無損檢測技術在水利工程質量檢測中的應用

熊杰

摘? ? 要：在水利工程建設的過程中，部分項目的質量檢測根本達不到國家標準，從而留下許多爛尾工程。水利工程檢測就是通過對在建項目的工程材料或現場檢測，采集準確有效的檢測數據，并出具第三方合法有效的檢測報告給客戶的過程。本文將從無損檢測的技術種類和特征出發，通過介紹不同性質、不同用途的無損檢測技術，分析無損檢測技術在水利工程上的應用方向，為我國的基礎水利工程建設保質保優提供一個新興的檢測方案。

關鍵詞：無損技術;水利工程;質量檢測;應用

1? 水利工程中無損檢測技術種類及其特征

無損檢測從當前來看還沒有其他微電子檢測專業受重視，但是無損檢測技術在當前的施工和質量檢測方面有著不可替代的位置。人們印象中的無損檢測是技術人員拿著設備在現場做檢測，其實檢測完畢后還要進行復雜的數據處理和數據評估。如果需要做高端的自動化無損檢測，就需要在前期提供檢測解決方案，甚至無損評估，壽命預測，這就是不同層次的要求了。當然在不同的行業重視程度也不一樣，工程機械，船舶，汽車，壓力鍋容器，航空航天，因其使用的工況，結構，材料，厚度等因素不同，使用的方法，使用的設備也各有側重，而在水利工程中主要檢測的是材質的防水性能和腐蝕性能，對于水利工程的電子控制系統則是檢測靈敏度的差異。

1.1? 超聲波檢驗

超聲波檢測技術中一般使用B超和X光技術對物體進行檢測，B超和X光只是兩種不同的技術，應用場合不一樣，所以有其特定的使用范圍。當前最先進的超聲波檢測技術是利用超聲衍射檢測法和無線超聲檢測法，即TOFD和PAUT，兩者都是UT的衍生技術，有一個相互替代的關系，但總的來說還是檢驗標的工件的情況決定了使用什么方法。這兩種技術的使用差別還是挺明顯的。一般來說，TOFD適合的是大規模同規格工件檢驗。該技術的生產效率比手動超聲波檢測已經高出很多，對于一般的水利工程的建筑材料進行檢測已經足夠，但和自動超聲生產線還是有差距。小件材料的流水線作業PAUT，尤其是對于表面缺陷的檢出率優勢，是TOFD發展的延伸，PAUT結構更加簡單，對于某些特殊構件，非同規格情況下的檢驗工作十分擅長。所以水利工程中的底層不銹鋼焊縫，以及不銹鋼材料的檢測都可以用這兩種方法進行檢測。

1.2 探地雷達檢測技術

探地雷達是一種適合大眾使用的簡單、便捷、智能的地質雷達，可在野外現場快速定位與標注地下埋設物。操作流程簡單，即向前推進掃描采集數據發現標體（如管道）后，回退時屏幕上出現游標，當雷達移至目標圖像特征時即可定位與標注地下目體。探測雷達也能歐保存數據，生成不同深度的水平切面圖，及3D圖，加上GPS數據，做成地下管道勘測圖，更直觀對地埋暗管全方位檢測。采用高端的探測雷達成像技術，圖像清晰、定位準確。智能探地雷達可用于：探測金屬管道、塑料管、水泥管等水利工程建筑。梳理密集管線;發現不在管網圖紙上的管線，地下空洞探測，地下存儲罐探測;探地雷達能夠探測深度小于8米以內的金屬管線和非金屬管線等地下目標體的最專業化管線探測雷達。可選配二維和三維顯示軟件，在現場實時顯示剖面和三維深度水平切片，能更精確的圈定地下管線等目標體的三維展布特征，同時也能夠把這些資料保存下來，供以后查閱。北運河甘棠水壩位于北京市通州區京杭大運河附近的甘棠鎮，該水壩投入使用后，當橡膠壩在正常蓄水的時候，下游海漫段的多處伸縮縫位置出現了冒水和冒砂的現象，導致橡膠壩和上下游附屬構筑物混凝土基礎下面的土層被漏水帶出，部分基礎混凝土下方出現脫空或導致空洞的現象，嚴重威脅大壩的安全運行。對現場采集的全部62個圖像剖面進行綜合分析和歸類總結，發現本工程主要存在脫空、空洞和下沉等三大類典型病害。

2? 無損檢測技術在水利工程質量檢測中的應用分析

2.1? 建立完善的檢測選擇依據

選擇合適的檢測依據應該對檢測系統以及檢測的對象熟記于心，下面列舉幾種檢測方法的具體應用。預應力孔道壓漿密實度質量檢測儀：主要應用于預應力孔道壓漿密實度檢測。可對孔道密實度進行快速定性檢測;也可對壓漿缺陷進行定位檢測和缺陷類型判別，檢測過程不受波紋管材質影響。裝配式建筑套筒灌漿質量檢測儀：該設備主要應用于預制裝配式混凝土結構預應力孔及套筒灌漿密實度檢測。可對灌漿密實度狀況快速定位檢測。反拉式預應力檢測儀：該產品可用于后張法施工的有效預應力檢測。通過PID智能控制技術在檢測過程中實時動態偵測夾片位移并與力聯動，當應力達到限制時系統自動控制油泵工作狀態，系統可自動準確獲取有效預應力值，該方法可有效避免因檢測引起的夾片擾動，對原有預應力狀態幾乎無任何影響，同時也解決了其他產品無法獲取拐點的難題。混凝土結構質量掃描系統（CT）—主要檢測大體積混凝土內部缺陷、澆筑密實性及均勻性;可廣泛用于鐵路、公路、水利、建筑等行業。混凝土缺陷及尺寸無損檢測儀—該體系產品主要針對板狀混凝土內部缺陷和結構尺寸檢測，以及鋼管混凝土內部缺陷和脫空檢測，可描繪出缺陷的大致形態及空間分布。

2.2? 構建一體化的檢測環境

以傳感器、采集系統、控制系統、信息傳輸與安全系統、仿真與現實模擬系統、云服務系統為基礎，對材料、結構、硬件、信號、軟件等方面的檢測評估系統，在信號處理、信號傳輸、信號分析、結構振動分析、數值模擬、工程測震、荷載變形、應力應變等方面擁有獨特的檢測優勢，所以水利工程檢測應該在之前平臺基礎上大力發展新型的檢測系統，這些新型檢測系統組成的檢測環境對水利工程硬件設備的檢測結果是十分可靠的。

2.3? 形成全生命周期的檢測模式

通常情況下，我們將一個水利工程建設項目分為施工的前、中、后階段，每個階段對應的檢測內容是不同的。對水利工程檢測項目來說，最常見的就是五強兩比，因為任何的鋼筋混凝土結構都是必檢項目。在灌注樁施工前必須要提前對灌注混凝土和鋼筋籠的鋼筋進行五強兩比的送檢，合格后繼續施工;然后進行靜載和樁身完整性檢測;當上部結構施工開始時，依然是對五強兩比的試驗;接下來是主體結構試驗，如回彈檢測混凝土結構強度，鋼筋掃描等等;主體結構完工后，還要對后期的一些管道鋪設、節能保溫材料、水下電子硬件系統等進行送檢，直至工程竣工，以上所有檢測都是一個水利項目工程的必經階段，若檢測不合格甚至會成為影響工期的重要因素。

無損檢測技術發展到今天，已經在建筑、公路以及橋梁等項目的質量檢測方面顯示出了巨大的發展前景。同時因為水利工程的水下建筑項目具有隱蔽性等特征，無論是在施工過程還是在質量驗收階段，用常規的檢測手段很難檢測全面。所以把無損檢測技術和水利工程質量檢測進行無縫連接，擴大無損檢測在水利工程質量檢測中的應用范圍，是專家和學者努力的方向。在各方面的努力和配合之下，我國的無損檢測技術和水利工程質量一定會茁壯成長。

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