水利工程塑性混凝土防滲墻無損檢測技術研究

郭廣明

（廣東科衡工程檢測有限公司，廣東佛山528000）

水利工程建設質量與國民切身利益相關，因此，水利工程施工質量和水利建筑在正常運行時的安全性必須要有保障，除了可以達到正常使用要求外，還要做到即使是在惡劣天氣狀況下也能夠正常運行發揮作用[1-3]。對于水利工程建設項目的質量負責人來說，做好施工過程的質量監控、最終交付高質量工程是其重要工作任務。近年來，無損檢測技術在水利工程建設中得到了比較快速的發展應用，逐步出現了一系列較先進的無損檢測技術，如探地雷達檢測技術、彈性波CT檢測技術、垂直發射法檢測技術等，水利工程無損檢測方法體系發展得越來越完善[4-6]。很多檢測技術如CT彈性波檢測技術，在很多國內著名的水利工程建設項目中得到應用。伴隨著無損檢測技術研發的相關技術設備也具有很高智能性，數字化程度較高，能夠同時開展數據采集、整理、計算分析、信息處理等多項難度比較高的復雜性工作，僅攜帶便攜計算機就可以進行智能操作。

1 無損檢測技術的應用優勢

當前，水利工程質量檢測相關設備的數字化水平漸漸提高，檢測管理手段水平也在不斷提升，質量檢測人員工作內容的數字化水平也隨之提高。無損檢測技術利用原位得到震動頻率、聲波速率等數值，進而通過檢測數據的計算得到建筑構件不同質量維度的數據水平，檢測建筑構件的施工質量以及可能存在的缺陷[7]。相較于傳統質量檢測方法，其具有可檢測距離長、檢測效率高、不破壞建筑構件完整性等優勢[8，9]。同時，無損檢測技術能夠對建筑構件連續重復地進行數據監測，然后對檢測數據進行運算處理得出建筑構件的質量水平結論。利用無損檢測技術得到的檢測數據準確度高、科學性以及權威性強，正因為其具有優越性，越來越多的水利建設項目在施工過程中選擇采用這一技術。

2 水利工程中常用的無損檢測技術

2.1 探地雷達檢測

該技術一般都是通過電偶極子去刺激雷達波的發射，利用電磁波進行數據監測，利用高頻率的電磁脈沖的反射檢測建筑實際狀況。在進行數據監測時，通常會使用點采樣的方法，進行連續或者密集的數據采集。該方法能夠在研究地質分層狀況、浸潤線、地下水位線等情況下使用，也能在進行具體的質量檢測時如防滲體的完整性、隧道洞穴等質量狀況中使用。探地雷達檢測技術在實際中的應用效果較好，能夠精準度很高地探測得到各種檢測目的物的內部構件材料數據，而不同材料的反射波反饋在雷達圖上的效果是有區別的。依據這個原理，可以探測不同地質石材間的接觸面之間是否存在脫空，能夠比較精確地判斷不同地質材料間分界線位置。

2.2 CT彈性波檢測

該技術是一種效率很高的無損檢測方法，應用廣泛，完成質量檢測的同時不會損毀檢測目標墻體的內部結構。檢測基礎是檢測儀器反饋的射線數據，然后借助計算機技術對數據進行處理、運算，構筑數理模型，最后形成能夠判斷檢測目標建筑構件質量相關狀況的數據圖像。數據圖像形象生動，準確度高，分辨率高。該技術在水利工程塑性混凝土防滲墻等墻體的質量檢測中應用以來，得到較高評價。但是，由于塑性混凝土防滲墻墻體自身所具有的結構特殊性，該技術在質量檢測中的使用存在局限性，實際操作比較困難。

2.3 垂直反射法檢測

該技術依托于地震反射原理，依據為在同種介質中波的傳播速度是相同的原理。近年來，各種數字化技術設備數據精度以及計算機技術發展水平不斷提升，檢測技術也隨之發展完善。由于波的震動會隨傳播距離的增加而逐漸減弱，因此在進行塑性混凝土防滲墻墻體質量檢測過程中，要在檢測儀器能夠正常進行數據采集的檢測距離內進行。做好對波的傳播速度以及振動源的振動頻率監測，有助于更好完成墻體質量檢測工作。采用該技術，可使用工具去刺激波在目標檢測建筑構件中的振動，然后對波的振動所反饋的數據進行采集，再以波在介質中的運動傳播原理為基礎進行采集數據的處理運算，建立數據模型，生成形象生動、能夠反映檢測建筑構件質量的相關圖像信息。該技術不會損害塑性混凝土防滲墻墻體的內部結構，而且檢測所需費用很少，能夠適用于各種檢測環境，滿足檢測要求。同時，該技術在實際質量檢測應用中還具有效率高、操作便捷等優點，可與各種設備的軟件與硬件協同工作去完成建筑構件墻體存在缺陷的勘察，全面判斷分析比較建筑構件質量。但目前由于儀器所能采集的數據精度水平不夠高，在遠距離的墻體質量檢測中具有一定局限性。

3 無損檢測技術在防滲墻質量控制中的應用

某水庫擬檢測壩體塑性混凝土防滲墻質量，判斷墻體是否存在空洞、不連續、縫隙等缺陷問題。采用探地雷達檢測技術，得到防滲墻芯墻及其鉆孔的具體數據，詳見表1—2。檢測過程中，對防滲墻體進行了鉆孔，然后進行取芯和壓水。鉆孔共2個，有8個巖芯，各個鉆孔按所處方位從上至下均勻選取4個巖芯取樣檢測。墻體檢測的數據采集共有2個鉆芯孔以及8個壓水孔。檢測結果顯示，該水庫的壩體塑性混凝土防滲墻基本不存在質量問題，壩體內部材料基本連續，孔隙裂縫蜂窩等問題數量少，不存在大型的孔隙裂縫以及孔洞。

表1 防滲墻芯墻檢測數據

表2 防滲墻鉆孔防滲性能檢測結果

4 無損檢測技術存在的局限性

無損檢測技術在水利工程建設質量監測管控以及工程驗收中承擔著十分關鍵的任務，是不可或缺的技術。其所具有的局限性既有技術方面因素，也有客觀技術應用環境方面因素。首先在技術本身方面，有些技術水平不夠高，數據采集過程中容易受到測試目標物所處外界環境干擾。如，利用回彈法檢測墻體強度采集數據時，其所依賴的超聲波會受到傳播介質種類以及傳播環境的溫度和濕度等影響，導致數據反饋精準度的不穩定性，對不同檢測地的建筑構件進行檢測對比，發現數據會存在不可消除的誤差。另外，很多無損檢測技術的檢測功能不夠全面，對檢測數據的處理存在很大的改進空間。近年來，水利工程建設施工中所應用的各種技術方法的數字化、科技化水平越來越高，施工材料的多樣性也在增加，采用無損檢測技術進行質量檢測時，需要同時判斷墻體內部結構的質量狀況以及墻體各種構成材料相互之間的共同作用狀況，做到對建設工程建筑構件的全面性的檢測。

5 結論

綜合以上，當前在我國水利工程建設活動中，越來越普遍地使用塑性混凝土進行防滲墻體構筑，在該形勢下對塑性混凝土防滲墻墻體的質量檢測也變得越來越重要，無損檢測技術也隨著應用需求的增加逐漸發展。目前應用的各種無損檢測技術各有優劣，總體上技術發展還不夠成熟需要不斷改進和創新。探究分析各種無損檢測技術的實際應用狀況，找出技術所存在的局限性是非常有必要的，能夠為無損檢測技術日后的改進創新提供更多的經驗和思路。