水利工程質量檢測中測量不確定度的影響研究

潘會

水發檢測科技有限公司 山東 濟南 250000

引言

水利建設是保證我國水資源安全的重要基礎，它的質量直接關系到人民的生產和生活。在工程完工后，要對工程的結構進行檢查，以排除安全和質量問題。目前，大部分施工人員對測量不確定度的影響重視不足，往往只采用量值直接反映測量結果，水利工程質量檢測中不確定測量方法的應用還不夠廣泛，所以，本文對水利工程質量檢測中測量不確定度的影響研究，具有重要的現實意義。

1 測量不確定度及其影響

1.1 測量不確定度的含義

根據相關規章制度的要求，測量結果一般分為兩類：一類是不確定度，另一類是單獨的量值。在此基礎上，提出一種基于不確定度的方法，以準確地反映出測量數據的離散特性，并將其納入到半寬度的概率中。相對于誤差，它可以看作是數軸線上的一段，而錯誤就是數軸線上的一點。因而，不確定度的運用不僅適用性強、傳遞性強、一致性好，還能有效地提高測量的準確性。一般情況下，如果不確定度的數值很低，那么這個測量的可信度就越高，其存在的價值也就越大。相反，如果不確定度的數值較大，則表示這種方法的可信度較低，其存在的價值也較低。在國際上，用不確定度來表示被測數據的分散程度是否合理等。在實際應用中，由于外部環境、人為因素等因素的影響，測量結果可能會產生偏差。因此，在試驗中存在著一定的分散性，利用不確定度可以更好地判斷這種分散性。不確定度的存在是判斷分散性的一個標準，它可以解釋測量結果，使其更好地運用。在水利工程質量檢驗中，不確定度可以運用到很多方面，其中包括對儀器設備的校驗結果的判定；測量器具內部標定的量值溯源；某些測試項目的測試結果的表達；實驗室內比較測試及能力確認結果的評估。在水利工程質量檢驗中，推動不確定度的建立，將有助于提升行業技術水平，改善服務系統。

1.2 不確定度對測量結果的影響

在水利工程質量檢驗中，由于其測試條件和測試環境等方面的問題，常常會受到外界因素的干擾，從而使實測結果與實際數據有很大的偏差。在質量檢驗中，僅僅依據有關標準和實測結果來判定工程測量是否合格，將極大地影響到工程質量檢驗工作的科學性。因此，有關部門既要考慮到實測數據，又要兼顧不確定度。從某種意義上來說，測量不確定度和實際測量值都會對工程測量的不確定度產生影響，通過將測量不確定度和真實測量值之間的相關性進行分析，可以在一定程度上反映出實際測量數據的質量控制效果[1]。

2 質量檢驗技術在水利工程中的應用

2.1 回彈探測技術

回彈法測試技術是以彈簧和重錘來完成水利工程的測試工作，其工作原理是：通過彈簧的彈性變形所產生的彈力作為重錘的動力，通過動力使重錘可以對混凝土進行沖擊；然后通過測量整個過程中彈簧的位移，計算出相應的數值，并將其與相應的指標進行比較，從而判斷出整個結構的強度。回彈測試技術最大的優點在于可以得到較好的測試結果，即回彈測試技術可以對混凝土的強度和均勻性進行檢測，同時保證目標結構的整體性能。在采用回彈探測技術時，應注意：①保證被測對象建筑物的表面光滑、無灰塵；②合理地設置所有探測結構的位置和范圍，在試驗結構的大小比較小的情況下，可以將預先確定的試驗位置數目減少到2m；③在試驗部位，應確保檢測點的設計均勻，且測量點外露的鋼筋之間的間隔應大于30mm；④在回彈測試完成后，盡可能選擇最適合的位置進行碳化深度測量，并選擇平均測試值；⑤在計算回彈數值時，要從測量點的所有回彈數值中剔除3個最大和最小值，然后用剩余的數據求平均；⑥在檢測期間，應使回彈儀的周線與混凝土探測面保持垂直，并對其進行均勻的加壓，不要太快或太猛，否則會造成瞬間的沖擊而損壞工程結構[2]。

2.2 超聲波技術的測試

根據水利工程混凝土的特性，將超聲波技術廣泛用于水利工程中的混凝土質量檢測。在檢測深部混凝土裂縫時，可以采用斜測法，獲得其分布范圍和長度。如果采用鉆孔方法檢測裂縫，則在混凝土裂縫附近等距設置3個小孔，其大小與傳感器的尺寸相符，并在鉆孔中添加水泥和傳感器的耦合，并將探針伸入鉆孔中進行檢測。特別是采用斜測法對混凝土進行質量檢測時，由于裂縫中含有大量的沙粒和碎片，因此，超聲波檢測時產生的測量聲波有可能通過含有沙粒的裂縫而造成誤差；而在不通過裂縫的情況下，聲波直接進入接收機，則會導致裂紋位置的錯誤。在此基礎上，提出采用雙面斜邊法進行混凝土裂縫傾斜測量的方法，其測量精度高、速度快。總之，超聲波技術具有穿透能力強、操作簡單、能迅速完成混凝土的無損檢測等優點，在中國已得到廣泛的應用，但在實際應用時，必須根據實際情況來確定檢測參數，以確保質量檢驗的準確性[3]。

2.3 碳化深度測量法

若需要使用無損測試技術，對水利工程的質量做出更加深入、更細致的檢測時，也可考慮采用碳化深度的方式。當采用該方式進行測試時，相關人員還需要通過電錘工具對被測部位進行鉆孔，并進行去除在鉆孔時形成的粉末，之后再將含量約為百分之一的酚類乙醇溶液加入孔內。在進行變色處理和深度檢測時，必須采用碳化深度計或者游標卡尺，而最后的結論就是碳化深[4]。但是在實際測量中，為了確定鋼筋保護層的結構以及內部元件的資料的真實性，通常需要使用定位掃描裝置進行施工。在完成所有的測量工作之后，相關的工作人員還要對最后的數據進行整理和分析，并對鋼筋的碳化程度進行詳細的分析，如果鋼筋的厚度是比較低的，那么在后期的施工中，鋼筋和其他構件就會被腐蝕，很難保證水利工程的安全和質量。然而，與混凝土碳化程度比較，鋼筋保護層的厚度值更大時，可以得出不會出現腐蝕現象。因此，在運用無損檢測技術進行水利工程質量檢驗時，相關工作人員必須保證資料的正確性，并根據資料的結果，對鋼筋構件的銹蝕問題做出合理的判斷，若出現問題，則由相關工作人員根據問題的根源，采取相應的對策，保證水利工程的質量和安全，從而保證水利事業的健康發展[5]。

2.4 地質雷達法

地質雷達探測的基本原則是將高頻電磁波與發射天線相結合，從而實現對水利工程的質量監測。在探測到雷達波的時候，雷達波會被反射到不同的界面上。由于地面天線能迅速地收到雷達波的反饋，所以探測工作可以進行得很好。為保證測試效果，在水利工程中運用GRT探測技術，必須按照下列的應用程序進行。操作人員必須正確地使用電腦，并向控制部公布相關的需求。在控制部收到后，向發射天線及接收天線發射對應的信號，發射后向地面發射高頻電磁波。在探測區域內，介質屬性的均勻性取決于電磁靶和面向電磁波的交界面，并把對應的電磁波反射到地表。地面接收天線在接收到反射信號后，必須將有關的信號通過數據傳送回控制裝置，并將其送回電腦后，以圖片的方式呈現在工作人員眼前。檢驗人員可以對圖像進行快速的分析，并采取相應的措施，從而決定工程中的實際狀況[6]。

3 測量不確定度在水利工程質量檢測中的具體應用

3.1 測量不確定度在設備內部校準評定方面的應用

水利工程中，由于涉及許多甲等資質的指標，所涉及的儀器種類也比較多，所以往往會出現一些無法送校或送檢的情況，必須進行內部的校驗，以保證量值的追溯。內部標定是校驗工作中的一個重要環節，它在很大程度上是在實驗室中完成的。具體來說，實驗室的工作人員會按照參照標準和技術文件來進行操作，這是為判斷儀器的精度，所以在實施這一工作時，實驗室必須提供儀器的不確定度和示值偏差。在測量儀器的不確定度評估時，必須按照有關標準的特定要求來實施，而在不確定度的評估中，必須采用下列兩種方法。第一，當測試條件符合有關要求時，采用統計學方法對測試結果進行 A級不確定度評價。第二，根據相關的經驗和資料，進行 B級的不確定度評估[7]。

3.2 測量不確定度在設備校準評定方面的應用

對測量儀器來說，其校驗要進行成果鑒定，校驗證書會清楚地表明被校儀器的不確定度和錯誤，校驗證書也會給出相應的鑒定結論。對已標定的儀器，其能否達到有關工作的要求，還要根據校驗證書所提供的不確定度來進行科學的判定。在測量設備中，MPE表示最大誤差參數的容許范圍，它的主要依據是制造商標注的技術參數、最小設備的最小分度值和測量標準的要求，在進行標準結果的評價時，必須將標定的示值誤差和最大容許偏差進行比較[8]。

3.3 測量不確定度在檢測結果評定方面的應用

在水利工程質量檢驗方面，目前有關部門尚未就測量不確定度提出明確的要求，但檢驗單位是否能夠采用一種科學的評估方法來評估測量不確定度，是衡量其資質的一個重要標準，因而，在激烈的市場環境下，檢驗單位必須根據實際情況，制定相應的評估方法[9]。下面詳細描述評估不確定度的步驟。首先，要明確測量的主要目標，根據測量的實際情況和周圍的環境，建立相應的計算模型，并對各種測量參數和最終測量值之間的關系進行分析，利用相應的測試儀器來完成測試的準備工作，并在測量過程中有效地減少相關因素的影響。其次，結合實測資料，求出測量資料所對應的不確定度，從而得到整個測量資料的不確定度。再次，將以上各個環節所得到的測量數據與所對應的不確定度進行歸類，并對它們之間的相關性進行分析，如果有相關性，則利用相關的資料和計算方法，對各個組之間的偏差和不確定度進行分析，然后利用以前的測量參數，得到相應的測量值，然后通過對各個組的權重進行綜合計算，得出總的不確定度。最后，要對測量資料的影響因子進行分析，明確各個要素之間的關系，并建立其可信性，將其詳細地記錄下來，并與有關部門進行討論，發現有問題的地方要及時進行處理，以保證測量結果的準確性。最后，根據以往的記錄，對試驗裝置進行調試，對固定誤差進行修正，有效地減少測量不確定度，從而改善測量數據的質量[10]。

4 結束語

綜上所述，水利工程是我國重大基礎設施中的一項重大工程。為確保水利工程的長期功能，必須對現行技術的優劣、適用條件和使用情況進行全面的了解，掌握影響測量精度的主要因素和方法，以提高工程質量檢驗的質量和精確度，為水利工程的建設與運行提供強有力的支持。