水利泵站施工質量檢測關鍵問題探討

丁華麗

摘 要：質量檢測作為泵站工程建設過程中的重要組成部分，對保障施工質量起著不可替代的作用。本文對泵站施工質量檢測的目的和主要內容進行系統分析，結合工程實例，詳細闡述了泵站施工質量檢測設計需要關注的關鍵問題和重點環節，以期為泵站施工過程管理提供技術指導。

關鍵詞：質量檢測;泵站;關鍵問題

中圖分類號：TV675;TV512 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）31-0061-03

Discussion on Key Issues of Construction Quality Inspection for

Water Conservancy Pumping Station

DING Huali

（Henan No.2 Hydraulic Engineering Bureau， Zhengzhou Henan 450016）

Abstract： As an important part of the construction process of pumping stations， quality inspection plays an irreplaceable role in ensuring the quality of construction. This article systematically analyzes the purpose and main content of the pump station construction quality inspection， combined with engineering examples， elaborates in detail the key issues and key links that need to be paid attention to in the pump station construction quality inspection design， in order to provide technical guidance for the management of the pump station construction process.

Keywords： quality inspection;pumping station;key issues

質量檢測對水利工程施工發揮著重要保障作用，為了確保水利泵站的施工安全，有必要對泵站施工過程進行質量檢測[1]。根據《泵站現場測試與安全檢測規程》（SL 548—2012）、《泵站計算機監控與視頻監視系統施工技術規范》（DB34/T 3733—2020）等相關技術規范[2-3]要求，探討泵站施工過程中質量檢測的主要內容和關鍵問題，可以有效指導泵站安全施工。

1 質量檢測的目的

泵站質量檢測的目的是通過檢測泵站相關的各項建筑物、設備等在施工過程中的安全狀態，第一時間獲取泵站施工中的各項變化情況，及時發現施工中的問題，以采取相應的調整措施來優化施工方案和流程，保障施工質量和工程安全，確保泵站工程發揮應有的工程效益。

質量檢測通常需要借助各類儀器儀表，實現泵站施工工程中各種建筑物和設備參數、狀態的實時監測和連續監測，獲取溫度、壓力、流量和形變等數據。通過對數據進行歸納整理，分析其變化趨勢，結合相關閾值限值，對施工過程的安全性、穩定性等指標進行分析評價，同時根據對有效數據的分析，判斷泵站設計方案的施工情況和施工質量等。此外，借助施工安全檢測，及時發現施工中的問題，不斷調整和優化施工方案，改善施工工藝和流程，從而優化施工，確保施工質量。

2 質量檢測設計的主要內容

泵站施工質量檢測設計的對象主要是泵站施工過程中涉及的各類建筑物，主要包括泵站的地基基礎、泵站的主體結構、施工岸坡邊坡、施工相關設施和施工周邊的環境等。與之相適應的安全檢測的主要內容包括應力檢測、應變檢測、壓力檢測、變形檢測、流量檢測、溫度檢測、水位檢測，以及檢測設備選擇、自動化監測系統建設和人工巡視檢查等。

2.1 應力檢測

應力主要包括拉應力、壓應力、剪應力、切應力和扭轉應力等。在施工過程中，若出現各種殘余應力，會導致工程或部件產生彎曲變形、開裂斷裂等現象，因此需要控制施工過程的應力。通常情況下可采用有損檢測或無損檢測的方法對結構進行靜態應力等檢測。

2.2 應變檢測

對工程進行應變檢測可以反映出工程施工的狀態，發現施工中的問題，預測可能發生的施工險情等，檢測施工過程中各項受力結構的安全。應變檢測通常是針對建筑物的內部結構，采用低應變檢測儀、測樁儀等儀器設備獲取應變原始數據，借助應變測試分析方法或分析系統對應力應變關系進行分析，從而全面了解工程結構的應變狀態。

2.3 壓力檢測

借助壓力計等設備對建筑物基礎或接觸面處的土壓力、基礎揚壓力、地基反力等進行檢測，確保施工過程中基礎穩定可靠，保障施工安全，同時為應力設計計算提供科學依據。

2.4 變形檢測

變形檢測是質量安全檢測的重要組成部分，需要利用監測儀器設備對各種變形體進行持續檢測，獲取變形現象、變形發生過程中相應的數據（發生的時間、位置、空間，變形體的形狀、大小，與之相關的外力因素等），分析變形的形態和發展趨勢，并對后期的變形發展進行預測。檢測內容包括對檢測對象內部和表面的變形情況進行檢測，對各個方向的位移進行檢測，對裂縫進行檢測等。

除了按照設計頻次對建筑物相關固定測點進行檢測以外，還應對建筑物內外等進行定期或者不定期檢測;除借助儀器檢測外，還應利用人工檢測，開展直觀檢查和巡檢。

3 實例應用

3.1 工程選擇

工程實例為河南省東部引江濟淮工程的某提水泵站，該泵站主要通過加壓向調蓄水庫供水。泵站主體工程由進口段、檢修閘、進水池、主廠房、副廠房及廠區、出水管線等部分組成。泵站設計裝機6臺（4用2備），水泵揚程為29.14 m。采用機型GS1400-19/14B、電機YSPKK1000-14，總裝機6×2 240 kW，為大（2）型Ⅱ等泵站[4]。

3.2 設計重點

為了做好質量安全檢測設計工作，需要在全面了解工程情況的基礎上，明確安全檢測設計的思想，在突出質量安全檢測的同時全面反映泵站工程施工的設計特點。

首先應當明確檢測的對象和目的，然后在確定檢測范圍的同時突出檢測重點，如主要檢測項目和主要檢測測點的布置位置等。對于檢測儀器設備的選擇，應當選用設備性能可靠、操作簡單方便、滿足檢測精度要求的技術先進型設備。有條件的應借助安全檢測系統實現數據的自動化檢測，為了確保安全檢測的質量，還應進行人工巡視和檢查。

3.3 關鍵問題

該提水泵站工程為大型泵站，泵房底板和進水閘底板均為大體積混凝土結構，質量安全檢測的重點除了主廠房基礎壓力檢測、位移變形檢測外，還包括大體積混凝土內部應力檢測等方面。

3.3.1 混凝土溫度、應力檢測。由于大體積混凝土結構尺寸大、混凝土導熱性能差、施工約束條件多等，導致大體積混凝土易在施工過程中出現溫度裂縫。溫度裂縫的存在不僅會影響混凝土結構的外觀形象，也會導致混凝土結構耐久性降低，影響結構安全使用[5]。通過對大體積混凝土進行溫度、應力檢測，獲取大體積混凝土溫度、應力等參數，分析其變化規律，并對其發展趨勢進行合理預測，提出行之有效的防控措施，可以減少大體積混凝土施工過程中裂縫的產生和發展，從而提高混凝土施工質量，保障結構的耐久性。

對大體積混凝土溫度、應力、應變的檢測可以采用混凝土應力計、應變計、混凝土無應力計或鋼筋計等。本工程設計檢測措施如下。

①為驗證施工期混凝土溫度是否滿足溫控標準要求，利用埋設在混凝土中的測溫光纖進行溫度監測。②在澆筑過程中，對混凝土相關參數指標進行定時記錄，建議采集的參數包括混凝土出倉溫度、澆筑溫度、施工環境溫度，有冷卻水的需要記錄冷卻水流量和溫度，建議測量時間間隔為4 h。③監測混凝土澆筑溫度時，每100 m2至少要設置一個監測點，每1澆筑層至少布設3個監測點。④重點關注大體積混凝土澆筑后3 d內的溫度變化情況，應視情況進行加密監測。對于外部混凝土，要關注其每天的最大和最小溫度值;內部混凝土在澆筑前3 d內每天至少監測3次，3 d以后每天至少監測2次。⑤氣溫驟降時增加溫度觀測次數。⑥在施工過程中應定期提交檢測報告，重點報告混凝土澆筑過程中的溫度變化情況。⑦選擇有代表性的部位進行保溫層內外的溫度觀測，同一部位測溫點不少于2個，測溫部位要少受外界干擾，保溫層環境要穩定。觀測頻次每天1次，每個月各選2～3 d每小時觀測1次，進行保溫層內外溫度的比較，以了解保溫效果。觀測儀器采用電子自動類溫度計。⑧溫度量測過程中，若發現超出溫控標準的情況，要及時報告并采取措施。

大體積混凝土測溫常用方法有電子測溫儀法、電阻測溫法、測溫管法和光纖測溫法等。本工程推薦采用溫控防裂效果較好、自動化程度較高的光纖測溫法。在混凝土澆筑過程中布設測溫光纖，從混凝土開始澆筑到之后的任何時間都能夠方便地了解混凝土內任一點的溫度，測溫誤差小，使用方便，及時性好，可廣泛應用于大體積混凝土溫控防裂工作，對需要進行溫度控制的工程項目具有重要價值。

應力傳感器選擇振弦式傳感器。振弦式傳感器具有較高的靈敏度和較強的測量精度，便于進行自動化監測，穩定性和可靠性較好。振弦式傳感器以拉緊的金屬弦作為敏感元件的諧振式傳感器，當弦的長度確定之后，其固有振動頻率的變化量即可表征弦所受拉力的大小，通過相應的測量電路，就可得到與拉力成一定關系的電信號[6]。

本工程主要在泵房地板和進水閘底板等處選擇代表性斷面，通過布設應變計和應變計組對混凝土的內部應變進行檢測。通過獲取到的應變數值，結合光纖測溫數據和壓力傳感器監測數據，計算混凝土結構應力，指導混凝土施工方案和施工動態優化調控，從而確保混凝土施工質量。

3.3.2 變形檢測。對泵站進行變形檢測時需要借助工程布置的水準基點，主要包括水平位移檢測、垂直位移檢測和相鄰塊體之間的錯位檢測。

該泵站主體的位移檢測推薦采用水準檢測法，結合泵站主體各個組成部分，分別在泵房主體（包括泵站主站身、控制室和檢修間等）、進水閘段、泄水閘段以及連接段部位的4個角點附近，共設置28個監測點。泵房主體監測點布置如圖1所示。在各個監測點埋設沉降計，埋深8～10 m。

該泵站的水平位移監測點布設在泵房主體段、進水閘段各個結構段的頂部，共布設24個測點。在閘墩、前池和出口翼墻等檢測斷面上鉆孔埋設測斜管（內含測斜儀），用于檢測水位位移和傾斜形變，鉆孔深度5～8 m。

錯位檢測主要是針對不同結構段連接處施工錯動情況進行檢測，建議在泵房段、進水閘段、泄水閘段和連接段等監測斷面的上下游側結構分縫處布設測點。共計9個斷面，18支位錯計，可以實現對不同結構段之間的沉降和錯位的檢測。

3.3.3 其他檢測。此外，還應采用滲壓計、土壓力計等對泵房段、進水泄水閘室段以及填土接合面等部位的基礎揚壓力、土壓力和地基應力進行檢測;利用測壓管、滲壓計對泵站主體段及前后結合部位的繞滲流量進行檢測;利用超聲波流量計、多普勒明渠流量計和管道流量計等對泵站進出口明渠段和各管道流量進行檢測。

3.3.4 自動化監測系統。建設該工程建議一套自動化監測系統，通過監測系統和監測設備的連接，自動實現數據的實時采集、傳輸、分析和處理[7]。該系統主要由數據感知層、數據采集層和數據分析層3部分構成，結構如圖2所示。根據安全檢測的主要內容對系統各個模塊進行設計，以滿足自動化監測的要求，同時結合人工輔助檢測，選派有工程經驗的技術人員定期或不定期進行巡視檢查，以便發現施工過程中的質量問題和安全隱患，及時提出整改和補救措施。

4 結語

質量檢測是泵站工程設計、施工和運行中必不可少的環節，對泵站進行質量安全檢測，尤其是對泵站施工過程中的混凝土溫度、應力控制等重要環節進行全過程檢測，有助于及時全面了解泵站的施工狀態，發現施工中存在的問題和隱患。通過不斷調整和優化，不僅可以對泵站設計進行驗證，保障工程建設的施工質量，還可以為施工安全的管理和工程效益的發揮奠定基礎。

參考文獻：

[1]趙志仁.大壩安全監測設計[M].鄭州：黃河水利出版社，2003：1-11.

[2]中華人民共和國水利部.水利水電工程安全監測設計規范：SL 725—2016[S].北京：中國水利水電出版社，2016.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.泵站設計規范：GB 50265—2010[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[4]吳繼想，陳海峰.基于ANSYS的大體積混凝土溫控仿真研究[J].河南科技，2021（1）：107-109.

[5]于文蓬，王淑鳳，牟燕妮.南水北調大型泵站工程監測設計[J].山東水利，2012（4）：5-6.

[6]百度百科.振弦式傳感器[EB/OL].[2021-10-25].https：//baike.baidu.com/item/%E6%8C%AF%E5%BC%A6%E5%BC%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/8914550？fr=aladdin.

[7]朱松松.基于BIM技術的泵站工程安全監測系統開發與應用研究[J].現代工業經濟和信息化，2018（2）：57-59.