無損檢測技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

曾建鋒

摘 要：近年來，由于極端天氣的頻繁出現(xiàn)，我國開始逐漸加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)和建設(shè)。在這項(xiàng)政策的號召下，我國的水利行業(yè)變得炙手可熱，在水利工程建設(shè)的過程中，相關(guān)部門發(fā)現(xiàn)許多水利工程的質(zhì)量檢測根本達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，從而留下許多爛尾工程。水利工程檢測就是通過對在建項(xiàng)目的工程材料或現(xiàn)場檢測，采集準(zhǔn)確有效的檢測數(shù)據(jù)，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(shù)種類和特征出發(fā)，通過介紹不同性質(zhì)、不同用途的無損檢測技術(shù)，分析無損檢測技術(shù)在水利工程上的應(yīng)用方向，為我國的基礎(chǔ)水利工程建設(shè)保質(zhì)保優(yōu)提供一個新興的檢測方案。

關(guān)鍵詞：無損技術(shù) 水利工程 質(zhì)量檢測 應(yīng)用

1.水利工程中無損檢測技術(shù)種類及其特征

無損檢測從當(dāng)前來看還沒有其他微電子檢測專業(yè)受重視，但是無損檢測技術(shù)在當(dāng)前的施工和質(zhì)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(shù)人員拿著設(shè)備在現(xiàn)場做檢測，其實(shí)檢測完畢后還要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)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(yù)測，這就是不同層次的要求了。當(dāng)然在不同的行業(yè)重視程度也不一樣，工程機(jī)械，船舶，汽車，壓力鍋容器，航空航天，因其使用的工況，結(jié)構(gòu)，材料，厚度等因素不同，使用的方法，使用的設(shè)備也各有側(cè)重，而在水利工程中主要檢測的是材質(zhì)的防水性能和腐蝕性能，對于水利工程的電子控制系統(tǒng)則是檢測靈敏度的差異。

1.1超聲波檢驗(yàn)

超聲波檢測技術(shù)中一般使用B超和X光技術(shù)對物體進(jìn)行檢測，B超和X光只是兩種不同的技術(shù)，應(yīng)用場合不一樣，所以有其特定的使用范圍。當(dāng)前最先進(jìn)的超聲波檢測技術(shù)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(shù)，有一個相互替代的關(guān)系，但總的來說還是檢驗(yàn)標(biāo)的工件的情況決定了使用什么方法。這兩種技術(shù)的使用差別還是挺明顯的。一般來說，TOFD適合的是大規(guī)模同規(guī)格工件檢驗(yàn)。該技術(shù)的生產(chǎn)效率比手動超聲波檢測已經(jīng)高出很多，對于一般的水利工程的建筑材料進(jìn)行檢測已經(jīng)足夠，但和自動超聲生產(chǎn)線還是有差距。小件材料的流水線作業(yè)PAUT，尤其是對于表面缺陷的檢出率優(yōu)勢，是TOFD發(fā)展的延伸，PAUT結(jié)構(gòu)更加簡單，對于某些特殊構(gòu)件，非同規(guī)格情況下的檢驗(yàn)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(jìn)行檢測。

1.2探地雷達(dá)檢測技術(shù)

探地雷達(dá)是一種適合大眾使用的簡單、便捷、智能的地質(zhì)雷達(dá)，可在野外現(xiàn)場快速定位與標(biāo)注地下埋設(shè)物。操作流程簡單，即向前推進(jìn)掃描采集數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)標(biāo)體（如管道）后，回退時屏幕上出現(xiàn)游標(biāo)，當(dāng)雷達(dá)移至目標(biāo)圖像特征時即可定位與標(biāo)注地下目體。探測雷達(dá)也能歐保存數(shù)據(jù)，生成不同深度的水平切面圖，及3D圖，加上GPS數(shù)據(jù)，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(dá)成像技術(shù)，圖像清晰、定位準(zhǔn)確。智能探地雷達(dá)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(fā)現(xiàn)不在管網(wǎng)圖紙上的管線，地下空洞探測，地下存儲罐探測；探地雷達(dá)能夠探測深度小于8米以內(nèi)的金屬管線和非金屬管線等地下目標(biāo)體的最專業(yè)化管線探測雷達(dá)。可選配二維和三維顯示軟件，在現(xiàn)場實(shí)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(biāo)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(yùn)河甘棠水壩位于北京市通州區(qū)京杭大運(yùn)河附近的甘棠鎮(zhèn)，該水壩投入使用后，當(dāng)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(xiàn)了冒水和冒砂的現(xiàn)象，導(dǎo)致橡膠壩和上下游附屬構(gòu)筑物混凝土基礎(chǔ)下面的土層被漏水帶出，部分基礎(chǔ)混凝土下方出現(xiàn)脫空或?qū)е驴斩吹默F(xiàn)象，嚴(yán)重威脅大壩的安全運(yùn)行。對現(xiàn)場采集的全部62個圖像剖面進(jìn)行綜合分析和歸類總結(jié)，發(fā)現(xiàn)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(shù)在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用分析

2.1建立完善的檢測選擇依據(jù)

選擇合適的檢測依據(jù)應(yīng)該對檢測系統(tǒng)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(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度質(zhì)量檢測儀：主要應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度檢測?？蓪椎烂軐?shí)度進(jìn)行快速定性檢測；也可對壓漿缺陷進(jìn)行定位檢測和缺陷類型判別，檢測過程不受波紋管材質(zhì)影響。

裝配式建筑套筒灌漿質(zhì)量檢測儀：該設(shè)備主要應(yīng)用于預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力孔及套筒灌漿密實(shí)度檢測?？蓪酀{密實(shí)度狀況快速定位檢測。

反拉式預(yù)應(yīng)力檢測儀：該產(chǎn)品可用于后張法施工的有效預(yù)應(yīng)力檢測。通過PID智能控制技術(shù)在檢測過程中實(shí)時動態(tài)偵測夾片位移并與力聯(lián)動，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到限制時系統(tǒng)自動控制油泵工作狀態(tài)，系統(tǒng)可自動準(zhǔn)確獲取有效預(yù)應(yīng)力值，該方法可有效避免因檢測引起的夾片擾動，對原有預(yù)應(yīng)力狀態(tài)幾乎無任何影響，同時也解決了其他產(chǎn)品無法獲取拐點(diǎn)的難題。

混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量掃描系統(tǒng)（CT）——主要檢測大體積混凝土內(nèi)部缺陷、澆筑密實(shí)性及均勻性；可廣泛用于鐵路、公路、水利、建筑等行業(yè)。

混凝土缺陷及尺寸無損檢測儀——該體系產(chǎn)品主要針對板狀混凝土內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)尺寸檢測，以及鋼管混凝土內(nèi)部缺陷和脫空檢測，可描繪出缺陷的大致形態(tài)及空間分布。

2.2構(gòu)建一體化的檢測環(huán)境

以傳感器、采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、信息傳輸與安全系統(tǒng)、仿真與現(xiàn)實(shí)模擬系統(tǒng)、云服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對材料、結(jié)構(gòu)、硬件、信號、軟件等方面的檢測評估系統(tǒng)，在信號處理、信號傳輸、信號分析、結(jié)構(gòu)振動分析、數(shù)值模擬、工程測震、荷載變形、應(yīng)力應(yīng)變等方面擁有獨(dú)特的檢測優(yōu)勢，所以水利工程檢測應(yīng)該在之前平臺基礎(chǔ)上大力發(fā)展新型的檢測系統(tǒng)，這些新型檢測系統(tǒng)組成的檢測環(huán)境對水利工程硬件設(shè)備的檢測結(jié)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(shè)項(xiàng)目分為施工的前、中、后階段，每個階段對應(yīng)的檢測內(nèi)容是不同的。對水利工程檢測項(xiàng)目來說，最常見的就是五強(qiáng)兩比，因?yàn)槿魏蔚匿摻罨炷两Y(jié)構(gòu)都是必檢項(xiàng)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(jìn)行五強(qiáng)兩比的送檢，合格后繼續(xù)施工；然后進(jìn)行靜載和樁身完整性檢測；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)施工開始時，依然是對五強(qiáng)兩比的試驗(yàn)；接下來是主體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，如回彈檢測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，鋼筋掃描等等；主體結(jié)構(gòu)完工后，還要對后期的一些管道鋪設(shè)、節(jié)能保溫材料、水下電子硬件系統(tǒng)等進(jìn)行送檢，直至工程竣工，以上所有檢測都是一個水利項(xiàng)目工程的必經(jīng)階段，若檢測不合格甚至?xí)蔀橛绊懝て诘闹匾蛩亍?/p>

無損檢測技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)在建筑、公路以及橋梁等項(xiàng)目的質(zhì)量檢測方面顯示出了巨大的發(fā)展前景。同時因?yàn)樗こ痰乃陆ㄖ?xiàng)目具有隱蔽性等特征，無論是在施工過程還是在質(zhì)量驗(yàn)收階段，用常規(guī)的檢測手段很難檢測全面。所以把無損檢測技術(shù)和水利工程質(zhì)量檢測進(jìn)行無縫連接，擴(kuò)大無損檢測在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用范圍，是專家和學(xué)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(shù)和水利工程質(zhì)量一定會茁壯成長。

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