蘭 明

(遼寧省盤錦大洼水利檢測(cè)試驗(yàn)中心，遼寧 盤錦 124200)

中小型水利水電工程質(zhì)量的提高不僅能夠有效降低水利工程風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，確保水電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行，而且合理控制水電站工程施工進(jìn)度，減少水電站工程項(xiàng)目施工成本。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)的中小型水利水電工程作為施工單位的優(yōu)質(zhì)口碑產(chǎn)品，可以為施工單位帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，間接增強(qiáng)施工單位的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[1-3]。

1 水利工程質(zhì)量檢測(cè)的重要性

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)得到快速發(fā)展，中小型水利工程項(xiàng)目需求量日益增多，相對(duì)滯后的中小型水利工程質(zhì)量管理機(jī)制和檢測(cè)手段難免會(huì)導(dǎo)致一系列工程質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)水利水電工程產(chǎn)生消極影響，不利于中小型水利水電工程發(fā)揮節(jié)約水資源的作用優(yōu)勢(shì)，必須提升中小型水利水電工程質(zhì)量檢測(cè)以及管控水平，針對(duì)水利水電工程質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題采取科學(xué)的方法及時(shí)消除質(zhì)量安全隱患，以此實(shí)現(xiàn)水利水電工程社會(huì)效益的最大化[4-6]。當(dāng)前水利水電項(xiàng)目面臨的主要問(wèn)題是一系列項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，直接影響到中小型水利水電工程的質(zhì)量和安全，如果發(fā)生安全事故，將導(dǎo)致無(wú)法彌補(bǔ)的重大經(jīng)濟(jì)損失。工程質(zhì)量管理機(jī)制、技術(shù)人員專業(yè)素養(yǎng)、工程質(zhì)量監(jiān)管等是影響中小型水利水電工程質(zhì)量管理水平的重要因素，某些施工單位不按國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，私自降低鋼筋、水泥等原材料的標(biāo)準(zhǔn)，或?qū)⒉糠种行⌒退婍?xiàng)目低價(jià)分包給不具備施工資質(zhì)的單位，施工單位為節(jié)約施工成本違規(guī)操作、偷工減料，嚴(yán)重影響中小型水利水電工程的質(zhì)量，不僅制約了中小型水利水電工程的發(fā)展，而且對(duì)水利水電行業(yè)產(chǎn)生了負(fù)面影響，必須采取科學(xué)方法對(duì)中小型水利工程進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保水利水電工程順利開展。

2 基樁聲波透射法檢測(cè)的工作原理

基樁聲波透射法作為一種應(yīng)用較為廣泛的水利水電工程質(zhì)量檢測(cè)方法，常被用來(lái)檢測(cè)水利水電工程的基樁質(zhì)量，不但能夠檢測(cè)反饋工程運(yùn)行中的基樁狀態(tài)，而且對(duì)于中小型水利水電工程施工工藝具有很好的指導(dǎo)作用，有力促進(jìn)中小型水利水電工程優(yōu)化發(fā)展[7]?；鶚堵暡ㄍ干浞ㄖ饕贸暡ㄍ干湓韺?duì)基樁質(zhì)量及性能進(jìn)行檢測(cè)，是一種十分常用的工程檢測(cè)方法，通過(guò)在基樁主體內(nèi)預(yù)埋聲測(cè)管，測(cè)算比較超聲波在基樁主體的波速變化情況，從而得出基樁主體的均勻度、質(zhì)地強(qiáng)度以及完整度，最終判定基樁的質(zhì)量缺陷，具有較好的實(shí)用性。基樁聲波透射法具體工作原理為：超聲波脈沖信號(hào)源在混凝土內(nèi)形成高頻彈性脈沖波，同時(shí)詳細(xì)記錄超聲波脈沖信號(hào)在混凝土內(nèi)的傳播狀況，如果高頻彈性脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過(guò)程中出現(xiàn)超聲波脈沖信號(hào)源能量降低，則表明混凝土內(nèi)存在缺損、不連續(xù)的波阻抗介質(zhì)，因此高頻彈性脈沖波會(huì)在該介質(zhì)面發(fā)現(xiàn)反射或折射，如果高頻彈性脈沖波發(fā)生繞射或散射，則表明混凝土內(nèi)存在孔洞、蜂窩介質(zhì)?；鶚堵暡ㄍ干浞ㄍㄟ^(guò)測(cè)算高頻彈性脈沖波的能量衰減以及波速變化狀況，明確高頻彈性脈沖波特征，能夠全面掌握混凝土內(nèi)介質(zhì)實(shí)際情況，從而對(duì)比判定基樁內(nèi)部缺陷的具體方位、尺寸以及性質(zhì)[8]。

3 基樁聲波透射法在工程漕渡中的應(yīng)用

3.1 工程介紹

M水利水電工程渡槽位于渠線樁號(hào)60+725.364處，主要包括渡槽進(jìn)出口段、渡槽主身段和河道治理部分，總長(zhǎng)度約206m，其中由一共6跨、每跨25m組成約150m長(zhǎng)的渡槽主身段，渡槽進(jìn)口段約25m，渡槽出口段約31m。渡槽上部為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)帶拉桿矩形槽，渡槽的主體部分每跨有一個(gè)預(yù)應(yīng)力矩形槽，這是一個(gè)后張拉構(gòu)件，渡槽主身段邊墻與側(cè)墻之間預(yù)留變形縫，渡槽主身段過(guò)水?dāng)嗝鏋?.8m×3.54m，渡槽梁高5.0m。渡槽主要部分的側(cè)壁厚約0.4m，底板厚度約0.6m，拉桿尺寸0.3m×0.4m，距離約2.2m。漕渡下部是以灌注樁為基礎(chǔ)的雙柱式框架槽墩，灌注樁深入砂礫石深度約17m，槽墩直徑1.8m，兩灌注樁中心距5.7m，凈距3.9m，兩臺(tái)帽規(guī)格為8.1m×2.9m×1.82m。左右線樁柱式槽臺(tái)采用格梁護(hù)砌和混凝土板的形式搭建，格梁為2cm×2cm大小的正方形，混凝土板厚25cm，每個(gè)槽臺(tái)由3根排架柱連接。渡槽進(jìn)出口為直線漸變段，渡槽進(jìn)出口底部寬5m，漸變段4m。M水利水電工程渡槽槽墩檢測(cè)參數(shù)見表1。

表1 M水利水電工程渡槽槽墩檢測(cè)參數(shù)

3.2 檢測(cè)前準(zhǔn)備

為確保工程質(zhì)量檢測(cè)的順利實(shí)施，在對(duì)M水利水電工程渡槽質(zhì)量正式進(jìn)行檢測(cè)前，技術(shù)人員必須做好基樁聲波透視法檢測(cè)的相關(guān)準(zhǔn)備工作。對(duì)于聲測(cè)管的預(yù)埋工作，應(yīng)盡量選擇管壁厚度≥3mm，內(nèi)徑40-55mm的鋼管作為聲測(cè)管，在安裝施工聲測(cè)管之前，應(yīng)綁扎固定好聲測(cè)管后進(jìn)行混凝土澆筑，同時(shí)注意防止聲測(cè)管發(fā)生形變，澆筑完畢后用橡皮塞堵住聲測(cè)管口，避免雜物進(jìn)入聲測(cè)管中，以保證聲測(cè)管通暢，并在檢測(cè)前將聲測(cè)管灌滿水。對(duì)于聲波儀和換能器的安裝調(diào)試工作，應(yīng)將換能器平穩(wěn)放入聲測(cè)管內(nèi)，同時(shí)利用定滑輪控制聲測(cè)管的平行高度，并確保累計(jì)高差≤18mm，若平行高度發(fā)生變化還應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行修正，確保聲測(cè)管水平安裝。最后，將聲波儀、換能器以及檢測(cè)裝置用信號(hào)數(shù)據(jù)線連接，為基樁聲波透射法檢測(cè)做好準(zhǔn)備工作[9]。

3.3 成樁工藝

根據(jù)工程檢測(cè)委托單位提供的槽墩灌注樁施工材料，各灌注樁灌注參數(shù)以及檢測(cè)日期見表2。

表2 檢測(cè)灌注樁的施工材料

3.4 檢測(cè)儀器設(shè)備

研究所用的檢測(cè)儀器是北京宇通時(shí)代科技有限責(zé)任公司研發(fā)的NU70聲波透射法自動(dòng)測(cè)樁儀。聲波透射法自動(dòng)測(cè)樁儀的儀器見圖1。

圖1 聲波透射法自動(dòng)測(cè)樁儀示意圖

3.5 判斷標(biāo)準(zhǔn)

不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，必須制定統(tǒng)一的水利工程質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并利用計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)建立水利工程質(zhì)量檢測(cè)檔案管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程質(zhì)量信息的網(wǎng)絡(luò)化管理體系，將檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果上傳到云端，實(shí)時(shí)共享工程質(zhì)量檢測(cè)信息，并通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)字化模型對(duì)水利工程質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督[10,11]。基樁聲波透射法評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及步驟如下：

1)灌注樁缺陷評(píng)判：超聲波聲速臨界值以及波幅臨界值結(jié)合PSD判據(jù)綜合評(píng)判灌注樁缺陷。

2)灌注樁均勻度評(píng)判：按聲速離散系數(shù)Cv分為A、B、C、D 四級(jí)，見表3。

表3 聲速離散系數(shù)等級(jí)表

3)結(jié)合灌注樁混凝土勻質(zhì)性聲速離散系數(shù)等級(jí)表，根據(jù)灌注樁混凝土結(jié)構(gòu)的不同缺陷程度，將灌注樁質(zhì)量分為四個(gè)評(píng)判等級(jí)：Ⅰ級(jí)灌注樁：灌注樁完整或基本完整；Ⅱ級(jí)灌注樁：灌注樁存在輕微缺陷，但基樁承載力不受影響；Ⅲ級(jí)灌注樁：灌注樁存在明顯缺陷，同時(shí)影響到灌注樁的承載力；Ⅳ級(jí)灌注樁：灌注樁存在大范圍缺陷，嚴(yán)重影響灌注樁的承載力，灌注樁出現(xiàn)非常嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

3.6 檢測(cè)結(jié)果

利用基樁聲波透射法對(duì)M水利水電工程渡槽灌注樁進(jìn)行檢測(cè)，質(zhì)量完整性檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 灌注樁質(zhì)量完整性檢測(cè)結(jié)果

4 結(jié) 論

中小型水利工程質(zhì)量作為我國(guó)水利工程建設(shè)的重中之重，加強(qiáng)水利工程質(zhì)量監(jiān)督和管理刻不容緩，必須采取科學(xué)合理的方法不斷提高中小型水利工程質(zhì)量檢測(cè)水平。研究采用基樁聲波透射法檢測(cè)水利工程渡槽灌注樁質(zhì)量，檢測(cè)結(jié)果表明除渡槽2-1號(hào)樁存在輕微缺陷，其他灌注樁均具備較高的完整性，在該批質(zhì)量檢測(cè)中Ⅰ級(jí)灌注樁達(dá)到90%，Ⅱ級(jí)灌注樁由于只是輕微缺陷，不會(huì)對(duì)灌注樁的承載力造成影響，基本滿足國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工要求，基樁聲波透射法檢測(cè)不僅為加快后期工程渡槽順利開展提供可靠的理論依據(jù)，而且也為水利水電工程質(zhì)量檢測(cè)開拓新的領(lǐng)域。