王軍港
摘 要:在水利工程的質(zhì)檢過程中,隨著儀器的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷完善,質(zhì)檢工作的科技含量越來越高,傳統(tǒng)的檢測(cè)手段在檢測(cè)過程中對(duì)建筑物本身結(jié)構(gòu)常產(chǎn)生破壞,現(xiàn)在已普遍被無損檢測(cè)技術(shù)替代。如今,無損檢測(cè)技術(shù)已作為衡量一個(gè)國(guó)家測(cè)試技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。
關(guān)鍵詞:無損檢測(cè)技術(shù);水利工程;質(zhì)量檢測(cè)
1 引言
在水利工程質(zhì)量檢測(cè)過程中,傳統(tǒng)的提防隱患檢測(cè)方法多采用人工錐探和機(jī)械鉆探等方法,所以,通常在險(xiǎn)情出現(xiàn)的初期是無法發(fā)現(xiàn)的,而當(dāng)發(fā)現(xiàn)時(shí),往往都已經(jīng)嚴(yán)重到無法挽救的地步。而我國(guó)的地方檢測(cè)技術(shù)研究起步相對(duì)較晚,隨著科技日新月異的發(fā)展,各種探測(cè)技術(shù)已經(jīng)層出不窮,本文就當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入研究。
2 無損檢測(cè)技術(shù)概述
2.1 涵義
所謂無損檢測(cè)技術(shù),是指在不影響建筑主體結(jié)構(gòu)受力性能的條件下,通過對(duì)某些物理量(如回彈值、超聲波速等)進(jìn)行原位檢測(cè),推算出結(jié)構(gòu)與材料的工程性能或量化指標(biāo),如材料的強(qiáng)度值,內(nèi)部缺陷位置、某種成分含量等。無損檢測(cè)技術(shù)的無損性、隨機(jī)性、遠(yuǎn)距離操作性、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等特點(diǎn)是傳統(tǒng)檢測(cè)方法所不具有的優(yōu)點(diǎn);且其檢測(cè)數(shù)據(jù)可通過計(jì)算機(jī)連續(xù)不間斷地采集,通過數(shù)理分析和圖像生成技術(shù),能夠快速、準(zhǔn)確地推理出水利工程主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況。
2.2 無損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
工程中的質(zhì)量檢測(cè)無損技術(shù)有很多的優(yōu)點(diǎn),主要包括以下的幾個(gè)方面:
(1)物理特性。無損檢測(cè)技術(shù)能夠通過在檢測(cè)過程中檢測(cè)到的物理量進(jìn)行推斷,推斷工程中使用的材料、質(zhì)量、成分比例等各項(xiàng)因素。
(2)遠(yuǎn)距離檢測(cè)。原有的檢測(cè)技術(shù)具有局限性,其不能對(duì)遠(yuǎn)距離的模塊進(jìn)行檢測(cè),而無損技術(shù)能在一定遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè),解除了原有的局限,更加方便的進(jìn)行檢測(cè)。
(3)連續(xù)性。無損技術(shù)能夠在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重復(fù),并且多次的將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性等。
3 無損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
3.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)
3.1.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)原理
在回彈法檢測(cè)技術(shù)當(dāng)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(shì)能推動(dòng)重錘做功,重錘帶動(dòng)傳力桿對(duì)建筑的混凝土表面進(jìn)行敲擊,然后測(cè)出彈簧的在這個(gè)測(cè)量過程中的位移,最后通過計(jì)算算出具體數(shù)值,并將所得數(shù)值與相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行比較,最后判斷出混凝土的強(qiáng)度的大小。該方法進(jìn)行測(cè)量的好處是可以獲得理想的測(cè)量結(jié)果,即該測(cè)量技術(shù)可以對(duì)混凝土的質(zhì)量和均勻程度進(jìn)行準(zhǔn)確的反應(yīng),同時(shí)等夠保證被測(cè)墻體的完整性和原有使用性能。
3.1.2 回彈法檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
①必須保證被測(cè)混凝土表面平整、清潔,杜絕疏松、污垢等問題的存在;②每個(gè)被測(cè)結(jié)構(gòu)測(cè)區(qū)范圍應(yīng)進(jìn)行控制,若被測(cè)結(jié)構(gòu)表面尺寸過小,則可適當(dāng)減少測(cè)區(qū)數(shù)量,相鄰兩個(gè)測(cè)區(qū)距離應(yīng)控制在2m;③檢測(cè)時(shí),回彈儀軸線與混凝土檢測(cè)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(cè)區(qū)內(nèi)均勻布置測(cè)試點(diǎn),測(cè)點(diǎn)外露鋼筋距離保持在30mm以上,值得注意的一點(diǎn)是,測(cè)點(diǎn)不能設(shè)置在氣孔或外露的巖石上;⑤回彈值測(cè)量完成后,選擇最佳位置進(jìn)行碳化深度值的測(cè)量,并取其平均值;⑥計(jì)算回彈值時(shí),應(yīng)從被測(cè)區(qū)所有回彈值中,去掉3個(gè)最大值和3個(gè)最小值,取剩下回彈值的平均值。
3.2 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)
3.2.1 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)原理
探地雷達(dá)是一種電磁波類探測(cè)方法,雷達(dá)波通常采用電偶極子源激發(fā)。利用高頻電磁脈沖的反射探測(cè)目的體及地質(zhì)現(xiàn)象。實(shí)際測(cè)量時(shí),一般采用剖面法進(jìn)行連續(xù)或很密的點(diǎn)采樣,應(yīng)用研究領(lǐng)域包括地質(zhì)分層情況的測(cè)試、地下空腔形目標(biāo)體的測(cè)試、地下水位線與壩體浸潤(rùn)線的測(cè)試、截滲體形狀、完整性的測(cè)試和隧洞襯砌質(zhì)量檢測(cè)。
3.2.2 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
采用探地雷達(dá)技術(shù),從工程實(shí)際應(yīng)用效果來看,探地雷達(dá)在探測(cè)襯砌質(zhì)量方面,對(duì)于不同的探測(cè)目標(biāo),確定襯砌內(nèi)的鋼筋數(shù)量和位置是很精確的,其在雷達(dá)圖像上具有不同的反射波特征,對(duì)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(cè)到地下不同介質(zhì)間的界面。
3.3 超聲波法檢測(cè)技術(shù)
3.3.1 超聲波法檢測(cè)技術(shù)原理
何謂超聲波?超聲波是指在超聲以波動(dòng)形式存在并在介質(zhì)中傳播的機(jī)械振動(dòng),頻率范圍控制在20~200000Hz,若頻率超過20kHz時(shí)即為超聲波。利用超聲波對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),主要是依據(jù)超聲波的瞬間應(yīng)力波原理,在混凝土等非金屬材料中,超聲波通常為20~500kHz,檢測(cè)頻率較低;與之相比,在高靈敏度的金屬材料中,超聲波檢測(cè)頻率通常為0.15~20MHz。正是因?yàn)槌暡ň哂休^強(qiáng)的傳播能力,在進(jìn)行水利工程無損檢測(cè)中,超聲波具有良好的指向性能,加之超聲波對(duì)人體無害、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),超聲波法檢測(cè)技術(shù)可應(yīng)用于各類工程各種材料的無損檢測(cè)工作之中。
3.3.2 超聲波法檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
單面檢測(cè)法主要應(yīng)用于截面較大的構(gòu)件,且該混凝土結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)表面可安放探頭的情況;雙面檢測(cè)法則應(yīng)用于截面不大的構(gòu)件,混凝土結(jié)構(gòu)兩側(cè)均能安放探頭的情況,檢測(cè)時(shí),發(fā)射探頭和接收探頭需同時(shí)沿構(gòu)件兩側(cè)均勻移動(dòng)位置,以便測(cè)出不同位置的聲波參數(shù)。除了以上的幾種做法還有多種技術(shù)可以應(yīng)用到超聲波的檢測(cè)當(dāng)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(shù)也可以對(duì)其裂縫進(jìn)行檢測(cè),并且也可以測(cè)得較為精確的具體的混凝土的裂縫深度。
4 無損檢測(cè)技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用中的問題探討與思考
作為水利工程尤其是大中型水利工程質(zhì)量控制、結(jié)構(gòu)驗(yàn)收的重要手段,無損檢測(cè)技術(shù)的重要性不言而喻,但其發(fā)展和應(yīng)用水平仍有一定的差距。這里既有技術(shù)上的不足也有應(yīng)用中的問題。
(1)在技術(shù)上,其測(cè)試和推定的準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高如運(yùn)用超聲回彈綜合法測(cè)定混凝土強(qiáng)度時(shí),超聲波速受外界濕度、溫度、介質(zhì)的影響較大,在幾個(gè)工地的比較性試驗(yàn)時(shí),往往對(duì)試塊(因其在養(yǎng)護(hù)池中,相對(duì)含水率較大)的測(cè)定值離異較大,隨機(jī)提供的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)曲線,在各地區(qū)不盡相同,故而也相對(duì)產(chǎn)生誤差。
(2)檢測(cè)性能比較單一,綜合質(zhì)量鑒定有待完善隨著新科技、新材料在水利工程中的應(yīng)用,在質(zhì)量鑒定時(shí),不但要推定出混凝土的質(zhì)量狀況,而且也涉及到如鋼筋質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量、混凝土與鋼筋共同作用狀況等,只有這樣才能全面、綜合地對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行核定。
(3)強(qiáng)化無損檢測(cè)應(yīng)用程序,對(duì)水利工程尤其是大中型水利工程,必須對(duì)重要隱蔽工程及工程關(guān)鍵部位進(jìn)行無損現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),對(duì)一般工程可根據(jù)實(shí)際情況決定是否進(jìn)行無損檢測(cè)抽查,并以此作為工程檢測(cè)和評(píng)定的重要依據(jù)。
(4)無損檢測(cè)最終是以提高工程質(zhì)量為目的,為了提高檢測(cè)技術(shù)的科學(xué)性、公正性和權(quán)威性,各質(zhì)檢機(jī)構(gòu)應(yīng)將無損檢測(cè)業(yè)務(wù)作為必備指標(biāo)來加以建設(shè)和完善,人員組成要相對(duì)穩(wěn)定,必須經(jīng)過無損檢測(cè)專業(yè)。
(5)鑒于無損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和現(xiàn)代科技術(shù)的不斷發(fā)展,搞好無損檢測(cè)工作必須以案例來加以總結(jié)和論證。因此,要不斷積累工只有這樣才能在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,提高確度和實(shí)用性。
5 結(jié)束語
無損檢測(cè)技術(shù)在水利工程建設(shè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用不但能為檢測(cè)工程質(zhì)量提供保障,而且能確保建筑的完整度。因此,我們應(yīng)加大其在水利工程質(zhì)量控制檢測(cè)中的推廣和應(yīng)用力度,并充分認(rèn)識(shí)到無損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和不足之處,以加強(qiáng)對(duì)水利工程質(zhì)量控制的檢測(cè)力度,最終實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的最大化。
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