無損檢測技術在水利工程中的主要應用

吉登松

【摘 要】在現代生產中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題，為解決好這個問題，就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。水利工程是國民經濟和社會發展的重要基礎設施，為了保證國民經濟的可持續發展，將無損檢測技術應用于水利工程，不僅能夠在保證有效檢測工程質量，還能保持建筑的完整性不受損害，這對于工程來說是非常重要的，因此進一步加強對其的研究非常有必要，從而能夠最大程度發揮其作用，從而進一步加強對工程質量監督與控制的能力，保證水利工程的施工質量。

【關鍵詞】水利工程；無損檢測；應用

前言

我國現有的水利工程特點是堤基條件差、填土質量差。我國傳統的隱患探測方法是人工錐探和機械鉆探等，只有當險情發展到一定程度時才能被發現，因此，必須尋找更科學有效的技術手段來防止險情的發生。隨著科技的不斷發展，新的探測技術不斷出現，選擇適合于堤壩探測的無損檢測技術，可以滿足實際的工程需要。

1.無損檢測技術的發展

無損檢測是隨著現代工業和科學技術的發展而不斷發展起來的。中國自20世紀50年代以后開始了無損檢測技術的研究，先后開展了各種無損檢測技術的基本原理和應用技術的研究。在航空航天、冶金、機械、石油化工等部門，無損檢測技術的應用已日益增加并日趨成熟。現階段，在水利工程質量檢測行業中應用到的無損檢測技術主要有回彈法和超聲波法以及取芯法，信息技術發展和網絡資源共享以及跨領域探究合作使得雷達技術和波動技術以及電磁波技術等多種無損檢測方法也加入到了建筑質量檢測當中。

2.無損檢測技術在水利工程中的應用

2.1回彈法檢測技術

2.1.1回彈法檢測技術原理。

在回彈法檢測技術當中的主要的工具是彈簧和重錘，由彈簧的彈性形變來提供彈性勢能推動重錘做功，重錘帶動傳力桿對建筑的混凝土表面進行敲擊，然后測出彈簧的在這個測量過程中的位移，最后通過計算算出具體數值，并將所得數值與相關的指標進行比較，最后判斷出混凝土的強度的大小。該方法進行測量的好處是可以獲得理想的測量結果，即該測量技術可以對混凝土的質量和均勻程度進行準確的反應，同時等夠保證被測墻體的完整性和原有使用性能。

2.1.2回彈法檢測技術的應用。

①必須保證被測混凝土表面平整、清潔，杜絕疏松、污垢等問題的存在；②每個被測結構測區范圍應進行控制，若被測結構表面尺寸過小，則可適當減少測區數量，相鄰兩個測區距離應控制在2m；③檢測時，回彈儀軸線與混凝土檢測表面垂直，通過緩慢勻速施壓，避免因用力過大或突然沖擊造成破壞；④在測區內均勻布置測試點，測點外露鋼筋距離保持在30mm以上，值得注意的一點是，測點不能設置在氣孔或外露的巖石上；⑤回彈值測量完成后，選擇最佳位置進行碳化深度值的測量，并取其平均值；⑥計算回彈值時，應從被測區所有回彈值中，去掉3個最大值和3個最小值，取剩下回彈值的平均值。

2.2探地雷達檢測技術

2.2.1探地雷達檢測技術原理。

探地雷達是一種電磁波類探測方法，雷達波通常采用電偶極子源激發。利用高頻電磁脈沖的反射探測目的體及地質現象。實際測量時，一般采用剖面法進行連續或很密的點采樣，應用研究領域包括地質分層情況的測試、地下空腔形目標體的測試、地下水位線與壩體浸潤線的測試、截滲體形狀、完整性的測試和隧洞襯砌質量檢測。

2.2.2探地雷達檢測技術的應用。

采用探地雷達技術，從工程實際應用效果來看，探地雷達在探測襯砌質量方面，對于不同的探測目標，確定襯砌內的鋼筋數量和位置是很精確的，其在雷達圖像上具有不同的反射波特征，對于襯砌和圍巖接觸面是否有脫空也可以明確地判斷，可以比較清楚地探測到地下不同介質間的界面。

2.3超聲波法檢測技術

2.3.1超聲波法檢測技術原理。

何謂超聲波？超聲波是指在超聲以波動形式存在并在介質中傳播的機械振動，頻率范圍控制在20～200000Hz，若頻率超過20kHz時即為超聲波。利用超聲波對混凝土結構進行檢測，主要是依據超聲波的瞬間應力波原理，在混凝土等非金屬材料中，超聲波通常為20～500kHz，檢測頻率較低；與之相比，在高靈敏度的金屬材料中，超聲波檢測頻率通常為0.15～20MHz。正是因為超聲波具有較強的傳播能力，在進行水利工程無損檢測中，超聲波具有良好的指向性能，加之超聲波對人體無害、成本低、適應性強等優點，超聲波法檢測技術可應用于各類工程各種材料的無損檢測工作之中。

2.3.2超聲波法檢測技術的應用。

單面檢測法主要應用于截面較大的構件，且該混凝土結構中僅有一個表面可安放探頭的情況；雙面檢測法則應用于截面不大的構件，混凝土結構兩側均能安放探頭的情況，檢測時，發射探頭和接收探頭需同時沿構件兩側均勻移動位置，以便測出不同位置的聲波參數。除了以上的幾種做法還有多種技術可以應用到超聲波的檢測當中，在鋼筋混凝土建筑中“超聲波表面坡傳播”“首波相位變化”以及“沖擊回波法”等其他技術也可以對其裂縫進行檢測，并且也可以測得較為精確的具體的混凝土的裂縫深度。

3.無損檢測技術在水利工程質量檢查中應用案例

某水庫壩基防滲墻質量控制及缺陷處理。

3.1水泥土與塑性混凝土防滲墻質量控制

為了檢查壩基水泥土與塑性混凝土防滲墻質量，防滲墻施工是否連續，墻體內有無裂縫、空洞、裂隙等不均勻現象，某年其檢測中心進行現場鉆孔取芯室內試驗、鉆孔壓水試驗，進行地質雷達無損檢測，得出詳實試驗數據。防滲墻主要檢測內容為抗壓強度、滲透系數以及允許滲透比降.通過鉆孔取芯檢查，發現芯墻材料基本均勻、完整，有的致密無蜂窩、無孔洞，有的稍有小孔但無較大孔，無斷墻、無大的泥團。壩基防滲墻芯墻檢測成果，壩基防滲墻鉆孔抗滲性能原位檢測成果。

3.2水泥土與塑性混凝土防滲墻缺

陷處理經過地質雷達反復對這11處異常部位探測和分析研究，除5+425，4+750，4+430剔除外其他異常部位，進行深入開挖檢查由業主、監理等聯合對8個異常部位檢查，除5+580有夾泥縫和5+466墻體不連續分別做處理符合要求外，其余6個部位開挖后墻體平整、連續、光滑，符合質量要求。在5+440.55+462防滲墻槽開挖中，抓斗埋入槽內，經設計、監理同意，在該段采用深層攪拌樁法形成向庫區凸出的弧形墻，與左右兩測防滲墻連接成整體。

4.無損檢測技術的發展前景

隨著計算機技術的發展，無損檢測技術得到突飛猛進的發展，超聲成像技術，工業計算機斷層掃描技術等就是它們相互接合的結晶，無損檢測技術已明顯的表現出下列發展趨勢：由定性檢測向定量檢測和直接顯示缺陷圖像的方向發展；在線自動化檢測和儀器智能化；與斷裂力學相結合，對重要工程構件的壽命進行評價；和材料的物性評價相結合，在新材料的設計、加工和工程應用中得到迅速發展。

5.結束語

綜上所述，在水利工程中應用無損檢測技術能夠在保證有效檢測工程質量的同時保持建筑的完整性不受損害，這對于建筑工程來說是非常重要的。無損技術的開發與應用，大大提高了水利工程的作業效率，給社會及人民帶來了安全、便捷、高效的檢測技術。這項技術的應用，推動著水利事業的發展。為了更好的建設水利工程，使其更加科學的發展，就必須要進一步加強對無損技術的研究，從而能夠更好的解決存在問題，確保工程質量本文分析了無損檢測技術在水利工程中的應用，以期提供一些借鑒

參考文獻：

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

[2]安徽省水利科學研究院：《石臺縣張田水庫險情探地雷達測試報告》，安徽省水利科學研究院，2011：2。

[3]索麗生：《水利工程的“特殊功能”—關于水利工程建設新思路的思考》，《中國水利》，2013，12。

[4]中華人民共和國水利行業標準，《水利水電工程物探規程SL326-2010》，中國水利水電出版社，2010：8-12。endprint