吉登松/江西澤雨鑫建設(shè)工程有限公司

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用

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在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對(duì)不同對(duì)象選擇何種無(wú)損檢測(cè)方法已成為人們關(guān)注的問(wèn)題,為解決好這個(gè)問(wèn)題,就必須對(duì)無(wú)損檢測(cè)方法及其特征有較全面的了解。水利工程是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，為了保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于水利工程,不僅能夠在保證有效檢測(cè)工程質(zhì)量，還能保持建筑的完整性不受損害，這對(duì)于工程來(lái)說(shuō)是非常重要的，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要，從而能夠最大程度發(fā)揮其作用，從而進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量監(jiān)督與控制的能力，保證水利工程的施工質(zhì)量。

水利工程；無(wú)損檢測(cè)；應(yīng)用

前言

我國(guó)現(xiàn)有的水利工程特點(diǎn)是堤基條件差、填土質(zhì)量差。我國(guó)傳統(tǒng)的隱患探測(cè)方法是人工錐探和機(jī)械鉆探等，只有當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)展到一定程度時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)，因此，必須尋找更科學(xué)有效的技術(shù)手段來(lái)防止險(xiǎn)情的發(fā)生。隨著科技的不斷發(fā)展，新的探測(cè)技術(shù)不斷出現(xiàn)，選擇適合于堤壩探測(cè)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以滿足實(shí)際的工程需要。

1.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

無(wú)損檢測(cè)是隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展起來(lái)的。中國(guó)自20世紀(jì)50年代以后開(kāi)始了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究，先后開(kāi)展了各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用技術(shù)的研究。在航空航天、冶金、機(jī)械、石油化工等部門，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用已日益增加并日趨成熟。現(xiàn)階段，在水利工程質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)中應(yīng)用到的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要有回彈法和超聲波法以及取芯法，信息技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)資源共享以及跨領(lǐng)域探究合作使得雷達(dá)技術(shù)和波動(dòng)技術(shù)以及電磁波技術(shù)等多種無(wú)損檢測(cè)方法也加入到了建筑質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)中。

2.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

2.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)

2.1.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)原理。

在回彈法檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中的主要的工具是彈簧和重錘，由彈簧的彈性形變來(lái)提供彈性勢(shì)能推動(dòng)重錘做功，重錘帶動(dòng)傳力桿對(duì)建筑的混凝土表面進(jìn)行敲擊，然后測(cè)出彈簧的在這個(gè)測(cè)量過(guò)程中的位移，最后通過(guò)計(jì)算算出具體數(shù)值，并將所得數(shù)值與相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行比較，最后判斷出混凝土的強(qiáng)度的大小。該方法進(jìn)行測(cè)量的好處是可以獲得理想的測(cè)量結(jié)果，即該測(cè)量技術(shù)可以對(duì)混凝土的質(zhì)量和均勻程度進(jìn)行準(zhǔn)確的反應(yīng)，同時(shí)等夠保證被測(cè)墻體的完整性和原有使用性能。

2.1.2 回彈法檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

①必須保證被測(cè)混凝土表面平整、清潔，杜絕疏松、污垢等問(wèn)題的存在；②每個(gè)被測(cè)結(jié)構(gòu)測(cè)區(qū)范圍應(yīng)進(jìn)行控制，若被測(cè)結(jié)構(gòu)表面尺寸過(guò)小，則可適當(dāng)減少測(cè)區(qū)數(shù)量，相鄰兩個(gè)測(cè)區(qū)距離應(yīng)控制在2m；③檢測(cè)時(shí)，回彈儀軸線與混凝土檢測(cè)表面垂直，通過(guò)緩慢勻速施壓，避免因用力過(guò)大或突然沖擊造成破壞；④在測(cè)區(qū)內(nèi)均勻布置測(cè)試點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)外露鋼筋距離保持在30mm以上，值得注意的一點(diǎn)是，測(cè)點(diǎn)不能設(shè)置在氣孔或外露的巖石上；⑤回彈值測(cè)量完成后，選擇最佳位置進(jìn)行碳化深度值的測(cè)量，并取其平均值；⑥計(jì)算回彈值時(shí)，應(yīng)從被測(cè)區(qū)所有回彈值中，去掉3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，取剩下回彈值的平均值。

2.2 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

2.2.1 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)原理。

探地雷達(dá)是一種電磁波類探測(cè)方法，雷達(dá)波通常采用電偶極子源激發(fā)。利用高頻電磁脈沖的反射探測(cè)目的體及地質(zhì)現(xiàn)象。實(shí)際測(cè)量時(shí)，一般采用剖面法進(jìn)行連續(xù)或很密的點(diǎn)采樣，應(yīng)用研究領(lǐng)域包括地質(zhì)分層情況的測(cè)試、地下空腔形目標(biāo)體的測(cè)試、地下水位線與壩體浸潤(rùn)線的測(cè)試、截滲體形狀、完整性的測(cè)試和隧洞襯砌質(zhì)量檢測(cè)。

2.2.2 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

采用探地雷達(dá)技術(shù)，從工程實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，探地雷達(dá)在探測(cè)襯砌質(zhì)量方面，對(duì)于不同的探測(cè)目標(biāo)，確定襯砌內(nèi)的鋼筋數(shù)量和位置是很精確的，其在雷達(dá)圖像上具有不同的反射波特征，對(duì)于襯砌和圍巖接觸面是否有脫空也可以明確地判斷，可以比較清楚地探測(cè)到地下不同介質(zhì)間的界面。

2.3 超聲波法檢測(cè)技術(shù)

2.3.1 超聲波法檢測(cè)技術(shù)原理。

何謂超聲波?超聲波是指在超聲以波動(dòng)形式存在并在介質(zhì)中傳播的機(jī)械振動(dòng)，頻率范圍控制在20～200000Hz，若頻率超過(guò)20kHz時(shí)即為超聲波。利用超聲波對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，主要是依據(jù)超聲波的瞬間應(yīng)力波原理，在混凝土等非金屬材料中，超聲波通常為20～500kHz，檢測(cè)頻率較低；與之相比，在高靈敏度的金屬材料中，超聲波檢測(cè)頻率通常為0．15～20MHz。正是因?yàn)槌暡ň哂休^強(qiáng)的傳播能力，在進(jìn)行水利工程無(wú)損檢測(cè)中，超聲波具有良好的指向性能，加之超聲波對(duì)人體無(wú)害、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，超聲波法檢測(cè)技術(shù)可應(yīng)用于各類工程各種材料的無(wú)損檢測(cè)工作之中。

2.3.2 超聲波法檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

單面檢測(cè)法主要應(yīng)用于截面較大的構(gòu)件，且該混凝土結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)表面可安放探頭的情況；雙面檢測(cè)法則應(yīng)用于截面不大的構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)兩側(cè)均能安放探頭的情況，檢測(cè)時(shí)，發(fā)射探頭和接收探頭需同時(shí)沿構(gòu)件兩側(cè)均勻移動(dòng)位置，以便測(cè)出不同位置的聲波參數(shù)。除了以上的幾種做法還有多種技術(shù)可以應(yīng)用到超聲波的檢測(cè)當(dāng)中，在鋼筋混凝土建筑中“超聲波表面坡傳播”“首波相位變化”以及“沖擊回波法”等其他技術(shù)也可以對(duì)其裂縫進(jìn)行檢測(cè)，并且也可以測(cè)得較為精確的具體的混凝土的裂縫深度。

3.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢查中應(yīng)用案例

某水庫(kù)壩基防滲墻質(zhì)量控制及缺陷處理。

3.1 水泥土與塑性混凝土防滲墻質(zhì)量控制

為了檢查壩基水泥土與塑性混凝土防滲墻質(zhì)量，防滲墻施工是否連續(xù)，墻體內(nèi)有無(wú)裂縫、空洞、裂隙等不均勻現(xiàn)象，某年其檢測(cè)中心進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯室內(nèi)試驗(yàn)、鉆孔壓水試驗(yàn)，進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)，得出詳實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。防滲墻主要檢測(cè)內(nèi)容為抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)以及允許滲透比降.通過(guò)鉆孔取芯檢查，發(fā)現(xiàn)芯墻材料基本均勻、完整，有的致密無(wú)蜂窩、無(wú)孔洞，有的稍有小孔但無(wú)較大孔，無(wú)斷墻、無(wú)大的泥團(tuán)。壩基防滲墻芯墻檢測(cè)成果，壩基防滲墻鉆孔抗?jié)B性能原位檢測(cè)成果。

3.2 水泥土與塑性混凝土防滲墻缺

陷處理經(jīng)過(guò)地質(zhì)雷達(dá)反復(fù)對(duì)這11處異常部位探測(cè)和分析研究，除5+425，4+750，4+430剔除外其他異常部位，進(jìn)行深入開(kāi)挖檢查由業(yè)主、監(jiān)理等聯(lián)合對(duì)8個(gè)異常部位檢查，除5+580有夾泥縫和5+466墻體不連續(xù)分別做處理符合要求外，其余6個(gè)部位開(kāi)挖后墻體平整、連續(xù)、光滑，符合質(zhì)量要求。在5+440.55+462防滲墻槽開(kāi)挖中，抓斗埋入槽內(nèi)，經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理同意，在該段采用深層攪拌樁法形成向庫(kù)區(qū)凸出的弧形墻，與左右兩測(cè)防滲墻連接成整體。

4.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，超聲成像技術(shù)，工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)等就是它們相互接合的結(jié)晶，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已明顯的表現(xiàn)出下列發(fā)展趨勢(shì)：由定性檢測(cè)向定量檢測(cè)和直接顯示缺陷圖像的方向發(fā)展；在線自動(dòng)化檢測(cè)和儀器智能化；與斷裂力學(xué)相結(jié)合，對(duì)重要工程構(gòu)件的壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)；和材料的物性評(píng)價(jià)相結(jié)合，在新材料的設(shè)計(jì)、加工和工程應(yīng)用中得到迅速發(fā)展。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在水利工程中應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠在保證有效檢測(cè)工程質(zhì)量的同時(shí)保持建筑的完整性不受損害，這對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)是非常重要的。無(wú)損技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，大大提高了水利工程的作業(yè)效率，給社會(huì)及人民帶來(lái)了安全、便捷、高效的檢測(cè)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)著水利事業(yè)的發(fā)展。為了更好的建設(shè)水利工程，使其更加科學(xué)的發(fā)展，就必須要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)無(wú)損技術(shù)的研究，從而能夠更好的解決存在問(wèn)題，確保工程質(zhì)量本文分析了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，以期提供一些借鑒

[1]時(shí)方穩(wěn),杜應(yīng)吉,郝楓楠.探地雷達(dá)在水利工程安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江,2012,43(7):44-46.

[2]安徽省水利科學(xué)研究院：《石臺(tái)縣張?zhí)锼畮?kù)險(xiǎn)情探地雷達(dá)測(cè)試報(bào)告》，安徽省水利科學(xué)研究院，2011：2。

[3]索麗生：《水利工程的“特殊功能”—關(guān)于水利工程建設(shè)新思路的思考》，《中國(guó)水利》，2013，12。

[4]中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《水利水電工程物探規(guī)程SL326-2010》，中國(guó)水利水電出版社，2010：8-12。