無損檢測技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用

吉登松/江西澤雨鑫建設(shè)工程有限公司

無損檢測技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用

吉登松/江西澤雨鑫建設(shè)工程有限公司

在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關(guān)注的問題,為解決好這個問題,就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。水利工程是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，為了保證國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，將無損檢測技術(shù)應(yīng)用于水利工程,不僅能夠在保證有效檢測工程質(zhì)量，還能保持建筑的完整性不受損害，這對于工程來說是非常重要的，因此進一步加強對其的研究非常有必要，從而能夠最大程度發(fā)揮其作用，從而進一步加強對工程質(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；無損檢測；應(yīng)用

前言

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

1.無損檢測技術(shù)的發(fā)展

無損檢測是隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展起來的。中國自20世紀50年代以后開始了無損檢測技術(shù)的研究，先后開展了各種無損檢測技術(shù)的基本原理和應(yīng)用技術(shù)的研究。在航空航天、冶金、機械、石油化工等部門，無損檢測技術(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)量檢測行業(yè)中應(yīng)用到的無損檢測技術(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技術(shù)和波動技術(shù)以及電磁波技術(shù)等多種無損檢測方法也加入到了建筑質(zhì)量檢測當中。

2.無損檢測技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

2.1 回彈法檢測技術(shù)

2.1.1 回彈法檢測技術(shù)原理。

在回彈法檢測技術(shù)當中的主要的工具是彈簧和重錘，由彈簧的彈性形變來提供彈性勢能推動重錘做功，重錘帶動傳力桿對建筑的混凝土表面進行敲擊，然后測出彈簧的在這個測量過程中的位移，最后通過計算算出具體數(shù)值，并將所得數(shù)值與相關(guān)的指標進行比較，最后判斷出混凝土的強度的大小。該方法進行測量的好處是可以獲得理想的測量結(jié)果，即該測量技術(shù)可以對混凝土的質(zhì)量和均勻程度進行準確的反應(yīng)，同時等夠保證被測墻體的完整性和原有使用性能。

2.1.2 回彈法檢測技術(shù)的應(yīng)用。

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

2.2 探地雷達檢測技術(shù)

2.2.1 探地雷達檢測技術(shù)原理。

探地雷達是一種電磁波類探測方法，雷達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目的體及地質(zhì)現(xiàn)象。實際測量時，一般采用剖面法進行連續(xù)或很密的點采樣，應(yīng)用研究領(lǐng)域包括地質(zhì)分層情況的測試、地下空腔形目標體的測試、地下水位線與壩體浸潤線的測試、截滲體形狀、完整性的測試和隧洞襯砌質(zhì)量檢測。

2.2.2 探地雷達檢測技術(shù)的應(yīng)用。

采用探地雷達技術(shù)，從工程實際應(yīng)用效果來看，探地雷達在探測襯砌質(zhì)量方面，對于不同的探測目標，確定襯砌內(nèi)的鋼筋數(shù)量和位置是很精確的，其在雷達圖像上具有不同的反射波特征，對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到地下不同介質(zhì)間的界面。

2.3 超聲波法檢測技術(shù)

2.3.1 超聲波法檢測技術(shù)原理。

何謂超聲波?超聲波是指在超聲以波動形式存在并在介質(zhì)中傳播的機械振動，頻率范圍控制在20～200000Hz，若頻率超過20kHz時即為超聲波。利用超聲波對混凝土結(jié)構(gòu)進行檢測，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，檢測頻率較低；與之相比，在高靈敏度的金屬材料中，超聲波檢測頻率通常為0．15～20MHz。正是因為超聲波具有較強的傳播能力，在進行水利工程無損檢測中，超聲波具有良好的指向性能，加之超聲波對人體無害、成本低、適應(yīng)性強等優(yōu)點，超聲波法檢測技術(shù)可應(yīng)用于各類工程各種材料的無損檢測工作之中。

2.3.2 超聲波法檢測技術(shù)的應(yīng)用。

單面檢測法主要應(yīng)用于截面較大的構(gòu)件，且該混凝土結(jié)構(gòu)中僅有一個表面可安放探頭的情況；雙面檢測法則應(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，檢測時，發(fā)射探頭和接收探頭需同時沿構(gòu)件兩側(cè)均勻移動位置，以便測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)用到超聲波的檢測當中，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)也可以對其裂縫進行檢測，并且也可以測得較為精確的具體的混凝土的裂縫深度。

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

某水庫壩基防滲墻質(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)有無裂縫、空洞、裂隙等不均勻現(xiàn)象，某年其檢測中心進行現(xiàn)場鉆孔取芯室內(nèi)試驗、鉆孔壓水試驗，進行地質(zhì)雷達無損檢測，得出詳實試驗數(shù)據(jù)。防滲墻主要檢測內(nèi)容為抗壓強度、滲透系數(shù)以及允許滲透比降.通過鉆孔取芯檢查，發(fā)現(xiàn)芯墻材料基本均勻、完整，有的致密無蜂窩、無孔洞，有的稍有小孔但無較大孔，無斷墻、無大的泥團。壩基防滲墻芯墻檢測成果，壩基防滲墻鉆孔抗?jié)B性能原位檢測成果。

3.2 水泥土與塑性混凝土防滲墻缺

陷處理經(jīng)過地質(zhì)雷達反復對這11處異常部位探測和分析研究，除5+425，4+750，4+430剔除外其他異常部位，進行深入開挖檢查由業(yè)主、監(jiān)理等聯(lián)合對8個異常部位檢查，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個部位開挖后墻體平整、連續(xù)、光滑，符合質(zhì)量要求。在5+440.55+462防滲墻槽開挖中，抓斗埋入槽內(nèi)，經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理同意，在該段采用深層攪拌樁法形成向庫區(qū)凸出的弧形墻，與左右兩測防滲墻連接成整體。

4.無損檢測技術(shù)的發(fā)展前景

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

5.結(jié)束語

綜上所述，在水利工程中應(yīng)用無損檢測技術(shù)能夠在保證有效檢測工程質(zhì)量的同時保持建筑的完整性不受損害，這對于建筑工程來說是非常重要的。無損技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，大大提高了水利工程的作業(yè)效率，給社會及人民帶來了安全、便捷、高效的檢測技術(shù)。這項技術(shù)的應(yīng)用，推動著水利事業(yè)的發(fā)展。為了更好的建設(shè)水利工程，使其更加科學的發(fā)展，就必須要進一步加強對無損技術(shù)的研究，從而能夠更好的解決存在問題，確保工程質(zhì)量本文分析了無損檢測技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，以期提供一些借鑒

[1]時方穩(wěn),杜應(yīng)吉,郝楓楠.探地雷達在水利工程安全檢測中的應(yīng)用[J].人民長江,2012,43(7):44-46.

[2]安徽省水利科學研究院：《石臺縣張?zhí)锼畮祀U情探地雷達測試報告》，安徽省水利科學研究院，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》，《中國水利》，2013，12。

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