，形成处理意见，上报建设指挥部批准，报公司核备。

当采用其它检测方法进行验证时，应报监理单位审核和指挥部批准，确保检测质量满足设计和规范要求。

8.检测开始时间应符合下列规定：

1）桥梁受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，或龄期不少14天，或按设计要求执行（如有）。

2）其它项目检测开始时间由检测项目部提出计划，报监理单位批准。

9.现场检测期间，应遵守国家和施工现场安全生产规定。

当现场操作环境不符合仪器设备使用要求时，应采用有效的防护措施。

10.桥梁基桩无损检测工作流程按图1-1执行，其它项目的检测流程由检测项目部提出，报监理单位批准。

四、常用检测方法和适用范围

无损检测的方法、内容、数量和实施应严格按照设计文件、规程或合同约定的有关方法和要求执行。

常用的检测方法、目的和适应范围按表1－1执行。

当采用本细则中没有明确的方法时，应由检测项目部报监理单位审核后，报指挥部批准和公司核备。

在实际检测过程中，检测项目部和监理单位应根据检测合同要求和现场情况确定具体方法，以保证检测质量为前提，并做好记录和确认工作。

如合同或设计文件中规定的检测方案与现场具体情况不符时，检测项目部要提出变更要求，送监理单位审核后，报公司批准和公司备案。

表1－1基桩无损检测方法一览表

检测方法

检测目的

适用范围

检测数量

瞬态激振时域频域法

低应变反射波法

检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。

未预埋声测管的混凝土灌注桩。

桩总数的100%

声波透射法

检测混凝土灌注桩桩身缺陷及其位置、范围和程度，判定桩身完整性类别。

预埋声测管的的混凝土灌注桩。

桩总数的100%

否

是

否

（现场测试完成后24小时内）

是

图1-1桥梁基桩无损检测工作流程

五、检测内容、方法、数量与实施

对于桥梁基桩工程

检测内容：

检测桩身完整性，判定桩身缺陷程度及位置；

检测方法：

完整性检测采用低应变反射波法检测或声波透射法检测；

检测数量：

完整性检测按桩总数的100%检测；

实施单位：

1）完整性检测由业主统一招标确定的检测项目部进行，监理单位全部见证检验，施工单位不再重复检测，但应派员配合检测过程。

对因施工单位原因造成声测管堵塞或基桩质量有异议的采用钻芯法复测，由指挥部和施工单位共同确定检测项目部进行钻孔和送样检测，检测项目部和监理单位对钻孔、取样、送样、试压和声波透射法检测进行全过程旁站（其它基桩同样）。

2）承载力检测由施工单位按设计要求组织进行，监理单位全部旁站，设计单位现场确认。

六、管理职责

1）严格按投标承诺和合同约定配备各种检测设备和人员。

检测项目部现场的设备能力、人员组织、技术水平、服务意识、协调工作、技术支持和后勤保障等应保证工程检测质量、满足工程施工进度安排，不得影响施工单位的下一道工序施工。

2）在检测项目实施中，应选用技术能力强、业务水平高、对工程质量把握能力强且具有执业资格的工程技术人员作为检测工程师。

3）检测项目部应配备性能良好的检测设备，其数量应充分满足工程检测需要。

检测仪器应选用可靠性好、灵活便捷、自动化程度高的设备。

4）检测机构和人员必须保证独立性、诚实性和公正性，不得参加有损公正性的人际交往活动，不得有伪造数据、报告等弄虚作假行为。

5）检测人员有权抵制不正当的行政干预、不正当的商业和财务等方面的压力和影响，并有权向公司、指挥部或法定管理部门举报有损公正性的检测行为。

对发现的质量问题可直接向公司报告。

6）严格执行国家和铁道部的有关技术规程和公司有关工程管理办法，自觉接受本标段公司的领导，接受监理工程师的监理，与工程施工单位密切配合。

7）按时参加监理单位组织召开的专题检测会议。

8）严格按施工单位的报检计划进行现场检测，按时向监理单位提交检测中间结果。

9）按时向监理和业主报送检测报告、统计报表和相关资料。

七、检测项目部基本要求

1．检测项目部拟委派的检测人员应能满足检测工作需要，具有良好的职业道德和专业技术水平，具备相应执业资格，身体健康，年龄、职称结构合理。

2．检测项目负责人应具有较强的组织协调能力和较高的专业技术水平、高级技术职称或注册工程师、五年以上的检测经验。

3．参与本检测项目的各专项主要检测技术人员必须具有工程系列中级及以上技术职称和专项检测上岗证书。

其他检测人员要具有现场检测经验和专项上岗证书。

4．参与本项目检测人员必须与投标书相符，不得随意更换。

如确需更换必须报建设单位主管部门同意；检测项目部项目负责人和技术负责人必须常驻现场，离开现场2天以上的，须经指挥部主管部门同意。

5．检测项目部配备与检测方法相应的各种先进的检测仪器、设备，其数量和质量应满足检测工作需要；检测项目部应配备交通运输工具、通讯及办公设备，其数量和质量应满足检测工作需要，并不低于投标中的承诺标准；检测方法和检测仪器、设备应符合检测规程、验收标准及设计文件的要求。

检测仪器应通过技术鉴定，并具有产品合格证书和计量检定证书，并在有效期内使用。

6．检测项目部不得转让或分包本项目检测业务。

7．现场检测机构设置要求

1）检测项目部应根据检测工程项目的特点，在现场设置项目检测机构。

2）现场检测机构应设置合理、交通便利，满足现场检测要求。

3）现场检测机构在检测实施过程中应生活自理、独立办公，不得与被检测项目部发生利益关系。

8．检测项目部对检测结果的准确性负全部责任，并承担因自身检测失误产生的相应法律责任和经济损失（施工单位的检测机构责任主体为施工单位）。

第二章检测工作程序

一、基桩质量检测

（一）低应变法

1．概述

低应变反射波法（瞬态激振时域频域分析法）采用瞬态激振方式，通过实测桩顶加速度或速度信号的时域、频域特征，采用一维弹性波动理论分析判定基桩桩身完整性质量，即桩身存在的缺陷位置及其影响程度。

低应变反射波法属于快速普查桩的施工质量的一种半直接法，对于有疑问的桩应采用其他方法进行检测验证。

2．检测仪器

1）检测仪器应通过技术鉴定，并具有产品合格证书和计量检定证书。

2）仪器设备应定期进行全面检查和调试，其技术指标应符合仪器质量标准。

3）检测系统应具有信号滤波、放大、显示、储存和信号处理分析功能。

4）根据桩型及检测目的，宜选择不同大小、不同质量的力锤、力棒、手锤和不同材质的激振头，以获得所需的激振频率和能量。

力锤可装有力传感器。

5）信号采集及处理仪和传感器性能应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055的有关规定。

3．检测前准备

1）施工单位填写报检表（见表1），监理单位签字，至少提前24小时提交给现场检测人员。

2）施工单位应按表2提供工程相关参数和资料。

3）施工单位对报检的基桩必须做好准备工作，并达到以下要求：

Ø桩顶检测时标高应为设计标高；

Ø要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同；

Ø灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；对CFG桩头宜采用切割机处理；

Ø桩顶表面应平整干净且无积水；

Ø在实心桩的中心位置打磨出直径约为10cm的平面；距桩中心2/3半径处，对称布置打磨2～4处，直径约为6cm的平面，打磨面应平顺光洁密实；

D≤0.8m0.8m＜D≤1.25m1.25m＜D＜2.0m

图2－1不同桩径对应打磨点数及位置示意图

Ø当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，对测试信号会产生影响。

因此，测试时，当桩头侧面与垫层相连时，除非对测试信号没有影响，否则应断开。

4.现场检测

1）检测前受检桩应符合下列规定：

Ø桩身混凝土强度应达到设计强度的70％或桩身混凝土龄期不少于14d；

Ø打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。

2）传感器安装和激振操作应符合下列规定：

Ø传感器安装部位应清理干净，不得有浮动砂土颗粒存在；不得安装于松动的石子上；传感器安装应与桩轴线平行；

Ø用黄油或其它粘结耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度，传感器底面粘结剂越薄越好。

在信号采集过程中，传感器不得产生滑移或松动；

Ø实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处，激振点处混凝土应密实，不得有破损，激振时激振点与混凝土接触面应点接触，见图2－2；

Ø空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点与测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处，见图2－3；

Ø激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼主筋的影响；

Ø激振方向沿桩轴线方向。

采用力棒激振时，应自由下落，不得连击。

采用力棒或自由落锤，激振能量可控性和信号重复性比用榔头式锤敲击效果好；

图2－2实心桩点位布置示意图图2－3空心桩点位布置示意图

Ø激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。

短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤快击窄脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。

现场实际操作应综合应用手锤和力棒；

Ø激振能量在能看到桩底反射的前提下尽量小，可减少桩周参加振动的土体，以减小土阻力对波形的影响；

3）测试参数设定应符合下列规定：

Ø时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz；

Ø设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长；

Ø桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定，也可以制作模型桩测定；

Ø采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；

Ø传感器的灵敏度值应按计量检定结果设定。

4）信号采集和筛选应符合下列规定：

Ø根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；各检测点重复检测次数不宜少于3次，且检测波形应具有良好的一致性；

Ø当信号干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激振，提高信噪比；

Ø不同检测点及多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，排除人为和检测仪器等干扰因素，增加检测点数量，重新检测；

Ø信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程；

Ø对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互验证。

5．资料处理

1）桩身完整性分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析，并结合地质资料、施工资料和波形特征等因素进行综合分析判定。

2）桩身波速平均值的确定：

Ø当桩长已知、桩底反射信号明显时，选取相同条件下不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速按下式计算桩身平均波速：

2-1

2-2

2-3

式中

——桩身波速的平均值（m/s）；

——参与统计的第

根桩的桩身波速值（m/s）；

——测点下桩长（m）；

——时域信号第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）；

——幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差（Hz），计算时不宜取第一与第二峰；

——参与波速平均值计算的基桩数量（

5）。

Ø当桩身波速平均值无法按上述方法确定时，可根据本地区相同桩型及施工工艺的其它基桩工程的测试结果，并结合桩身混凝土强度等级与实践经验综合确定；

Ø如具备条件，可制作同混凝土强度等级的模型桩测定波速，也可根据钻取芯样测定波速，确定基桩检测波速时应考虑土阻力及其它因素的影响。

3）桩身缺陷位置应按下列公式计算：

2-4

2-5

式中

——测点至桩身缺陷的距离（m）；

——时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；

——幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）；

——桩身波速（m/s），无法确定时用

值替代。

4）桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按规定和表2－1所列实测时域或幅频信号特征进行综合判定。

表2－1桩身完整性判定

类别

时域信号特征

幅频信号特征

Ⅰ

2L/c时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波

桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差Δf≈c/2L

Ⅱ

2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波

桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差Δf≈c/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差Δf′>c/2L

Ⅲ

2L/c时刻前有明显缺陷反射波

缺陷谐振峰排列基本等间距，其相邻频差Δf′>c/2L

Ⅳ

2L/c时刻前出现严重缺陷反射波，无桩底反射波

或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动；无桩底反射波

或按平均波速计算的桩长明显短于设计桩长

缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频差Δf′>c/2L，无桩底谐振峰

或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰，无桩底谐振峰

注：

对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可参照本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别。

5）对于混凝土灌注桩，采用时域信号分析时，应结合有关施工和地质资料，正确区分混凝土灌注桩桩身截面渐扩后陡降恢复至原桩径产生的一次同相反射，或由扩径突变处产生的二次同相反射，以避免对桩身完整性的误判。

6）对于嵌岩桩，当桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合地质和设计等有关资料以及桩底同相反射波幅的相对高低来判断嵌岩质量，必要时采取钻芯法核验桩端嵌岩情况。

7）应正确区分浅部缺陷反射和大头桩大头部分恢复至原桩径产生的同相反射，以避免对桩身完整性的误判，必要时可采取开挖方法查验。

8）出现下列情况之一，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行：

Ø实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确分析和评价；

Ø当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且又缺乏相关资料加以解释或验证；

Ø桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。

9）对采用低应变反射波法检测有疑问的桩，应进行验证检测：

Ø桩身浅部存在缺陷可开挖验证；

Ø桩身深部或桩底存在缺陷时可采用钻芯法进行验证；

Ø根据实际情况采用静载试验、钻芯法、高应变法或开挖进行验证。

（二）声波透射法检测

1．概述

声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：

由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征；当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内混凝土的声学参数。

测试记录不同测试剖面对面和斜面的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。

在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。

测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，声波检测仪测定有关参数并采集记录储存。

换能器由桩底同时从下往上依次检测，遍及各个截面。

图2－4基桩声波透射法检测系统框图

声波透射法测桩的特点：

检测全面、细致，现场操作简便，迅速，不受桩长、长径比的限制，一般也不受场地限制。

2．检测仪器

1）声波发射与接收换能器应符合下列要求：

Ø圆柱状径向振动，沿径向无指向性；

Ø外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm；

Ø谐振频率宜为30～60kHz；

Ø水密性满足1MPa水压不渗水。

2）声波检测仪应符合下列要求：

Ø具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能；

Ø声时测量分辨力优于或等于0.5μs,声波幅值测量相对误差小于5％，系统频带宽度为1～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB；

Ø声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值不宜小于500V；

Ø声波检测仪应采用具有自动记录功能的仪器。

3．声测管埋设

基桩施工单位必须高度重视和严格声测管埋设工作，监理要加强事前提醒和过程检查，检测项目部要向施工单位进行事先提示，确保声测管埋设一次合格。

杜绝声测管堵塞现象。

1）材质与埋设

Ø声测管应采用金属管，内径不宜小于40mm，管壁厚不应小于2.5mm；

Ø声测管应下端封闭，上端加盖，管内无异物；声测管采用绑扎方式与钢筋笼连接牢固（不得焊接）；声测管连接应积极采用外加套筒焊接方式进行，杜绝连接处断裂和堵管现象；连接处应光滑过渡，不漏水；管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度应一致。

2）保证声测管在成桩后相互平行

声测管应沿桩截面外测呈对称形状布置，如图2－5布置并编号：

沿直径布置呈三角形布置呈四方形布置

D≤800mm800mm＜D≤2000mmD＞2000mm

图2－5声测管布置示意图（注：

图中阴影为声波的有效检测范围示意）

检测剖面编组分别为：

1-2；

1-2，1-3，2-3；

1-2，1-3，1-4，2-3，2-4，3-4。

4.现场检测前准备工作应符合如下规定

Ø调查、收集待检工程及受检桩的相关技术资料和施工记录。

包括：

桩的类型、尺寸、标高、施工工艺、地质状况、设计参数、桩身混凝土参数、施工过程及异常情况记录等信息）；

Ø检查测试系统的工作状况，采用标定法确定仪器系统延迟时间（参考《建筑基桩检测技术规范》JGJ-2003条文说明），计算声测管及耦合水层声时修正值；

Ø将伸出桩顶的声测管切割到同一标高，测量管口标高，作为计算各测点高程的基准；

Ø将各声测管内注满清水，封口待检；

Ø在放置换能器前，检查声测管畅通情况，以免换能器卡住或换能器电缆被拉断，造成损失；

Ø准确测量桩顶面相应声测管之间外壁净距离，作为相应的两声测管间管距精确至1mm；

Ø测试时径向换能器宜配置扶正器，保证换能器在管中居中，又保护换能器在上下提升中不致与管壁碰撞，损坏换能器；

Ø桩身强度应达到混凝土设计强度的70％或混凝土龄期不少于15d。

5．现场检测

现场检测过程宜分两个步骤进行，首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常测点。

然后，对声学参数异常的测点采用加密测试，必要时采用斜测或扇形扫测等细测方法进一步检测，这样一方面可以验证普查结果，另一方面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别的判定提供可靠依据。

1）将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中同一高度的测点处。

2）设置好仪器参数，进行检测。

3）发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm。

4）实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。

5）将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。

6）在桩身质量可疑的测点周围，应加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。

7）在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。

8）当声测管出现堵管情况时，按以下规定执行：

Ø埋有两根或三根声测管，当某一根声测管桩底堵管采用斜测法时，两个换能器中点连线的水平夹角不应大于40°；

Ø埋有四根声测管，当对角线上两根声测管堵管采用斜测法时，两个换能器中点连线的水平夹角不应大于40°，可采用斜测法检测；

Ø其它情况下，在所堵声测管附近钻芯，检测桩身混凝土完整性，并用钻芯孔作为通道进行声波透射法检测。

此时应注意钻芯孔垂直度变化使发射和接受换能器间距变化对检测信号的影响。

6．资料处理

1）声学参数的计算和波形记录

各测点的声时

、声速v、波幅

及主频f应根据现场检测数据，按下列各式计算，并绘制声速－深度（v-z）曲线和波幅－深度（

－z）曲线，需要时可绘制辅助的主频－深度（f-z）曲线：

2－6

2－7

2－8

2－9

式中

——第i测点声时（

）；

——第i测点声时测量值（

）；

——仪器系统延迟时间（

）；

——声测管及耦合水层声时修正值（

）；

——每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离（mm）；