水利工程塑性混凝土防渗墙无损检测技术研究

郭广明

（广东科衡工程检测有限公司，广东佛山528000）

水利工程建设质量与国民切身利益相关，因此，水利工程施工质量和水利建筑在正常运行时的安全性必须要有保障，除了可以达到正常使用要求外，还要做到即使是在恶劣天气状况下也能够正常运行发挥作用[1-3]。对于水利工程建设项目的质量负责人来说，做好施工过程的质量监控、最终交付高质量工程是其重要工作任务。近年来，无损检测技术在水利工程建设中得到了比较快速的发展应用，逐步出现了一系列较先进的无损检测技术，如探地雷达检测技术、弹性波CT检测技术、垂直发射法检测技术等，水利工程无损检测方法体系发展得越来越完善[4-6]。很多检测技术如CT弹性波检测技术，在很多国内著名的水利工程建设项目中得到应用。伴随着无损检测技术研发的相关技术设备也具有很高智能性，数字化程度较高，能够同时开展数据采集、整理、计算分析、信息处理等多项难度比较高的复杂性工作，仅携带便携计算机就可以进行智能操作。

1 无损检测技术的应用优势

当前，水利工程质量检测相关设备的数字化水平渐渐提高，检测管理手段水平也在不断提升，质量检测人员工作内容的数字化水平也随之提高。无损检测技术利用原位得到震动频率、声波速率等数值，进而通过检测数据的计算得到建筑构件不同质量维度的数据水平，检测建筑构件的施工质量以及可能存在的缺陷[7]。相较于传统质量检测方法，其具有可检测距离长、检测效率高、不破坏建筑构件完整性等优势[8，9]。同时，无损检测技术能够对建筑构件连续重复地进行数据监测，然后对检测数据进行运算处理得出建筑构件的质量水平结论。利用无损检测技术得到的检测数据准确度高、科学性以及权威性强，正因为其具有优越性，越来越多的水利建设项目在施工过程中选择采用这一技术。

2 水利工程中常用的无损检测技术

2.1 探地雷达检测

该技术一般都是通过电偶极子去刺激雷达波的发射，利用电磁波进行数据监测，利用高频率的电磁脉冲的反射检测建筑实际状况。在进行数据监测时，通常会使用点采样的方法，进行连续或者密集的数据采集。该方法能够在研究地质分层状况、浸润线、地下水位线等情况下使用，也能在进行具体的质量检测时如防渗体的完整性、隧道洞穴等质量状况中使用。探地雷达检测技术在实际中的应用效果较好，能够精准度很高地探测得到各种检测目的物的内部构件材料数据，而不同材料的反射波反馈在雷达图上的效果是有区别的。依据这个原理，可以探测不同地质石材间的接触面之间是否存在脱空，能够比较精确地判断不同地质材料间分界线位置。

2.2 CT弹性波检测

该技术是一种效率很高的无损检测方法，应用广泛，完成质量检测的同时不会损毁检测目标墙体的内部结构。检测基础是检测仪器反馈的射线数据，然后借助计算机技术对数据进行处理、运算，构筑数理模型，最后形成能够判断检测目标建筑构件质量相关状况的数据图像。数据图像形象生动，准确度高，分辨率高。该技术在水利工程塑性混凝土防渗墙等墙体的质量检测中应用以来，得到较高评价。但是，由于塑性混凝土防渗墙墙体自身所具有的结构特殊性，该技术在质量检测中的使用存在局限性，实际操作比较困难。

2.3 垂直反射法检测

该技术依托于地震反射原理，依据为在同种介质中波的传播速度是相同的原理。近年来，各种数字化技术设备数据精度以及计算机技术发展水平不断提升，检测技术也随之发展完善。由于波的震动会随传播距离的增加而逐渐减弱，因此在进行塑性混凝土防渗墙墙体质量检测过程中，要在检测仪器能够正常进行数据采集的检测距离内进行。做好对波的传播速度以及振动源的振动频率监测，有助于更好完成墙体质量检测工作。采用该技术，可使用工具去刺激波在目标检测建筑构件中的振动，然后对波的振动所反馈的数据进行采集，再以波在介质中的运动传播原理为基础进行采集数据的处理运算，建立数据模型，生成形象生动、能够反映检测建筑构件质量的相关图像信息。该技术不会损害塑性混凝土防渗墙墙体的内部结构，而且检测所需费用很少，能够适用于各种检测环境，满足检测要求。同时，该技术在实际质量检测应用中还具有效率高、操作便捷等优点，可与各种设备的软件与硬件协同工作去完成建筑构件墙体存在缺陷的勘察，全面判断分析比较建筑构件质量。但目前由于仪器所能采集的数据精度水平不够高，在远距离的墙体质量检测中具有一定局限性。

3 无损检测技术在防渗墙质量控制中的应用

某水库拟检测坝体塑性混凝土防渗墙质量，判断墙体是否存在空洞、不连续、缝隙等缺陷问题。采用探地雷达检测技术，得到防渗墙芯墙及其钻孔的具体数据，详见表1—2。检测过程中，对防渗墙体进行了钻孔，然后进行取芯和压水。钻孔共2个，有8个岩芯，各个钻孔按所处方位从上至下均匀选取4个岩芯取样检测。墙体检测的数据采集共有2个钻芯孔以及8个压水孔。检测结果显示，该水库的坝体塑性混凝土防渗墙基本不存在质量问题，坝体内部材料基本连续，孔隙裂缝蜂窝等问题数量少，不存在大型的孔隙裂缝以及孔洞。

表1 防渗墙芯墙检测数据

表2 防渗墙钻孔防渗性能检测结果

4 无损检测技术存在的局限性

无损检测技术在水利工程建设质量监测管控以及工程验收中承担着十分关键的任务，是不可或缺的技术。其所具有的局限性既有技术方面因素，也有客观技术应用环境方面因素。首先在技术本身方面，有些技术水平不够高，数据采集过程中容易受到测试目标物所处外界环境干扰。如，利用回弹法检测墙体强度采集数据时，其所依赖的超声波会受到传播介质种类以及传播环境的温度和湿度等影响，导致数据反馈精准度的不稳定性，对不同检测地的建筑构件进行检测对比，发现数据会存在不可消除的误差。另外，很多无损检测技术的检测功能不够全面，对检测数据的处理存在很大的改进空间。近年来，水利工程建设施工中所应用的各种技术方法的数字化、科技化水平越来越高，施工材料的多样性也在增加，采用无损检测技术进行质量检测时，需要同时判断墙体内部结构的质量状况以及墙体各种构成材料相互之间的共同作用状况，做到对建设工程建筑构件的全面性的检测。

5 结论

综合以上，当前在我国水利工程建设活动中，越来越普遍地使用塑性混凝土进行防渗墙体构筑，在该形势下对塑性混凝土防渗墙墙体的质量检测也变得越来越重要，无损检测技术也随着应用需求的增加逐渐发展。目前应用的各种无损检测技术各有优劣，总体上技术发展还不够成熟需要不断改进和创新。探究分析各种无损检测技术的实际应用状况，找出技术所存在的局限性是非常有必要的，能够为无损检测技术日后的改进创新提供更多的经验和思路。