廖文強(qiáng)

（廣東建科源勝工程檢測(cè)有限公司，廣東 東莞 523000）

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用

1.1 超聲波技術(shù)的原理和應(yīng)用

1.1.1 技術(shù)原理

高壓電晶體具有較高的振蕩頻率，通過(guò)高壓電晶體振蕩過(guò)程中產(chǎn)生的壓電效應(yīng)，形成一定規(guī)模的機(jī)械振動(dòng)，并利用電波信號(hào)向外傳輸這一振動(dòng)頻率，即可實(shí)現(xiàn)水利工程的超聲波無(wú)損檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有較高的環(huán)境適應(yīng)能力，應(yīng)用范圍廣，且檢測(cè)成本低，可以有效提高水利工程的質(zhì)量檢測(cè)效率。同時(shí)當(dāng)超聲波接觸到非金屬材料或混凝土材料時(shí)，其頻率會(huì)在21~501 kHz之間出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)，在接觸到對(duì)機(jī)械振動(dòng)較為敏感的材料時(shí)，超聲波頻率會(huì)明顯升高，利用超聲波檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)人員可以對(duì)水利工程的施工材料進(jìn)行大致判斷，并對(duì)其結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行相應(yīng)分析，以確定合適的施工技術(shù)指標(biāo)。

1.1.2 具體應(yīng)用

超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于水利工程混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)人員須根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)截面大小選取合適的檢測(cè)方式。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的截面過(guò)大時(shí)，檢測(cè)人員只能在混凝土側(cè)面安置一個(gè)探頭，因此一般選用單面檢測(cè)法，以降低檢測(cè)難度。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)截面相對(duì)較小時(shí)，則可選用雙面探測(cè)法，在混凝土結(jié)構(gòu)兩側(cè)安置多個(gè)探頭，以提高檢測(cè)結(jié)果的精確性。在超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，檢測(cè)人員須以混凝土結(jié)構(gòu)的側(cè)面大小為范圍，持續(xù)移動(dòng)發(fā)射探頭和接收探頭，嚴(yán)格控制移動(dòng)速度，保證探頭移動(dòng)的同步性，保證檢測(cè)獲取的混凝土聲波參數(shù)符合實(shí)際，確保檢測(cè)工作的完整性。檢測(cè)效果圖如圖1所示。

1.2 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的原理和應(yīng)用

1.2.1 技術(shù)原理

檢測(cè)人員通過(guò)發(fā)射天線向水利工程地基結(jié)構(gòu)發(fā)射高頻電磁脈沖，待電磁波進(jìn)入地基結(jié)構(gòu)后，會(huì)繼續(xù)向周圍傳播，在傳播過(guò)程中若電磁波接觸到具有明顯分界性質(zhì)的土壤結(jié)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)散射或反射現(xiàn)象，以供檢測(cè)人員分析。合理搭建探地雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，可以提高反射波的接收效率，并對(duì)接受時(shí)間、反射時(shí)長(zhǎng)等重要數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，通過(guò)對(duì)不同地基結(jié)構(gòu)的電磁波往返時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行分析，結(jié)合探地雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)人員對(duì)就可以對(duì)水利工程地基結(jié)構(gòu)、土壤地質(zhì)條件等因素進(jìn)行深入研究，以此提高水利工程的施工效率和施工質(zhì)量。

1.2.2 具體應(yīng)用

為保證探地雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用，檢測(cè)人員須在對(duì)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)域劃分，按照區(qū)域面積進(jìn)行測(cè)線布置工作。為提高反射波的接收效率，檢測(cè)人員應(yīng)根據(jù)地基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)科學(xué)選擇探地雷達(dá)設(shè)備，搭建信息傳輸通道，確保探地雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定地接收到檢測(cè)數(shù)據(jù)；為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，檢測(cè)人員要合理控制地基結(jié)構(gòu)與雷達(dá)天線之間的距離，保證探地雷達(dá)能夠緊貼測(cè)線進(jìn)行移動(dòng)，從而提高高頻電磁脈沖信號(hào)的覆蓋范圍，并且能夠有效提高接收天線的數(shù)據(jù)采集精度，通過(guò)探地雷達(dá)系統(tǒng)將采集到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，利用三維建模技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)處理，檢測(cè)人員即可對(duì)水利工程地基結(jié)構(gòu)的剖面圖進(jìn)行有效分析。

1.3 回彈檢測(cè)技術(shù)的原理和應(yīng)用

1.3.1 技術(shù)原理

回彈無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)回彈儀的彈簧施加一定壓力，使其發(fā)生彈性形變，利用其變形過(guò)程中產(chǎn)生的彈性勢(shì)能對(duì)重錘造成一定程度的沖擊，以保證傳力桿在一定速率下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)性撞擊，結(jié)合傳力桿撞擊過(guò)程中彈簧的位移距離，檢測(cè)人員就可對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行精確分析。

1.3.2 具體應(yīng)用

通過(guò)技術(shù)分析得出，當(dāng)保護(hù)層的厚度超過(guò)20 mm且混凝土直徑為4~6 mm時(shí)，混凝土回彈值較低，為了避免回彈值對(duì)混凝土檢測(cè)結(jié)果的影響，須根據(jù)圖紙或采用混凝土保護(hù)層測(cè)定儀來(lái)精確定位保護(hù)層內(nèi)直徑較大的混凝土塊位置。在利用回彈無(wú)損檢測(cè)法進(jìn)行水利工程混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)工作時(shí)，須及時(shí)清理混凝土結(jié)構(gòu)表面的雜質(zhì)，并盡量選用外表光滑、結(jié)構(gòu)平整的混凝土進(jìn)行檢測(cè)工作，避免雜質(zhì)、平滑度等因素對(duì)混凝土回彈值的測(cè)量結(jié)果造成影響。同時(shí)在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)人員須確?；貜梼x鉛垂線與混凝土結(jié)構(gòu)的水平軸線相互垂直，并通過(guò)緩慢按壓等方式檢測(cè)彈簧質(zhì)量，避免回彈過(guò)程中彈簧變形程度過(guò)大，導(dǎo)致傳力桿壓力突增引起混凝土結(jié)構(gòu)破損。同時(shí)在對(duì)混凝土材料進(jìn)行回彈檢測(cè)時(shí)，若混凝土結(jié)構(gòu)表面存在輕微破損導(dǎo)致鋼筋外露，則須保證傳力桿下落點(diǎn)與鋼筋之間的距離不得小于0.03 m，以防混凝土表面開(kāi)裂。為保證混凝土回彈檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢測(cè)人員應(yīng)分點(diǎn)分區(qū)域?qū)炷翗悠愤M(jìn)行多次測(cè)量，并記錄混凝土材料的平均回彈值

1.4 錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

1.4.1 技術(shù)原理

錨桿無(wú)損檢測(cè)方法被廣泛應(yīng)用水利工程錨固彈性質(zhì)量檢測(cè)工作當(dāng)中，在應(yīng)用錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員須在錨桿螺紋鋼裸露位置安裝收發(fā)換能器，并在裸露端涂抹適量黃油膏以確保換能器與螺紋鋼連接緊密緊，保證換定位器能夠精準(zhǔn)測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)。檢測(cè)人員沿錨桿螺紋鋼裸露位置發(fā)射聲頻應(yīng)力波，應(yīng)力波穿過(guò)換能器進(jìn)入錨桿內(nèi)部并進(jìn)行反射，同時(shí)波幅不斷減少，此時(shí)換能器將對(duì)反射波的波幅進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。若反射波相較于發(fā)射波，其波幅衰減程度越大，則說(shuō)明該錨桿質(zhì)量越好，相反若反射波波幅衰減程度較小，則說(shuō)明錨桿內(nèi)部漿體質(zhì)量不高，需須對(duì)錨桿進(jìn)行灌漿操作，以提高錨固彈性質(zhì)量。利用螺紋鋼作為錨桿無(wú)損檢測(cè)的介質(zhì)，可以減少發(fā)射波與反射波所受的外界干擾，并有效控制應(yīng)力波傳播速度，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用應(yīng)力波衰減的相關(guān)原理，檢測(cè)人員還可對(duì)錨桿錨固質(zhì)量進(jìn)行彈性波檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)過(guò)程中收集到彈性波波形、波幅進(jìn)行具體分析，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。進(jìn)一步提高錨桿錨固質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的可靠性。在水利工程中合理利用錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以有效規(guī)避常規(guī)拉拔儀檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)，同時(shí)該技術(shù)對(duì)錨桿直徑、錨深、錨桿外露長(zhǎng)度等因素不存在硬性要求，還可應(yīng)用束錨樁檢測(cè)工作當(dāng)中，極大地提高了水利工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，并且該無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)速度快、檢測(cè)精度高、檢測(cè)方法多、檢測(cè)難度小等優(yōu)點(diǎn)。1.4.2 具體應(yīng)用

在水利工程錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中，檢測(cè)人員可通過(guò)應(yīng)力波的收發(fā)時(shí)間等數(shù)據(jù)計(jì)算出錨桿具體長(zhǎng)度。同時(shí)一般采用BS-I錨桿檢測(cè)儀進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，其應(yīng)力波發(fā)射方式為超磁發(fā)射。在具體操作中須多名檢測(cè)人員協(xié)同作業(yè)，保證檢測(cè)工作順利進(jìn)行。

檢測(cè)人員根據(jù)水利工程的施工圖紙，在檢測(cè)區(qū)域放置一臺(tái)操作主機(jī)，并以2 m為間隔，安插一定數(shù)量的波形傳感器。當(dāng)應(yīng)力波反射飽和度為95%，且錨桿長(zhǎng)度一般位于4.5~5.5 m時(shí),此時(shí)第一道反射波波幅較大，隨后反射波波幅下降明顯，則可表明錨桿錨固彈性波質(zhì)量較高，錨桿內(nèi)部漿體分布均勻。若在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錨桿應(yīng)力波飽和度較低，且錨桿長(zhǎng)度較長(zhǎng)，則說(shuō)明錨桿質(zhì)量不佳，檢測(cè)人員須對(duì)錨桿進(jìn)行灌漿操作，以提高錨桿質(zhì)量，保證錨桿錨固彈性波波形符合要求。

合理利用錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù),可對(duì)水利工程中的各類型錨桿錨樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并對(duì)錨桿錨樁的錨固深度及傾角等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析，有效節(jié)約檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)成本，避免鉆孔灌漿操作對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，進(jìn)而提高無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的合理性。

錨固無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)錨桿錨樁的錨固屬性產(chǎn)生直接影響，從而保證錨固質(zhì)量，有效規(guī)避檢測(cè)過(guò)程中錨桿錨樁出現(xiàn)破損開(kāi)裂問(wèn)題，同時(shí)該技術(shù)僅需2~3名檢測(cè)人員共同作業(yè)，進(jìn)一步降低了檢測(cè)成本。

2 水利工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)優(yōu)化

為對(duì)水利工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，確保檢測(cè)質(zhì)量，檢測(cè)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行碳化深度測(cè)量。檢測(cè)人員須選取一批外觀檢測(cè)合格、表面結(jié)構(gòu)平整光滑的混凝土材料作為樣品，通過(guò)相關(guān)儀器對(duì)其進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔結(jié)束后須及時(shí)清理孔洞周圍的雜質(zhì)，并控制孔徑大小在6~9 mm，確?？锥粗車鍧嵑螅蚱渲凶⑷霛舛缺?%的酚酞酒精溶液。通過(guò)碳化深度儀對(duì)混凝土樣品的碳化深度進(jìn)行測(cè)量分析，即可確定混凝土材料的整體質(zhì)量，降低后續(xù)無(wú)損檢測(cè)的工作量，提高檢測(cè)效率。完成混凝土碳化深度測(cè)量工作后，檢測(cè)人員還須利用鋼筋定位掃描儀對(duì)混凝土材料內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)碳化深度、鋼筋保護(hù)層厚度等數(shù)據(jù)進(jìn)行重點(diǎn)分析，若混凝土樣品的鋼筋保護(hù)層偏薄，則說(shuō)明這批混凝土材料的抗腐蝕性能普遍較低，即便混凝土材料的超聲波、回彈值檢測(cè)結(jié)果均符合施工要求，也應(yīng)禁止使用這批混凝土材料進(jìn)行水利工程施工，最大程度上保證施工質(zhì)量，確保施工安全。

3 總結(jié)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，檢測(cè)人員要合理利用信息化技術(shù)，搭建水利工程質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)，確保無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。同時(shí)由于無(wú)損檢測(cè)是一種新興技術(shù)，檢測(cè)人員要積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，提高自己的專業(yè)水平，及時(shí)解決水利工程無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，以提高我國(guó)水利工程的檢測(cè)質(zhì)量。