譚 春，馬智法，劉志鑫，徐 爽

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春130000）

1 檢測(cè)項(xiàng)目

抽水蓄能電站中，混凝土是重要組成部分，而混凝土是一種多組分的混合材料，從配料、攪拌、成型至養(yǎng)護(hù)諸工藝環(huán)節(jié)，無不影響混凝土的質(zhì)量。如技術(shù)上疏忽或管理不善，勢(shì)必造成工程質(zhì)量事故。

根據(jù)研究?jī)?nèi)容，結(jié)合國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站調(diào)研資料及相關(guān)規(guī)程規(guī)范，確定控制工程質(zhì)量的混凝土結(jié)構(gòu)及檢測(cè)項(xiàng)目，如表1所示。

表1 控制工程質(zhì)量的混凝土結(jié)構(gòu)及檢測(cè)項(xiàng)目

目前，常規(guī)的混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)主要有內(nèi)部缺陷檢測(cè)、裂縫深度檢測(cè)、強(qiáng)度檢測(cè)、結(jié)構(gòu)厚度檢測(cè)、鋼筋分布及銹蝕檢測(cè)等。

各種檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)歸納總結(jié)如下：

1）超聲波法。具有指向性好、傳播能量大、對(duì)各種材料的穿透力較強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、檢測(cè)靈敏度高、對(duì)人體無害、成本低廉等特點(diǎn)。但是其結(jié)果受人為解譯影響，測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性較低，測(cè)試需要兩個(gè)平行的作業(yè)面，測(cè)試范圍一般在幾十厘米之內(nèi)。

2）沖擊-回波法。能進(jìn)行單面檢測(cè)，可獲得缺陷明確的反射信號(hào)，對(duì)混凝土表面粗糙度和平整性要求不高，勿須丈量測(cè)距，測(cè)試方便。但其檢測(cè)靈敏度和分辨力較低，檢測(cè)速度也較慢，不適用大范圍檢測(cè)。

3）雷達(dá)法。探測(cè)效率高，無破壞性，有較高的分辨率和抗干擾性。但其精度受鋼筋相互間的干擾，保護(hù)層越厚，間距越小，影響越大。

4）鉆芯法/鉆孔法。直接可靠，較好地反映混凝土實(shí)際狀況，較準(zhǔn)確地測(cè)定其強(qiáng)度。但其對(duì)結(jié)構(gòu)具有一定的破損性，其代表性的取芯位置的確定、取芯的數(shù)量在結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中受到了很大的限制。

5）面波法。淺層分辨率高、不受介質(zhì)層速度關(guān)系影響、應(yīng)用范圍廣。但其不適用于形狀不規(guī)則或測(cè)試面較小的結(jié)構(gòu)，最大深度為波長(zhǎng)的1/3。

6）回彈法。操作最簡(jiǎn)單費(fèi)用最低廉、效率最高。但其混凝土表面硬度和早期齡期碳化降低準(zhǔn)確性，對(duì)檢測(cè)面要求較高。

7）超聲回彈法。既能反應(yīng)混凝土的表層狀態(tài)，

2 檢測(cè)方法

也可以反應(yīng)混凝土的內(nèi)部構(gòu)造情況，可比較準(zhǔn)確地反應(yīng)混凝土的強(qiáng)度情況。但其檢測(cè)精度仍有待更進(jìn)一步提高。

8）電磁感應(yīng)法。具有影像掃描和快速掃描探測(cè)功能，可準(zhǔn)確探測(cè)某個(gè)區(qū)域內(nèi)所有淺層鋼筋的位置、保護(hù)層厚度和鋼筋直徑情況。但其測(cè)試深度（即保護(hù)層厚度）范圍取決于待測(cè)鋼筋的直徑，并與相鄰鋼筋的距離以及周圍其他電磁干擾有關(guān)。

9）半電池電位法。設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，對(duì)混凝土中的鋼筋銹蝕沒有干擾。但其只能定性地判斷鋼筋銹蝕的可能性，不能用于定量的測(cè)量。

3 檢測(cè)方法的相關(guān)要求

根據(jù)各種方法優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研實(shí)例，歸納總結(jié)出常規(guī)條件下優(yōu)先選擇的檢測(cè)方法及相應(yīng)的檢測(cè)頻次。

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測(cè)

3.1.1 雷達(dá)法

1 級(jí)優(yōu)先，適用于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部空洞、疏松區(qū)、脫空區(qū)等缺陷的平面位置和埋深檢測(cè)。①對(duì)于較大尺寸的混凝土結(jié)構(gòu)，宜采用與結(jié)構(gòu)物長(zhǎng)度方向一致的平行測(cè)線布置，間距宜為100～500 cm；②較小尺寸的宜采用網(wǎng)格布置，網(wǎng)格間距宜為10～100 cm；③進(jìn)行點(diǎn)測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)間距宜為10～50 cm。

3.1.2 沖擊-回波法

2 級(jí)優(yōu)先，適用于僅具備單面測(cè)試條件混凝土結(jié)構(gòu)的淺層缺陷檢測(cè)。

1）測(cè)點(diǎn)宜呈網(wǎng)狀布置，間排距不宜大于30 cm，測(cè)試宜按某一方向逐點(diǎn)進(jìn)行。

2）沖擊點(diǎn)距接收點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)）不宜大于0.4 倍預(yù)估的缺陷深度。

3）沖擊持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于P 波往返傳播時(shí)間。

4）每一測(cè)點(diǎn)應(yīng)測(cè)試兩次，結(jié)果相同進(jìn)行下一點(diǎn)測(cè)試，否則應(yīng)查明原因后復(fù)測(cè)。

5）存在缺陷的混凝土部位應(yīng)加密測(cè)點(diǎn)，其間距不宜大于原測(cè)點(diǎn)間距的1/2。

3.1.3 超聲波法

3 級(jí)優(yōu)先，適用于能進(jìn)行穿透測(cè)量以及經(jīng)鉆孔或預(yù)埋管可進(jìn)行穿透測(cè)量的構(gòu)筑物和構(gòu)件。

1）對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，如梁、柱、墩、墻等，在其相對(duì)的兩面對(duì)稱地畫出方格網(wǎng)。方格網(wǎng)交點(diǎn)即為測(cè)點(diǎn)。方格網(wǎng)的間距視結(jié)構(gòu)物尺寸和要求的測(cè)量精度而定，一般為0.2～1.0 m

2）對(duì)于鉆孔或埋管法測(cè)量，則從孔口開始向下逐點(diǎn)對(duì)測(cè)。測(cè)點(diǎn)間距通常為0.2～0.5 m。在測(cè)得缺陷附近，測(cè)點(diǎn)還應(yīng)加密。

3）一個(gè)構(gòu)件或一個(gè)統(tǒng)計(jì)總體，測(cè)點(diǎn)數(shù)不得少于30。

3.1.4 鉆芯法、鉆孔法

4 級(jí)優(yōu)先，一般條件均適用。當(dāng)有特殊要求時(shí)或當(dāng)需要對(duì)其他方法進(jìn)行校核時(shí)，宜采用鉆芯法/鉆孔法。

3.2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫深度檢測(cè)

1）面波法。1 級(jí)優(yōu)先，適用于檢測(cè)形狀規(guī)則、測(cè)試面較大的混凝土內(nèi)部的深層裂縫。迎水面、過流面、水位變化區(qū)或有侵蝕地下水環(huán)境，除縫寬小于0.2 mm 的龜裂其他裂縫均需測(cè)量。

2）超聲波法。2 級(jí)優(yōu)先，平測(cè)法：適用于測(cè)量混凝土建筑物中深度不大于50 cm 的裂縫。裂縫內(nèi)有水或穿過裂縫的鋼筋太密時(shí)，該方法不適用。對(duì)斜測(cè)法：適用于有條件兩面對(duì)測(cè)或可鉆孔對(duì)測(cè)的混凝土建筑物。裂縫中有水時(shí)該方法不適用。迎水面、過流面、水位變化區(qū)或有侵蝕地下水環(huán)境，除縫寬小于0.2 mm 的龜裂其他裂縫均需測(cè)量。

3）鉆芯法、鉆孔法。3 級(jí)優(yōu)先，適用于裂縫預(yù)估深度大于50cm 或需精確測(cè)量深度的裂縫，且該部位可鉆孔的混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)有特殊要求時(shí)或當(dāng)需要對(duì)其他方法進(jìn)行校核時(shí)，宜采用鉆芯法、鉆孔法。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)

3.3.1 回彈法

1 級(jí)優(yōu)先，適用于抗壓強(qiáng)度為10～60 MPa 的混凝土。

1）每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10 個(gè)，相鄰兩測(cè)區(qū)的間距不宜大于2 m。

2）測(cè)區(qū)應(yīng)均勻分布，并應(yīng)避開鋼筋和鐵制預(yù)埋件。

3）測(cè)區(qū)邊緣距結(jié)構(gòu)端部或結(jié)構(gòu)縫不應(yīng)小于0.2 m。

4）測(cè)區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥，不應(yīng)有飾面層、浮漿、蜂窩、麻面等。

5）在回彈值較小區(qū)域適當(dāng)增加測(cè)區(qū)，推定低強(qiáng)區(qū)域。

3.3.2 超聲回彈法

2 級(jí)優(yōu)先，適用于抗壓強(qiáng)度為10～60 MPa 的混凝土，不宜用在超聲傳播方向上鋼筋布置太密的混凝土。

1）每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10 個(gè)，相鄰兩測(cè)區(qū)的間距不宜大于2 m。

2）測(cè)區(qū)應(yīng)均勻分布，并應(yīng)避開鋼筋和鐵制預(yù)埋件。

3）測(cè)區(qū)邊緣距結(jié)構(gòu)端部或結(jié)構(gòu)縫不應(yīng)小于0.2 m。

4）測(cè)區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥，不應(yīng)有飾面層、浮漿、蜂窩、麻面等。

5）在回彈值較小區(qū)域適當(dāng)增加測(cè)區(qū)，推定低強(qiáng)區(qū)域。

3.3.3 超聲波法

3 級(jí)優(yōu)先，不宜用于抗壓強(qiáng)度在45 MPa 以上或在超聲傳播方向上鋼筋布置太密的混凝土。

1）每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10 個(gè)，相鄰兩測(cè)區(qū)的間距不宜大于2 m。

2）測(cè)區(qū)應(yīng)均勻分布，并應(yīng)避開鋼筋和鐵制預(yù)埋件。

3）測(cè)區(qū)邊緣距結(jié)構(gòu)端部或結(jié)構(gòu)縫不應(yīng)小于0.2 m。4）測(cè)區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥。

3.3.4 鉆芯法、鉆孔法

4 級(jí)優(yōu)先，適用于裂縫預(yù)估深度大于50 cm 或需精確測(cè)量深度的裂縫，且該部位可鉆孔的混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)有特殊要求時(shí)或當(dāng)需要準(zhǔn)確測(cè)定混凝土強(qiáng)度，或?qū)貜椃ā⒊暬貜椃?、超聲波法推定的混凝土?qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，宜采用鉆芯法。

3.4 混凝土結(jié)構(gòu)厚度檢測(cè)

3.4.1 雷達(dá)法

1 級(jí)優(yōu)先，適用于檢測(cè)無筋或少筋的混凝土結(jié)構(gòu)厚度。測(cè)線宜均勻分布，與構(gòu)件外邊緣距離不小于100 mm，線距為500～1 000 mm。

3.4.2 沖擊-回波法

2 級(jí)優(yōu)先，一般條件均適用。

1）檢測(cè)表面應(yīng)平整干燥。測(cè)線宜與縱、橫向鋼筋成45°布設(shè)。

2）沖擊點(diǎn)距傳感器的距離應(yīng)小于0.4 倍被測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)厚度。

3）應(yīng)重復(fù)測(cè)試以驗(yàn)證波形的再現(xiàn)性。

3.4.3 超聲波法

3 級(jí)優(yōu)先，適用于檢測(cè)混凝土表面損傷層厚度和結(jié)構(gòu)厚度。表面損傷層厚度檢測(cè)：

1）被測(cè)區(qū)測(cè)線布置不少于3 條，且不得穿過接縫。

2）測(cè)線投影不應(yīng)與主鋼筋重合。

3）測(cè)試表面應(yīng)平整，且無飾面層。

4）一條測(cè)線內(nèi)的測(cè)點(diǎn)不宜少于10 個(gè)，且間距不宜大于10 cm。結(jié)構(gòu)厚度檢測(cè)：一是具有一對(duì)相對(duì)平行的測(cè)試面；二是在測(cè)試面上均勻劃出網(wǎng)格線，網(wǎng)格邊長(zhǎng)亦為20～100 cm。

3.4.4 鉆芯法、鉆孔法

4 級(jí)優(yōu)先，適用于精確測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)及其損傷層的厚度。當(dāng)有特殊要求時(shí)或當(dāng)需要對(duì)其他方法進(jìn)行校核時(shí)，宜采用鉆芯法、鉆孔法。

3.5 混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋分布檢測(cè)

1）雷達(dá)法。1 級(jí)優(yōu)先，適用于混凝土中鋼筋間距的快速掃描檢測(cè)和鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)。應(yīng)結(jié)合具體構(gòu)件形狀、尺寸，由工程監(jiān)理、設(shè)計(jì)、檢測(cè)單位共同確定。

2）電磁感應(yīng)法。2 級(jí)優(yōu)先，適用于混凝土中鋼筋的間距、直徑和混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)。應(yīng)結(jié)合具體構(gòu)件形狀、尺寸，由工程監(jiān)理、設(shè)計(jì)、檢測(cè)單位共同確定。

3）鉆芯法、鉆孔法。3 級(jí)優(yōu)先，一般條件均適用。當(dāng)有特殊要求時(shí)或進(jìn)行校核時(shí)，宜采用鉆芯法/鉆孔法。

3.6 混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕檢測(cè)

1）半電池電位法。1 級(jí)優(yōu)先，適用于定性評(píng)估干燥或非飽水狀態(tài)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕性狀。單個(gè)測(cè)區(qū)布置面積不宜大于5m×5m，具體布置位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件由監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位共同確定。

2）鉆芯法、鉆孔法。2 級(jí)優(yōu)先，一般條件均適用。當(dāng)有特殊要求時(shí)或當(dāng)需要對(duì)其他方法進(jìn)行校核時(shí)，宜采用鉆芯法、鉆孔法。

4 結(jié) 論

按照工作目的及內(nèi)容，通過與在建、已建成的水電站工程參建各單位交流調(diào)查，掌握現(xiàn)今國(guó)家關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)的各項(xiàng)規(guī)章制度，認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)，查閱相關(guān)資料和以往檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，分析比較了各自優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，提出有針對(duì)性的抽水蓄能電站無損檢測(cè)操作應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。成果主要包括：針對(duì)不同的建筑物，選擇科學(xué)合理的檢測(cè)方法；針對(duì)不同的建筑物，選擇控制工程質(zhì)量的檢測(cè)項(xiàng)目；針對(duì)不同的建筑物，選擇具有代表性的檢測(cè)比例。

5 建 議

1）為了確保無損檢測(cè)結(jié)果的可靠性和精確性，無損檢測(cè)的從業(yè)人員、儀器設(shè)備和檢測(cè)方法需嚴(yán)格按照相關(guān)要求。

2）因無損檢測(cè)技術(shù)也有其自身的缺陷，在實(shí)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(cè)方法，盡量保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3）實(shí)際工程檢測(cè)中，宜使用兩種或兩種以上方法進(jìn)行檢測(cè)，即以兩個(gè)或兩個(gè)以上物理量的變化為依據(jù)，這樣可使判斷更為準(zhǔn)確，且可以互相驗(yàn)證，提高檢測(cè)的可靠性。

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