无损检测技术在水利工程中的应用

□张昀保 张红梅 张心欣 王 蕾

在水利工程中应用无损检测技术能够在保证有效检测工程质量的同时保持建筑的完整性不受损害，这对于工程来说是非常重要的，因此进一步加强对其的研究非常有必要，从而能够最大程度发挥其作用，从而进一步加强对工程质量监督与控制的能力，保证水利工程的施工质量。基于此本文分析了无损检测技术在水利工程中的应用。

1.无损检测技术的发展

无损检测是随着现代工业和科学技术的发展而不断发展起来的。1906年，南非研制了第一台钢丝绳电磁无损检测装置，它对于减少当时南非的金矿由于钢丝绳断裂而引起的事故起到一定的作用。二战后，无损检测技术迅速发展。到20世纪80年代后期，随着电子技术和计算机技术的发展，人们开始注重无损检测仪器的微计算机化和智能化，计算机模式识别技术，人工智能技术的发展为这类仪器的产生提供了坚实的理论基础，各类射线在无损检测中得到应用。

中国自20世纪50年代以后开始了无损检测技术的研究，先后开展了各种无损检测技术的基本原理和应用技术的研究。在航空航天、冶金、机械、石油化工等部门，无损检测技术的应用已日益增加并日趋成熟。

2.无损检测技术在水利工程中应用特点分析

很多水利工程都在使用无损检测技术，工程中的质量检测无损技术有很多的优点，主要包括以下的几个方面：一是物理特性。无损检测技术能够通过在检测过程中检测到的物理量进行推断，推断工程中使用的材料、质量、成分比例等各项因素。二是远距离检测。原有的检测技术具有局限性，其不能对远距离的模块进行检测，而无损技术能在一定远距离范围内进行检测，解除了原有的局限，更加方便的进行检测。三是连续性。无损技术能够在一定时间内进行重复，并且多次的将数据进行收集，提高了检测的准确性等。

3.无损检测技术在水利工程中的应用

3.1 回弹法检测技术

回弹法检测技术原理:在回弹法检测技术当中的主要的工具是弹簧和重锤，由弹簧的弹性形变来提供弹性势能推动重锤做功，重锤带动传力杆对建筑的混凝土表面进行敲击，然后测出弹簧在这个测量过程中的位移，最后通过计算算出具体数值，并将所得数值与相关的指标进行比较，最后判断出混凝土的强度的大小。该方法进行测量的好处是可以获得理想的测量结果，即该测量技术可以对混凝土的质量和均匀程度进行准确的反应，同时等够保证被测墙体的完整性和原有使用性能。

回弹法检测技术的应用:一是必须保证被测混凝土表面平整、清洁，杜绝疏松、污垢等问题的存在；二是每个被测结构测区范围应进行控制，若被测结构表面尺寸过小，则可适当减少测区数量，相邻两个测区距离应控制在2m；三是检测时，回弹仪轴线与混凝土检测表面垂直，通过缓慢匀速施压，避免因用力过大或突然冲击造成破坏；四是在测区内均匀布置测试点，测点外露钢筋距离保持在30mm以上，值得注意的一点是，测点不能设置在气孔或外露的岩石上；五是回弹值测量完成后，选择最佳位置进行碳化深度值的测量，并取其平均值；六是计算回弹值时，应从被测区所有回弹值中，去掉3个最大值和3个最小值，取剩下回弹值的平均值。

3.2 探地雷达检测技术

探地雷达检测技术原理：探地雷达是一种电磁波类探测方法，雷达波通常采用电偶极子源激发。利用高频电磁脉冲的反射探测目的体及地质现象。实际测量时，一般采用剖面法进行连续或很密的点采样，应用研究领域包括地质分层情况的测试、地下空腔形目标体的测试、地下水位线与坝体浸润线的测试、截渗体形状、完整性的测试和隧洞衬砌质量检测。

探地雷达检测技术的应用：采用探地雷达技术，从工程实际应用效果来看，探地雷达在探测衬砌质量方面，对于不同的探测目标，确定衬砌内的钢筋数量和位置是很精确的，其在雷达图像上具有不同的反射波特征，对于衬砌和围岩接触面是否有脱空也可以明确地判断，可以比较清楚地探测到地下不同介质间的界面。

3.3 超声波法检测技术

超声波法检测技术原理：超声波是指在超声以波动形式存在并在介质中传播的机械振动，频率范围控制在20～200000Hz，若频率超过20kHz时即为超声波。利用超声波对混凝土结构进行检测，主要是依据超声波的瞬间应力波原理，在混凝土等非金属材料中，超声波通常为20～500kHz，检测频率较低；与之相比，在高灵敏度的金属材料中，超声波检测频率通常为0.15～20MHz。正是因为超声波具有较强的传播能力，在进行水利工程无损检测中，超声波具有良好的指向性能，加之超声波对人体无害、成本低、适应性强等优点，超声波法检测技术可应用于各类工程各种材料的无损检测工作之中。

超声波法检测技术的应用：单面检测法主要应用于截面较大的构件，且该混凝土结构中仅有一个表面可安放探头的情况；双面检测法则应用于截面不大的构件，混凝土结构两侧均能安放探头的情况，检测时，发射探头和接收探头需同时沿构件两侧均匀移动位置，以便测出不同位置的声波参数。除了以上的几种做法还有多种技术可以应用到超声波的检测当中，在钢筋混凝土建筑中 “超声波表面坡传播”“首波相位变化”以及“冲击回波法”等其他技术也可以对其裂缝进行检测，并且也可以测得较为精确的具体的混凝土的裂缝深度。

4.无损检测技术在水利工程质量检查中应用案例

某水库坝基防渗墙质量控制及缺陷处理。

4.1 水泥土与塑性混凝土防渗墙质量控制

为了检查坝基水泥土与塑性混凝土防渗墙质量，防渗墙施工是否连续，墙体内有无裂缝、空洞、裂隙等不均匀现象，某年其检测中心进行现场钻孔取芯室内试验、钻孔压水试验，进行地质雷达无损检测，得出详实试验数据。防渗墙主要检测内容为抗压强度、渗透系数以及允许渗透比降.通过钻孔取芯检查，发现芯墙材料基本均匀、完整，有的致密无蜂窝、无孔洞，有的稍有小孔但无较大孔，无断墙、无大的泥团。坝基防渗墙芯墙检测成果，坝基防渗墙钻孔抗渗性能原位检测成果。

4.2 水泥土与塑性混凝土防渗墙缺陷处理

经过地质雷达反复对这11处异常部位探测和分析研究，除 5+425，4+750，4+430剔除外其他异常部位，进行深入开挖检查由业主、监理等联合对8个异常部位检查，除5+580有夹泥缝和5+466墙体不连续分别做处理符合要求外，其余6个部位开挖后墙体平整、连续、光滑，符合质量要求。在5+440.55+462防渗墙槽开挖中，抓斗埋入槽内，经设计、监理同意，在该段采用深层搅拌桩法形成向库区凸出的弧形墙，与左右两测防渗墙连接成整体。

5.无损检测技术的发展前景

随着计算机技术的发展，无损检测技术得到突飞猛进的发展，超声成像技术，工业计算机断层扫描技术等就是它们相互接合的结晶，无损检测技术已明显的表现出下列发展趋势：由定性检测向定量检测和直接显示缺陷图像的方向发展；在线自动化检测和仪器智能化；与断裂力学相结合，对重要工程构件的寿命进行评价；和材料的物性评价相结合，在新材料的设计、加工和工程应用中得到迅速发展。

总之，无损技术的开发与应用，大大提高了水利工程的作业效率，给社会及人民带来了安全、便捷、高效的检测技术。这项技术的应用，推动着水利事业的发展。为了更好的建设水利工程，使其更加科学的发展，就必须要进一步加强对无损技术的研究，从而能够更好的解决存在问题，确保工程质量。本文分析了无损检测技术在水利工程中的应用，以期提供一些借鉴。□