水利工程塑性混凝土防滲墻無損檢測技術(shù)研究

郭廣明

（廣東科衡工程檢測有限公司，廣東佛山528000）

水利工程建設(shè)質(zhì)量與國民切身利益相關(guān)，因此，水利工程施工質(zhì)量和水利建筑在正常運(yùn)行時(shí)的安全性必須要有保障，除了可以達(dá)到正常使用要求外，還要做到即使是在惡劣天氣狀況下也能夠正常運(yùn)行發(fā)揮作用[1-3]。對于水利工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量負(fù)責(zé)人來說，做好施工過程的質(zhì)量監(jiān)控、最終交付高質(zhì)量工程是其重要工作任務(wù)。近年來，無損檢測技術(shù)在水利工程建設(shè)中得到了比較快速的發(fā)展應(yīng)用，逐步出現(xiàn)了一系列較先進(jìn)的無損檢測技術(shù)，如探地雷達(dá)檢測技術(shù)、彈性波CT檢測技術(shù)、垂直發(fā)射法檢測技術(shù)等，水利工程無損檢測方法體系發(fā)展得越來越完善[4-6]。很多檢測技術(shù)如CT彈性波檢測技術(shù)，在很多國內(nèi)著名的水利工程建設(shè)項(xiàng)目中得到應(yīng)用。伴隨著無損檢測技術(shù)研發(fā)的相關(guān)技術(shù)設(shè)備也具有很高智能性，數(shù)字化程度較高，能夠同時(shí)開展數(shù)據(jù)采集、整理、計(jì)算分析、信息處理等多項(xiàng)難度比較高的復(fù)雜性工作，僅攜帶便攜計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行智能操作。

1 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

當(dāng)前，水利工程質(zhì)量檢測相關(guān)設(shè)備的數(shù)字化水平漸漸提高，檢測管理手段水平也在不斷提升，質(zhì)量檢測人員工作內(nèi)容的數(shù)字化水平也隨之提高。無損檢測技術(shù)利用原位得到震動(dòng)頻率、聲波速率等數(shù)值，進(jìn)而通過檢測數(shù)據(jù)的計(jì)算得到建筑構(gòu)件不同質(zhì)量維度的數(shù)據(jù)水平，檢測建筑構(gòu)件的施工質(zhì)量以及可能存在的缺陷[7]。相較于傳統(tǒng)質(zhì)量檢測方法，其具有可檢測距離長、檢測效率高、不破壞建筑構(gòu)件完整性等優(yōu)勢[8，9]。同時(shí)，無損檢測技術(shù)能夠?qū)ㄖ?gòu)件連續(xù)重復(fù)地進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，然后對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理得出建筑構(gòu)件的質(zhì)量水平結(jié)論。利用無損檢測技術(shù)得到的檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高、科學(xué)性以及權(quán)威性強(qiáng)，正因?yàn)槠渚哂袃?yōu)越性，越來越多的水利建設(shè)項(xiàng)目在施工過程中選擇采用這一技術(shù)。

2 水利工程中常用的無損檢測技術(shù)

2.1 探地雷達(dá)檢測

該技術(shù)一般都是通過電偶極子去刺激雷達(dá)波的發(fā)射，利用電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，利用高頻率的電磁脈沖的反射檢測建筑實(shí)際狀況。在進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測時(shí)，通常會(huì)使用點(diǎn)采樣的方法，進(jìn)行連續(xù)或者密集的數(shù)據(jù)采集。該方法能夠在研究地質(zhì)分層狀況、浸潤線、地下水位線等情況下使用，也能在進(jìn)行具體的質(zhì)量檢測時(shí)如防滲體的完整性、隧道洞穴等質(zhì)量狀況中使用。探地雷達(dá)檢測技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用效果較好，能夠精準(zhǔn)度很高地探測得到各種檢測目的物的內(nèi)部構(gòu)件材料數(shù)據(jù)，而不同材料的反射波反饋在雷達(dá)圖上的效果是有區(qū)別的。依據(jù)這個(gè)原理，可以探測不同地質(zhì)石材間的接觸面之間是否存在脫空，能夠比較精確地判斷不同地質(zhì)材料間分界線位置。

2.2 CT彈性波檢測

該技術(shù)是一種效率很高的無損檢測方法，應(yīng)用廣泛，完成質(zhì)量檢測的同時(shí)不會(huì)損毀檢測目標(biāo)墻體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。檢測基礎(chǔ)是檢測儀器反饋的射線數(shù)據(jù)，然后借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算，構(gòu)筑數(shù)理模型，最后形成能夠判斷檢測目標(biāo)建筑構(gòu)件質(zhì)量相關(guān)狀況的數(shù)據(jù)圖像。數(shù)據(jù)圖像形象生動(dòng)，準(zhǔn)確度高，分辨率高。該技術(shù)在水利工程塑性混凝土防滲墻等墻體的質(zhì)量檢測中應(yīng)用以來，得到較高評價(jià)。但是，由于塑性混凝土防滲墻墻體自身所具有的結(jié)構(gòu)特殊性，該技術(shù)在質(zhì)量檢測中的使用存在局限性，實(shí)際操作比較困難。

2.3 垂直反射法檢測

該技術(shù)依托于地震反射原理，依據(jù)為在同種介質(zhì)中波的傳播速度是相同的原理。近年來，各種數(shù)字化技術(shù)設(shè)備數(shù)據(jù)精度以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展水平不斷提升，檢測技術(shù)也隨之發(fā)展完善。由于波的震動(dòng)會(huì)隨傳播距離的增加而逐漸減弱，因此在進(jìn)行塑性混凝土防滲墻墻體質(zhì)量檢測過程中，要在檢測儀器能夠正常進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的檢測距離內(nèi)進(jìn)行。做好對波的傳播速度以及振動(dòng)源的振動(dòng)頻率監(jiān)測，有助于更好完成墻體質(zhì)量檢測工作。采用該技術(shù)，可使用工具去刺激波在目標(biāo)檢測建筑構(gòu)件中的振動(dòng)，然后對波的振動(dòng)所反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再以波在介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)傳播原理為基礎(chǔ)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的處理運(yùn)算，建立數(shù)據(jù)模型，生成形象生動(dòng)、能夠反映檢測建筑構(gòu)件質(zhì)量的相關(guān)圖像信息。該技術(shù)不會(huì)損害塑性混凝土防滲墻墻體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且檢測所需費(fèi)用很少，能夠適用于各種檢測環(huán)境，滿足檢測要求。同時(shí)，該技術(shù)在實(shí)際質(zhì)量檢測應(yīng)用中還具有效率高、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，可與各種設(shè)備的軟件與硬件協(xié)同工作去完成建筑構(gòu)件墻體存在缺陷的勘察，全面判斷分析比較建筑構(gòu)件質(zhì)量。但目前由于儀器所能采集的數(shù)據(jù)精度水平不夠高，在遠(yuǎn)距離的墻體質(zhì)量檢測中具有一定局限性。

3 無損檢測技術(shù)在防滲墻質(zhì)量控制中的應(yīng)用

某水庫擬檢測壩體塑性混凝土防滲墻質(zhì)量，判斷墻體是否存在空洞、不連續(xù)、縫隙等缺陷問題。采用探地雷達(dá)檢測技術(shù)，得到防滲墻芯墻及其鉆孔的具體數(shù)據(jù)，詳見表1—2。檢測過程中，對防滲墻體進(jìn)行了鉆孔，然后進(jìn)行取芯和壓水。鉆孔共2個(gè)，有8個(gè)巖芯，各個(gè)鉆孔按所處方位從上至下均勻選取4個(gè)巖芯取樣檢測。墻體檢測的數(shù)據(jù)采集共有2個(gè)鉆芯孔以及8個(gè)壓水孔。檢測結(jié)果顯示，該水庫的壩體塑性混凝土防滲墻基本不存在質(zhì)量問題，壩體內(nèi)部材料基本連續(xù)，孔隙裂縫蜂窩等問題數(shù)量少，不存在大型的孔隙裂縫以及孔洞。

表1 防滲墻芯墻檢測數(shù)據(jù)

表2 防滲墻鉆孔防滲性能檢測結(jié)果

4 無損檢測技術(shù)存在的局限性

無損檢測技術(shù)在水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測管控以及工程驗(yàn)收中承擔(dān)著十分關(guān)鍵的任務(wù)，是不可或缺的技術(shù)。其所具有的局限性既有技術(shù)方面因素，也有客觀技術(shù)應(yīng)用環(huán)境方面因素。首先在技術(shù)本身方面，有些技術(shù)水平不夠高，數(shù)據(jù)采集過程中容易受到測試目標(biāo)物所處外界環(huán)境干擾。如，利用回彈法檢測墻體強(qiáng)度采集數(shù)據(jù)時(shí)，其所依賴的超聲波會(huì)受到傳播介質(zhì)種類以及傳播環(huán)境的溫度和濕度等影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)反饋精準(zhǔn)度的不穩(wěn)定性，對不同檢測地的建筑構(gòu)件進(jìn)行檢測對比，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)會(huì)存在不可消除的誤差。另外，很多無損檢測技術(shù)的檢測功能不夠全面，對檢測數(shù)據(jù)的處理存在很大的改進(jìn)空間。近年來，水利工程建設(shè)施工中所應(yīng)用的各種技術(shù)方法的數(shù)字化、科技化水平越來越高，施工材料的多樣性也在增加，采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢測時(shí)，需要同時(shí)判斷墻體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況以及墻體各種構(gòu)成材料相互之間的共同作用狀況，做到對建設(shè)工程建筑構(gòu)件的全面性的檢測。

5 結(jié)論

綜合以上，當(dāng)前在我國水利工程建設(shè)活動(dòng)中，越來越普遍地使用塑性混凝土進(jìn)行防滲墻體構(gòu)筑，在該形勢下對塑性混凝土防滲墻墻體的質(zhì)量檢測也變得越來越重要，無損檢測技術(shù)也隨著應(yīng)用需求的增加逐漸發(fā)展。目前應(yīng)用的各種無損檢測技術(shù)各有優(yōu)劣，總體上技術(shù)發(fā)展還不夠成熟需要不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。探究分析各種無損檢測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用狀況，找出技術(shù)所存在的局限性是非常有必要的，能夠?yàn)闊o損檢測技術(shù)日后的改進(jìn)創(chuàng)新提供更多的經(jīng)驗(yàn)和思路。