鉆孔電視成像技術(shù)在混凝土防滲墻檢測(cè)中的應(yīng)用分析

李雪

摘 要：混凝土防滲墻的檢測(cè)工作對(duì)整個(gè)工程具有重要意義。防滲墻本身就屬于地下工程，在相關(guān)工程中占據(jù)重要地位，一旦發(fā)生事故，會(huì)對(duì)建筑埋下安全隱患，還對(duì)建筑的使用壽命產(chǎn)生一定影響。本文首先對(duì)鉆孔成像技術(shù)檢測(cè)原理進(jìn)行分析，然后結(jié)合工程實(shí)例對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行探究。相對(duì)于傳統(tǒng)的鉆孔取樣方法相比，該項(xiàng)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鉆孔；電視成像技術(shù)；混凝土防滲墻；檢測(cè)；應(yīng)用分析

鉆孔取芯技術(shù)在一定程度上可對(duì)防滲墻工程質(zhì)量進(jìn)行保證，對(duì)相關(guān)建筑質(zhì)量也有一定的影響。現(xiàn)階段該項(xiàng)技術(shù)存在一系列的問(wèn)題與不足，制約防滲墻工程質(zhì)量的發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)取芯量充足，對(duì)芯樣原位以及原狀信息進(jìn)行獲取是建筑行業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一。鉆孔取芯技術(shù)還存在無(wú)法對(duì)防滲墻空洞以及質(zhì)量缺陷進(jìn)行及時(shí)感知的現(xiàn)象，鉆孔成像技術(shù)可以對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行很好的解決，下面我們對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行仔細(xì)分析。

一、鉆孔成像技術(shù)檢測(cè)原理

鉆孔電視成像技術(shù)為實(shí)現(xiàn)采集到優(yōu)質(zhì)圖像環(huán)的目標(biāo)，采用圓錐形導(dǎo)向鏡反射環(huán)裝圖像的方法對(duì)圖像軟件進(jìn)行處理，這樣有利于按照深度順序取得鉆孔壁的連續(xù)圖像。光學(xué)成像柱狀展開(kāi)圖是按照北東南西的方向順序?qū)D像進(jìn)行展開(kāi)，經(jīng)過(guò)圖像修理軟件相關(guān)作業(yè)后，即可獲得高分辨率的高清彩色圖像，這項(xiàng)技術(shù)可在空氣或者清水介質(zhì)中進(jìn)行工作，以其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)中，對(duì)混凝土防滲墻的檢測(cè)工作有一定的促進(jìn)作用。

向下拍攝的攝像頭以及帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈的廣角攝像頭共同構(gòu)成完整的光學(xué)探頭。這種圖像可對(duì)孔壁圖像進(jìn)行360°拍攝。探頭在探管中被封存，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由以下部分組成：攝像頭、磁力計(jì)以及測(cè)斜儀。下面我們對(duì)這三部分進(jìn)行仔細(xì)分析。磁力計(jì)主要保證圖像定位的準(zhǔn)確性，是通過(guò)對(duì)地球磁場(chǎng)的探測(cè)來(lái)對(duì)磁北極方向進(jìn)行確定，從而對(duì)圖像進(jìn)行定位。在實(shí)際進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，需要對(duì)測(cè)量深度進(jìn)行計(jì)算，我們可通過(guò)高精度光電編碼盤(pán)對(duì)起進(jìn)行計(jì)算，因視頻會(huì)面是由深度數(shù)據(jù)以及方位數(shù)據(jù)共同定位完成的，所以深度測(cè)量工作在整個(gè)工作中占據(jù)重要地位。通過(guò)相關(guān)設(shè)備對(duì)圖像進(jìn)行拍攝后在對(duì)圖像進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，便于后期整理分析工作的順利進(jìn)行。測(cè)試速度是由攝像頭旋轉(zhuǎn)速度、視野以及鉆孔孔徑直接決定的，在實(shí)際進(jìn)行測(cè)試工作時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，主要以圖像清晰為標(biāo)準(zhǔn)。

二、鉆孔電視檢測(cè)系統(tǒng)的工作方法

對(duì)已建成的并達(dá)到一定齡期的混凝土防滲墻，選擇待檢測(cè)的部位，在防滲墻中心線(xiàn)用鉆機(jī)鉆孔，并直至墻底。在進(jìn)行鉆孔電視檢測(cè)前，向鉆孔內(nèi)注入清水洗孔，清除孔壁上的泥漿等污跡，以便得到更清晰的圖像。然后檢查觀測(cè)深度范圍內(nèi)鉆孔的堵塞情況，以保證待測(cè)孔內(nèi)探頭能暢通無(wú)阻，具體方法是用測(cè)量繩系一直徑與探頭外徑相當(dāng)?shù)蔫F管放入孔內(nèi)進(jìn)行試探，如發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，及時(shí)解決。將鉆孔電視檢測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)探頭、信號(hào)傳輸設(shè)備、深度控制器和系統(tǒng)主機(jī)連接、調(diào)試正常后，由固定在孔口上的導(dǎo)向絞車(chē)將光學(xué)探頭以穩(wěn)定速率沿孔徑向下移動(dòng)，通過(guò)電視電纜將光學(xué)探頭探測(cè)的圖像信號(hào)傳送到地面的監(jiān)視器，即可顯示孔內(nèi)情況并錄像。

三、鉆孔電視成像技術(shù)檢測(cè)混凝土防滲墻應(yīng)用實(shí)例

1.混凝土防滲墻局部離析情況

某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩防滲墻設(shè)計(jì)為塑性混凝土墻，墻體厚度為0.6m，墻體最深處達(dá)38m以上，防滲墻塑性混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)范圍為3～6MPa，施工完成后，為檢測(cè)防滲墻墻體內(nèi)部質(zhì)量缺陷，進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)。鉆芯完成后，發(fā)現(xiàn)其中一鉆孔32.0～34.0m處芯樣局部破碎，斷口拼接不連續(xù)，無(wú)法判斷是何原因，是否影響防滲墻整體功能。為進(jìn)一步查清原因，對(duì)該孔孔壁進(jìn)行鉆孔電視觀測(cè)，鉆孔32.78～33.45m處混凝土不密實(shí)，骨料分布不均勻，存在局部離析現(xiàn)象，其余部位孔壁光滑完整，骨料分布均勻，混凝土密實(shí)，與鉆探取芯結(jié)果基本一致。與傳統(tǒng)鉆芯編錄法相比，鉆孔電視成像技術(shù)能更直觀地反映混凝土防滲墻的局部離析狀況。

2.混凝土防滲墻空洞、裂隙情況

某工程防滲墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C15，厚度為0.6m，最大深度38m，施工完成后，進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)。鉆孔注水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其中一鉆孔14.0～19.0m段漏水較快，墻體滲透系數(shù)遠(yuǎn)高出設(shè)計(jì)值達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)，且該處芯樣不完整，表面有凹槽，局部破碎，塊狀芯樣較多。為進(jìn)一步查清該段漏水較快的原因，經(jīng)與參建各單位協(xié)商，決定利用鉆孔電視成像技術(shù)對(duì)該孔孔壁進(jìn)行檢測(cè)，以期發(fā)現(xiàn)該處缺陷的具體情況，以便采取進(jìn)一步的措施。

鉆孔11.55～19.30m處有較明顯的空洞和裂隙，且這些空洞裂隙帶長(zhǎng)達(dá)7.75m，彼此連通；防滲墻混凝土自19.30m往下直至墻底22.20m無(wú)明顯質(zhì)量缺陷，該處注水試驗(yàn)顯示滲透系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。依據(jù)鉆孔電視檢測(cè)結(jié)果，最后對(duì)該槽段進(jìn)行壓漿復(fù)灌處理并復(fù)檢合格。由此可以看出鉆孔電視成像技術(shù)能更準(zhǔn)確地檢測(cè)出防滲墻混凝土內(nèi)部的空洞和裂隙等質(zhì)量缺陷，以便及時(shí)采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧Ｕ戏罎B墻工程質(zhì)量安全。

3.混凝土防滲墻底部沉渣情況

沉渣是指施工鉆孔和清孔過(guò)程中沉淀或塌孔留下的，未被循環(huán)泥漿帶走的沉淀物。一般是較粗顆粒，沉渣厚度即這層沉渣的層高。對(duì)于混凝土防滲墻，墻底沉渣厚度即指防滲墻混凝土與壩底基巖相連處沉渣的高度。沉渣過(guò)厚不僅會(huì)造成基礎(chǔ)承載力不足，還會(huì)造成防滲墻整體的過(guò)大沉降。沉渣厚度測(cè)量必須使用正確的方法，測(cè)量方法不當(dāng)，極易造成沉渣厚度誤判。

對(duì)于已經(jīng)施工完成的防滲墻，墻底沉渣難以取出完整芯樣測(cè)量厚度。本例采用鉆孔電視成像技術(shù)觀測(cè)孔壁圖像，通過(guò)分析軟件在圖片中直接讀出墻底沉渣厚度，采用鉆孔電視成像技術(shù)，防滲墻與基巖接觸處能清晰顯示，圖中被框出處即為墻底沉渣，可以在分析軟件上直接讀出混凝土防滲墻墻底沉渣厚度，如該例中測(cè)出該孔墻底沉渣厚度最厚處為43mm，檢測(cè)結(jié)果直觀、精度高、可靠。

四、結(jié)語(yǔ)

鉆孔電視成像技術(shù)檢測(cè)混凝土防滲墻質(zhì)量缺陷相對(duì)鉆孔取樣法具有明顯的優(yōu)越性，既可定量觀測(cè)缺陷的程度、位置，亦可對(duì)造成缺陷的原因提供分析的依據(jù)，也可以對(duì)墻底沉渣厚度進(jìn)行較準(zhǔn)確的測(cè)量；同時(shí)，還可以對(duì)其他地下混凝土結(jié)構(gòu)建筑物質(zhì)量缺陷進(jìn)行定量檢測(cè)。因此，鉆孔電視成像技術(shù)檢測(cè)混凝土防滲墻

質(zhì)量缺陷的方法，對(duì)評(píng)價(jià)防滲墻質(zhì)量，確保工程安全，有極其重要的實(shí)用價(jià)值。

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