文／于美超 中國(guó)電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司 天津 300384

引言：

水利工程是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分。它們不僅具有防洪排水的功能，而且可以提高國(guó)家水資源利用的合理性。為此，近年來(lái)國(guó)家對(duì)水利工程投入了大量資金，使得水利工程不斷增加。以下是施工質(zhì)量問(wèn)題或項(xiàng)目時(shí)效問(wèn)題。不管問(wèn)題的性質(zhì)如何，一旦發(fā)生，可能會(huì)影響水利工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是，表面上有些問(wèn)題很難找到，會(huì)在一定程度上影響項(xiàng)目質(zhì)量檢查的完整性。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以解決這個(gè)問(wèn)題，支持項(xiàng)目質(zhì)量檢測(cè)的順利進(jìn)行。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)其應(yīng)用的研究。

1、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述

水利工程質(zhì)量檢測(cè)可以做到不損傷結(jié)構(gòu)或者對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成影響較小的情況下開(kāi)展工作;一般來(lái)說(shuō)化學(xué)手段會(huì)造成材料損傷，所以無(wú)損檢測(cè)技術(shù)往往是采用物理手段進(jìn)行，能有效判斷水利工程內(nèi)在質(zhì)量狀態(tài);無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要作為國(guó)內(nèi)水利工作質(zhì)量控制的一種重要方法，保障好國(guó)內(nèi)水利工程安全使用以及運(yùn)行，同時(shí)也能夠更好的保證水利工程建設(shè)的質(zhì)量安全，有利于提高水利工程整體的作業(yè)效率，促進(jìn)工程建設(shè)發(fā)展更加科學(xué)有序。在中國(guó)發(fā)展水利建設(shè)中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也有著重要的作用。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)通過(guò)在不影響主體力學(xué)性能的情況下進(jìn)行物理量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)和材料的技術(shù)特性或特定指標(biāo)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有運(yùn)行平穩(wěn)、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，能夠較好地反映水利工程質(zhì)量，取代一些傳統(tǒng)的檢測(cè)手段，促進(jìn)了我國(guó)水利工程的合理、快速發(fā)展。

2、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 連續(xù)性

傳統(tǒng)的檢查方法需要抽樣檢查、重復(fù)采樣和單獨(dú)檢查，因此檢查過(guò)程不連續(xù)，檢查周期長(zhǎng)，無(wú)法立即獲得檢查結(jié)果。當(dāng)檢查數(shù)量較少時(shí)，效果并不明顯，但水利工程的建設(shè)范圍很廣，可核查的領(lǐng)域也很多。傳統(tǒng)的檢查方法會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的檢查時(shí)間，從而影響后續(xù)的施工過(guò)程。完整的測(cè)試技術(shù)可讓您持續(xù)測(cè)試偵測(cè)到的目標(biāo)，確保持續(xù)、即時(shí)及可靠的資料，并持續(xù)提升原始資料的準(zhǔn)確性、改善時(shí)間使用效率，以及確保水利工程的進(jìn)度。

2.2 遠(yuǎn)距離檢測(cè)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與信息技術(shù)之間的緊密聯(lián)系不斷增強(qiáng)，測(cè)試工作的效率和水平也大大提高?！竿暾臏y(cè)試技術(shù)加上資訊技術(shù)」可在遠(yuǎn)端進(jìn)行，也就是說(shuō)，所有的建筑工程偵測(cè)點(diǎn)資訊都可以安裝在適當(dāng)?shù)难b置上，同時(shí)購(gòu)買(mǎi)者也可以將資料傳送到適當(dāng)?shù)慕邮昭b置，讓工作人員能夠壓縮并分析偵測(cè)結(jié)果。

3、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中的不足

因?yàn)槌暡ㄈ菀子绊懲獠繚穸?、溫度、無(wú)間隙等，需要提高超聲回彈綜合法的測(cè)量精度。在某些表面處理過(guò)程中，檢查人員通常會(huì)發(fā)現(xiàn)超聲波校準(zhǔn)的集成可用于測(cè)量硬度。由于鋼液容器具有較高的水密度，因此超聲波回彈綜合法測(cè)得的值不準(zhǔn)確。此外，在搜索過(guò)程中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)效率相對(duì)較低，這也是由于當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的技術(shù)和物質(zhì)限制所致。因此，在未來(lái)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行更全面的改進(jìn)，以便在水利工程質(zhì)量控制中得到更好的應(yīng)用。當(dāng)施工單位對(duì)某些重要的隱蔽工程和重要的水利工程項(xiàng)目進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，還應(yīng)根據(jù)無(wú)損檢測(cè)過(guò)程的實(shí)際情況進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，并確認(rèn)抽樣檢測(cè)。采樣結(jié)果可作為水利工程審核和評(píng)估的重要基礎(chǔ)。

4、水利工程中的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

4.1 回彈法檢測(cè)技術(shù)

在水利工程中大量使用了混凝土，回彈法檢測(cè)技術(shù)的原理主要是通過(guò)彈簧的驅(qū)動(dòng)來(lái)不斷的觸及混凝土的表面，能夠測(cè)量出回彈的整體程度，可以判斷混凝土的強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，這是一種更加方便快捷的一種檢測(cè)方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，同時(shí)，回彈法檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，有利于更好的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

4.2 地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)的工作原理是利用超高頻電磁波檢測(cè)電子分布。檢測(cè)需要通過(guò)天線將高頻電磁脈沖以寬帶短脈沖的形式發(fā)送到混凝土中。當(dāng)電磁脈沖在不同的電子設(shè)備接口上相遇時(shí)，會(huì)被反射或散射。接收天線可以接收這些信號(hào)，分析信號(hào)，并根據(jù)公式計(jì)算結(jié)果。檢查時(shí)，高頻電磁脈沖的行進(jìn)路徑和波形會(huì)根據(jù)電子特性和幾何形狀臨時(shí)更改。如果混凝土保護(hù)層有洞，雷達(dá)輪廓的相位和幅值將發(fā)生相應(yīng)變化，并發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。當(dāng)電磁波沖擊鋼筋的尺寸時(shí)，它會(huì)反射出所有東西，顯示出雷達(dá)輪廓的強(qiáng)烈異常，并分析鋼筋在混凝土中的分布。通過(guò)將gpr所獲得的所有信息與通用特殊介質(zhì)的電氣參數(shù)進(jìn)行比較，我們基本上可以評(píng)估各種介質(zhì)的存在和分布情況，以便對(duì)樹(shù)的缺陷進(jìn)行全面評(píng)估。

4.3 磁粉探傷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

磁粉探傷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是建筑工程鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中常用的檢測(cè)方法。磁粉探傷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠快速檢測(cè)出鋼結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問(wèn)題。在實(shí)際工作中，檢測(cè)人員需要先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁化處理，經(jīng)過(guò)處理后的鋼結(jié)構(gòu)表面將會(huì)分布比較均勻的磁力，然后在鋼結(jié)構(gòu)表面均勻撒上磁粉，最后在光照下仔細(xì)觀察磁粉在鋼結(jié)構(gòu)表面的分布情況：如果磁粉均勻分布，則說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題；如果磁粉不規(guī)則或斷斷續(xù)續(xù)分布，則說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)存有裂縫或者缺陷。有損的鋼結(jié)構(gòu)磁化程度和無(wú)損的鋼結(jié)構(gòu)磁化程度在著較大差異。因此，磁粉探傷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以幫助檢測(cè)人員比較直觀地、快速地檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問(wèn)題。磁粉探傷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有應(yīng)用比較簡(jiǎn)單、成本較低、無(wú)損性等優(yōu)點(diǎn)，它在鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)用的價(jià)值較高。

4.4 光纖檢測(cè)方法

光纖傳感器可用于檢測(cè)和傳輸光纖存儲(chǔ)技術(shù)的結(jié)構(gòu)故障，并將結(jié)構(gòu)特性轉(zhuǎn)換和直接發(fā)送到光學(xué)信號(hào)，以便直觀地檢測(cè)技術(shù)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的偵測(cè)技術(shù)相比，此技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如高干擾效能、高外部負(fù)載，以及由感應(yīng)器所產(chǎn)生的高腐蝕。它仍可在嚴(yán)苛的偵測(cè)環(huán)境中提供相對(duì)精確的偵測(cè)結(jié)果。此外，該傳感器重量輕，體積小，實(shí)用性強(qiáng)，但由于制造成本高，無(wú)法廣泛使用。

4.5 紅外線成像檢測(cè)技術(shù)

紅外檢測(cè)技術(shù)是一種新的檢測(cè)技術(shù)，用于檢測(cè)其質(zhì)量問(wèn)題，以檢測(cè)建筑技術(shù)中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性是否發(fā)生了變化。該技術(shù)通過(guò)紅外攝像機(jī)以電子方式存儲(chǔ)混凝土的連續(xù)紅外輻射信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷和損失的溫度場(chǎng)分布圖，并進(jìn)一步評(píng)估其質(zhì)量。紅外線掃描技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，它可以評(píng)估內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否損壞或未接觸到建筑，快速掃描不同的溫度場(chǎng)，并執(zhí)行遠(yuǎn)程掃描。

4.6 雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

目前，在水利工程質(zhì)量檢測(cè)中，雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用比較成熟。雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）雷達(dá)波穿透力十分強(qiáng)大。（2）檢測(cè)范圍大。它能夠檢測(cè)建筑工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至還能夠有效檢測(cè)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裂縫，這是其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)無(wú)法達(dá)到的優(yōu)勢(shì)。雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與紅外線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)都是無(wú)接觸的檢測(cè)方法。（3）對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑工程，雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也能發(fā)揮作用。雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以通過(guò)雷達(dá)波來(lái)探測(cè)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。雖然混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)影響雷達(dá)波的傳播速度，但是雷達(dá)波反饋信息能夠準(zhǔn)確反映混凝土內(nèi)部缺陷及損傷情況。雷達(dá)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)操作簡(jiǎn)單，在一般情況下，檢測(cè)人員只需要將雷達(dá)波發(fā)射至建筑體表面，根據(jù)雷達(dá)波發(fā)射的方向和速度變化，就能準(zhǔn)確判斷建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是否存在問(wèn)題。

4.7 自然電位法

自發(fā)電位法也是水利施工質(zhì)量檢測(cè)中常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。該方法通常采用高內(nèi)阻自發(fā)電位裝置進(jìn)行混凝土檢測(cè)，并用裝置界面中的雙電位差對(duì)鋼筋的腐蝕進(jìn)行評(píng)定。以水利工程為例，需要依次移動(dòng)飽和硫酸銅電極，并用該方法記錄檢測(cè)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。檢測(cè)完成后，可以看出區(qū)域陰影是腐蝕發(fā)生的地方。檢測(cè)人員可以用這種方法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)鋼筋的腐蝕情況，得到的檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

4.8 聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是一種常見(jiàn)的物理現(xiàn)象。當(dāng)材料或結(jié)構(gòu)受到外力或外力扭曲或破壞時(shí)，重力能以彈性波的形式釋放。這種現(xiàn)象稱(chēng)為聲輻射。噪音污染(AE)是固體內(nèi)部的故障或潛在故障，它是由外部環(huán)境的影響而自動(dòng)產(chǎn)生的。許多材料的聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度非常低。從聲波發(fā)射的彈性波會(huì)傳到材料表面這是一種很弱的機(jī)械振動(dòng)。借助敏感的電子技術(shù)、信息技術(shù)和信號(hào)處理手段，這種現(xiàn)象成為人們可以識(shí)別的信號(hào)。因此，我們可以解釋結(jié)構(gòu)性內(nèi)部故障的變化，并評(píng)估聲發(fā)射源的位置和位置。聲發(fā)射是一種動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)方法，在無(wú)損檢測(cè)設(shè)備(如超聲波或放射測(cè)試)中不可用。聲音發(fā)射的能量來(lái)自于物體本身。聲發(fā)射檢測(cè)可基本檢測(cè)和評(píng)估整個(gè)結(jié)構(gòu)的缺陷狀態(tài)；由于組件的幾何形狀不會(huì)限制在其他檢測(cè)方法有限的情況下的聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，因此，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)組件的內(nèi)部復(fù)雜性。

4.9 碳化深度測(cè)量法

在該檢測(cè)方法的實(shí)際應(yīng)用中，有關(guān)人員必須用電錘儀器對(duì)檢測(cè)位置進(jìn)行預(yù)處理，及時(shí)清洗沖壓過(guò)程中的粉末，然后將濃度約為1%的苯酐醇溶液倒入孔中。相關(guān)工人應(yīng)充分合理地利用碳化深度儀和測(cè)量滑塊測(cè)量變色表面和深度，碳化深度為最終測(cè)量指標(biāo)。為了充分保證增強(qiáng)保護(hù)層機(jī)構(gòu)和內(nèi)部部件數(shù)據(jù)的真實(shí)性，應(yīng)積極利用增強(qiáng)定位掃描儀器進(jìn)行操作。所有測(cè)量工作完成后，有關(guān)人員仍需整理分析最終數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析鋼橋面厚度的數(shù)據(jù)信息和混凝土碳化程度的信息。鋼鐵復(fù)蓋厚度指數(shù)較低時(shí)，鋼筋及其相關(guān)部件在水利工程后期運(yùn)行中極易腐蝕，難以充分保證水利工程的質(zhì)量和安全。

5、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

5.1 混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量測(cè)試

保留混凝土砌塊和現(xiàn)場(chǎng)鉆孔方法是最常用的強(qiáng)度校核方法。超聲變化與混凝土之間很難建立簡(jiǎn)單的線性數(shù)學(xué)模型，混凝土通常被認(rèn)為是彈性塑性同質(zhì)材料。由于混凝土構(gòu)件的復(fù)雜性和多樣性，超聲波檢測(cè)結(jié)果往往存在一定差異。超聲波傳輸速度直接關(guān)系到原料的質(zhì)量。即使原料相同，超聲波速度也因混凝土配合比不同而異。硅酸鹽等礦物補(bǔ)充劑含量越高，水泥細(xì)度越高，超聲波傳輸速度隨著補(bǔ)充劑細(xì)度的增加而提高，表明混凝土強(qiáng)度較高，與混凝土的實(shí)際情況相矛盾。此外，當(dāng)存在太多粗集料時(shí)，超聲波傳輸速度較快，因此檢測(cè)到的強(qiáng)度值較高。因此，為了提高混凝土強(qiáng)度校核的精度，應(yīng)應(yīng)用混凝土老化聲速、含水量聲速、振幅聲速、阻尼系數(shù)聲速和超聲波聲速混凝土等綜合多參數(shù)方法。

5.2 金屬結(jié)構(gòu)測(cè)試

對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查時(shí)，通過(guò)檢查防腐涂料，可以全面加強(qiáng)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部松動(dòng)和孔的檢查。從而可以通過(guò)結(jié)合具體測(cè)試數(shù)據(jù)確定金屬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并積極采取相應(yīng)措施確保金屬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。金屬結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)也可以通過(guò)焊接故障檢測(cè)方法進(jìn)行。與前者相比，焊接拉床檢測(cè)方法具有較高的應(yīng)用價(jià)值和檢測(cè)效果。因此，具體的質(zhì)量檢查要求相關(guān)人員首先在焊接故障檢測(cè)和檢查過(guò)程中定義質(zhì)量要求。項(xiàng)目檢查過(guò)程允許將相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)評(píng)估測(cè)試結(jié)果并報(bào)告結(jié)果。焊接故障檢測(cè)范圍更廣、更全面，可以充分反映水利工程檢測(cè)中存在的各種問(wèn)題，檢測(cè)過(guò)程更直觀、針對(duì)性更強(qiáng)。

結(jié)語(yǔ)：

水利工程是為了控制、利用和保護(hù)地表及地下的水資源與環(huán)境而修建的各項(xiàng)工程建設(shè)的總稱(chēng)。在水利工程中，大量應(yīng)用了混凝土結(jié)構(gòu)，采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以較好的檢測(cè)工程質(zhì)量。本文分析了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在水利工程中的可行性，探討了回彈法、超聲法、探地雷達(dá)法、聲發(fā)射法、紅外成像法等一系列無(wú)損檢測(cè)方法，分析了不同方法的原理，旨在指導(dǎo)工程實(shí)踐，促進(jìn)水利工程事業(yè)蓬勃發(fā)展。