水利工程中無損檢測技術(shù)分析

況 冰

( 巴州水利水電勘測設(shè)計院，新疆 庫爾勒841000)

水利工程是國家的重點工程，直接關(guān)系著國家和人民的切身利益。對水利工程的建設(shè)質(zhì)量和運行情況進行必要的檢測是水利工程安全運行的保障。而無損檢測技術(shù)能夠在不損害建筑結(jié)構(gòu)及試件完整性的前提下，對建筑的質(zhì)量和運行狀況進行科學的檢測。它能夠精確的檢測出被檢對象是否存在缺陷或者不均勻等質(zhì)量問題，以達到保障水利工程正常運行的目的。本文將選擇幾種比較常用的無損檢測技術(shù)進行介紹，并對無損檢測技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用進行分析。

1 水利工程無損檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在近幾年，我國的水利工程無損檢測技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，各種無損檢測技術(shù)也日益完善。目前應(yīng)用在水利工程中的檢測技術(shù)除了回彈法、取芯法與超聲波法［1］之外，還先后應(yīng)用了雷達技術(shù)［2］、波動分析技術(shù)以及電磁技術(shù)等。與無損檢測技術(shù)相配套的檢測設(shè)備也越來越高科技化。目前一些數(shù)字化和智能化的檢測設(shè)備正在大量的投入使用。

2 回彈法檢測技術(shù)分析

2.1 回彈法檢測技術(shù)原理

回彈法是采用彈簧驅(qū)動的重錘，通過傳力桿來彈擊混凝土表面，然后測量出重錘被反彈回來后的距離，并以回彈值作為被測對象的相關(guān)指標，進而來判定被測混凝土的強度。回彈法是根據(jù)混凝土強度和混凝土表面硬度之間的關(guān)系來進行混凝土質(zhì)量檢測的一種方法。采用回彈法對壩體或其它部位的混凝土進行強度檢測，既快速又經(jīng)濟可靠。回彈法檢測混凝土不會影響混凝土的正常使用，也不會對混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件產(chǎn)生不利影響。回彈法需要抽取的構(gòu)件數(shù)量較多，能夠很好的反映混凝土的實際質(zhì)量問題和均勻性。雖然近年來各種無損檢測手段層出不窮，但是回彈法始終被認為是一種非常有代表性的混凝土檢測方法。回彈法的儀器構(gòu)造較為簡單，且方法容易掌握，檢測的結(jié)果也比較精準。

2.2 應(yīng)用

采用回彈法進行檢測之前，需要對被測工程的施工圖、混凝土的強度設(shè)計以及混凝土的配合比等進行詳細了解。并對混凝土的澆筑和養(yǎng)護方法進行了解;檢測時要保證被測混凝土的測試表面清潔、平整，不能存在疏松、污垢等問題。每個被測結(jié)構(gòu)的測區(qū)都應(yīng)該在10 以上，如果被測結(jié)構(gòu)的表面尺寸過小，可適當減少測區(qū)的數(shù)量。相鄰兩個測區(qū)的距離必須控制在2 m。檢測時，回彈儀的軸線必須垂直于混凝土的檢測表面，然后進行緩慢均勻的施壓，檢測過程中不能用力過大或者突然的沖擊。測試點應(yīng)該均勻分布于測區(qū)內(nèi)，測點與外露鋼筋的距離應(yīng)該保證在30 mm以上。且不能將測點設(shè)置在氣孔或者外露的石子上。在回彈值測量完成以后，可選擇具有代表性的位置來測量碳化深度值，并取其平均值來作為碳化深度值;對回彈值進行計算時，應(yīng)該將被測區(qū)的所有回彈值中，3個最大值和3個最小值去掉，然后取剩下的回彈平均值。

3 探地雷達檢測技術(shù)分析

3.1 探地雷達檢測技術(shù)原理

探地雷達主要是通過發(fā)射天線，將高頻電磁脈沖波以寬頻帶短脈沖的形式送入到地下。探地雷達設(shè)備由電腦、控制面板、發(fā)射機、發(fā)射天線、接收機以及接收天線等機器、構(gòu)件組成。當具有一定強度的電磁波由發(fā)射天線向地下發(fā)射，電磁波在地下的傳播過程中，如果遇到帶有不同電性介質(zhì)的分界面，就會出現(xiàn)反射或者散射現(xiàn)象。探地雷達系統(tǒng)的接收天線在接收到反射波后，會對這些反射波進行記錄，并結(jié)合電磁波的波幅和往反的時間差別來分析出被測體的內(nèi)部狀態(tài)。

3.2 應(yīng)用

探地雷達廣泛應(yīng)用于工程勘察、水文地質(zhì)勘察、施工階段的質(zhì)量控制以及水庫壩體和堤防的工程隱患檢測。在施工階段采用探地雷達能夠快速且準確地檢測出混凝土的澆筑質(zhì)量。探地雷達檢測技術(shù)能夠有效檢測出堤壩的工程隱患; 另外，還能夠檢測出水利工程建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。應(yīng)用探地雷達檢測技術(shù)對構(gòu)造進行檢測時，可沿構(gòu)造兩側(cè)布置出對應(yīng)的測線。在選擇好所需要的雷達設(shè)備以后，便要采用連續(xù)探測的方式來對數(shù)據(jù)進行采集。檢測時必須使雷達的天線緊貼被測對象沿著設(shè)定好的測線向前移動，將高頻電磁脈沖發(fā)射出去，當電磁脈沖在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，遇到不同電性的分界面時，便會產(chǎn)生反射波，并被接收天線所接收，然后經(jīng)由轉(zhuǎn)換卡將脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后經(jīng)過電腦對數(shù)據(jù)的處理，得出被測對象的剖面圖。

4 超聲波法檢測技術(shù)分析

4.1 超聲波法檢測技術(shù)原理

超聲波就是指超聲以波動的形式在介質(zhì)中傳播的機械振動，頻率范圍在20 ～200 000 Hz，當其頻率＞20 kHz時便可稱為超聲波。采用超聲波對混凝土結(jié)構(gòu)進行檢測時，主要是利用超聲波的瞬間應(yīng)力波原理，在混凝土等非金屬材料中，超聲波的檢測頻率較低，通常為20 kHz ～500 kHz，而在一些金屬材料等高靈敏度的材料當中，超聲波的檢測頻率通常為0.15 MHz ～20 MHz。采用超聲波進行無損檢測其指向性能較好，且超聲波的傳播能力較強，可以在各種材料的檢測工作中應(yīng)用。另外，超聲波還具有適應(yīng)性強、對人體無害和成本低等優(yōu)點，所以在各類工程的無損檢測中應(yīng)用價值較高。

4.2 應(yīng)用

超聲波通常被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的檢測。采用超聲波對混凝土進行檢測時，主要可分為雙面檢測法和單面檢測法。雙面檢測法主要應(yīng)用在構(gòu)件截面不大，且兩側(cè)均能安放探頭的混凝土結(jié)構(gòu)中。在檢測過程中發(fā)射和接收探頭需要同時沿著構(gòu)件兩側(cè)移動位置，然后測出不同的位置的聲波參數(shù)。單面檢測法則應(yīng)用在構(gòu)件截面很大，且只一個表面可以安放探頭的混凝土結(jié)構(gòu)中。另外，還可利用超聲波的表面波傳播、超聲波的首波相位變化、沖擊回波法等方法來檢測混凝土裂縫的深度。

5 結(jié) 論

無損檢測技術(shù)是水利工程進行質(zhì)量預防和控制的有效途徑，隨著無損檢測技術(shù)水平的不斷提高，無損檢測的可靠性也越來越高。目前在我國多數(shù)的水利工程中，無損檢測已經(jīng)成為了水工建筑物的質(zhì)量處理依據(jù)。但是無損檢測技術(shù)也有其自身的缺陷，在實際應(yīng)用過程中，我們應(yīng)該采取措施規(guī)避，選擇正確的檢測方法，盡量保證檢測結(jié)果的準確性。

［1］李志強，周宗輝，徐東宇，等，基于超聲波技術(shù)的混凝土無損檢測［J］. 水泥工程，2010，3:72 －74.

［2］時方穩(wěn)，杜應(yīng)吉，郝楓楠，探地雷達在水利工程安全檢測中的應(yīng)用［J］. 人民長江，2012，43(7) :44 －46.