淺談無損檢測技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

王軍港

摘 要：在水利工程的質(zhì)檢過程中，隨著儀器的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷完善，質(zhì)檢工作的科技含量越來越高，傳統(tǒng)的檢測手段在檢測過程中對建筑物本身結(jié)構(gòu)常產(chǎn)生破壞，現(xiàn)在已普遍被無損檢測技術(shù)替代。如今，無損檢測技術(shù)已作為衡量一個國家測試技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。

關(guān)鍵詞：無損檢測技術(shù)；水利工程；質(zhì)量檢測

1 引言

在水利工程質(zhì)量檢測過程中，傳統(tǒng)的提防隱患檢測方法多采用人工錐探和機(jī)械鉆探等方法，所以，通常在險(xiǎn)情出現(xiàn)的初期是無法發(fā)現(xiàn)的，而當(dāng)發(fā)現(xiàn)時(shí)，往往都已經(jīng)嚴(yán)重到無法挽救的地步。而我國的地方檢測技術(shù)研究起步相對較晚，隨著科技日新月異的發(fā)展，各種探測技術(shù)已經(jīng)層出不窮，本文就當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的無損檢測技術(shù)進(jìn)行深入研究。

2 無損檢測技術(shù)概述

2.1 涵義

所謂無損檢測技術(shù)，是指在不影響建筑主體結(jié)構(gòu)受力性能的條件下，通過對某些物理量（如回彈值、超聲波速等）進(jìn)行原位檢測，推算出結(jié)構(gòu)與材料的工程性能或量化指標(biāo)，如材料的強(qiáng)度值，內(nèi)部缺陷位置、某種成分含量等。無損檢測技術(shù)的無損性、隨機(jī)性、遠(yuǎn)距離操作性、現(xiàn)場檢測等特點(diǎn)是傳統(tǒng)檢測方法所不具有的優(yōu)點(diǎn)；且其檢測數(shù)據(jù)可通過計(jì)算機(jī)連續(xù)不間斷地采集，通過數(shù)理分析和圖像生成技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地推理出水利工程主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況。

2.2 無損檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

工程中的質(zhì)量檢測無損技術(shù)有很多的優(yōu)點(diǎn)，主要包括以下的幾個方面：

（1）物理特性。無損檢測技術(shù)能夠通過在檢測過程中檢測到的物理量進(jìn)行推斷，推斷工程中使用的材料、質(zhì)量、成分比例等各項(xiàng)因素。

（2）遠(yuǎn)距離檢測。原有的檢測技術(shù)具有局限性，其不能對遠(yuǎn)距離的模塊進(jìn)行檢測，而無損技術(shù)能在一定遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)進(jìn)行檢測，解除了原有的局限，更加方便的進(jìn)行檢測。

（3）連續(xù)性。無損技術(shù)能夠在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重復(fù)，并且多次的將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，提高了檢測的準(zhǔn)確性等。

3 無損檢測技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

3.1 回彈法檢測技術(shù)

3.1.1 回彈法檢測技術(shù)原理

在回彈法檢測技術(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(jìn)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(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(jìn)行準(zhǔn)確的反應(yīng)，同時(shí)等夠保證被測墻體的完整性和原有使用性能。

3.1.2 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(jìn)行控制，若被測結(jié)構(gòu)表面尺寸過小，則可適當(dāng)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(shí)，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(diǎn)，測點(diǎn)外露鋼筋距離保持在30mm以上，值得注意的一點(diǎn)是，測點(diǎn)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(jìn)行碳化深度值的測量，并取其平均值；⑥計(jì)算回彈值時(shí)，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。

3.2 探地雷達(dá)檢測技術(shù)

3.2.1 探地雷達(dá)檢測技術(shù)原理

探地雷達(dá)是一種電磁波類探測方法，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目的體及地質(zhì)現(xiàn)象。實(shí)際測量時(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)分層情況的測試、地下空腔形目標(biāo)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。

3.2.2 探地雷達(dá)檢測技術(shù)的應(yīng)用

采用探地雷達(dá)技術(shù)，從工程實(shí)際應(yīng)用效果來看，探地雷達(dá)在探測襯砌質(zhì)量方面，對于不同的探測目標(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。

3.3 超聲波法檢測技術(shù)

3.3.1 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(jī)械振動，頻率范圍控制在20～200000Hz，若頻率超過20kHz時(shí)即為超聲波。利用超聲波對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)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?yàn)槌暡ň哂休^強(qiáng)的傳播能力，在進(jìn)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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。

3.3.2 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(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(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)也可以對其裂縫進(jìn)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。

4 無損檢測技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測應(yīng)用中的問題探討與思考

作為水利工程尤其是大中型水利工程質(zhì)量控制、結(jié)構(gòu)驗(yàn)收的重要手段，無損檢測技術(shù)的重要性不言而喻，但其發(fā)展和應(yīng)用水平仍有一定的差距。這里既有技術(shù)上的不足也有應(yīng)用中的問題。

（1）在技術(shù)上，其測試和推定的準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高如運(yùn)用超聲回彈綜合法測定混凝土強(qiáng)度時(shí)，超聲波速受外界濕度、溫度、介質(zhì)的影響較大，在幾個工地的比較性試驗(yàn)時(shí)，往往對試塊（因其在養(yǎng)護(hù)池中，相對含水率較大）的測定值離異較大，隨機(jī)提供的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)曲線，在各地區(qū)不盡相同，故而也相對產(chǎn)生誤差。

（2）檢測性能比較單一，綜合質(zhì)量鑒定有待完善隨著新科技、新材料在水利工程中的應(yīng)用，在質(zhì)量鑒定時(shí)，不但要推定出混凝土的質(zhì)量狀況，而且也涉及到如鋼筋質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量、混凝土與鋼筋共同作用狀況等，只有這樣才能全面、綜合地對整個工程進(jìn)行核定。

（3）強(qiáng)化無損檢測應(yīng)用程序，對水利工程尤其是大中型水利工程，必須對重要隱蔽工程及工程關(guān)鍵部位進(jìn)行無損現(xiàn)場檢測，對一般工程可根據(jù)實(shí)際情況決定是否進(jìn)行無損檢測抽查，并以此作為工程檢測和評定的重要依據(jù)。

（4）無損檢測最終是以提高工程質(zhì)量為目的，為了提高檢測技術(shù)的科學(xué)性、公正性和權(quán)威性，各質(zhì)檢機(jī)構(gòu)應(yīng)將無損檢測業(yè)務(wù)作為必備指標(biāo)來加以建設(shè)和完善，人員組成要相對穩(wěn)定，必須經(jīng)過無損檢測專業(yè)。

（5）鑒于無損檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和現(xiàn)代科技術(shù)的不斷發(fā)展，搞好無損檢測工作必須以案例來加以總結(jié)和論證。因此，要不斷積累工只有這樣才能在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提高確度和實(shí)用性。

5 結(jié)束語

無損檢測技術(shù)在水利工程建設(shè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用不但能為檢測工程質(zhì)量提供保障，而且能確保建筑的完整度。因此，我們應(yīng)加大其在水利工程質(zhì)量控制檢測中的推廣和應(yīng)用力度，并充分認(rèn)識到無損檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，以加強(qiáng)對水利工程質(zhì)量控制的檢測力度，最終實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益的最大化。

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