引水隧洞压力脱空检.doc

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1、引水隧洞压力脱空检测（四川升拓检测技术有限责任公司，四川成都610045）摘要：许多发电站为加强和规范水工建筑物日常检查观测及运行管理，按水电站相关管理要求，对水工建筑物均需进行质量检测。今天我们谈谈对发电站引水隧洞压力脱空的检测方法。由四川升拓检测技术有限责任公司研发生产的预应力混凝土梁的无损检测系统SCE-MATS中也包括了针对混凝土质量的测试技术。其中，能够准确、快速地测试混凝土的结构脱空是重要的特点。相关关键词：发电站混凝土质量检测，引水隧洞压力脱空检测，混凝土结构脱空检测，钢管混凝土脱空检测。一、工程背景及检测要求1.工程背景对于有压引水隧洞，其内压很高，

2、可达数MPa，往往需要由钢质管与周围的混凝土壁共同承担。因此要求钢管与混凝土之间紧密粘结。另一方面，如果钢管与混凝土壁之间出现脱空现象，会造成钢管的应力恶化以及不均匀变形，严重时还可能造成钢管的破损。此外，对于混凝土面板等结构，脱空也会影响面板的受力状况，严重时也会造成面板的破损，并引起漏水等事故。1）竖井检测本工程检测工作内容包括3条竖井（1#～3#），每条竖井钢管段均长为126.5m。，竖井段总长为379.5m。钢管内经为5.7m，钢管壁厚为18～36mm，钢管与围岩距离为0.5m（即混凝土衬砌厚度为0.5m）。断面图如下。竖井段断面图1）平洞检测本检测工程包括

3、6条高压平洞，每条平洞约为360m,总长约为2160m，钢管内经为5.7m，钢管壁厚为22～36mm，钢管与围岩距离为0.65m（即混凝土衬砌厚度为0.65m）。断面图如下。高压平洞段断面图2.检测分辨率要求该检测对象长度长，规模大，同时结构重要性高。检测分辨率要求与测试效率、测试成本均有密切关系。因此，合理确定检测分辨率是有必要的。根据结构的重要性，并结合相关资料和工程经验，对脱空的规模作出如下定义：表脱空规模脱空面积/厚度<20mm20~50mm>50mm<0.5×0.5m(0.25m2)微小微小轻度0.25~1.0m2微小轻度严重>1.0m2轻度严重严重3.检

4、测方案综合考虑检测效率和分辨率要求，提出结合打声（声振法）和弹性波雷达扫描（EWR）的检测方案。即检测分2阶段进行：第1阶段：脱空的有无及位置的定性快速测试采用打声法，即用激振锤击打钢管内表面，通过击打声响的频率、持续时间以及声响的声强来定性地判断脱空的有无。1）激振锤：通过模型试验优化；2）击打间隔：纵横向0.5m间距；3）击打次数：每测点击打2次；4）信号拾取：测试人员的听力；5）判定方式：人工判断，并通过模型试验积累经验；第2阶段：脱空的有无及厚度详细检测采用测试仪器，对第1阶段测试有脱空可能的区域利用EWR进行详细检测，并对脱空的厚度进行检测。1）激振锤：通

5、过模型试验优化；2）击打间隔：纵横向0.25m间距；1）击打次数：每测点击打2次；2）信号拾取：采用传感器拾取振动信号；3）判定方式：结合模型试验积累的数据，利用分析仪器解析判断；二、使用产品混凝土多功能无损测试仪产品型号：SCE-MATS-S产品平台：小型一体化平台产品技术参数：1.平台：小型一体化平台2.操作系统：windows3.工作温度：-10～50℃4.采样精度：浮点插值补偿至24位5.最大采集频率：500KHz,可调6.最小采样间隔：2us，可调7.最大采集点数：20,000个,可调8.显示/分辨率：液晶显示1024*7689.测试信号：振动加速度信号1

6、0.噪声处理：平滑/LPF/BPF/HPF/合成增幅，采用消减冲击弹性波激振残留信号以识别反射波信号的方法11.频谱分析：FFT/MEM/相关分析12.统计处理：各种平均、偏差处理以及异常信号的自动抽取13.信号处理：积分处理、频谱分析、相关分析、积算处理1.图形处理：等值线、浓淡图、弹性波雷达扫描（EWR）、层析解析（CT）、快速平面成像（QPG）、3维切片技术(3DS)2.混凝土材质测试范围：试件（最小0.1m）、构件（最大150m）3.混凝土材质测试方法：单面反射法（P波/瑞利波法）、单面传播法/瑞利波法、双面透过法、打球法4.混凝土缺陷测试范围：表层-10m

7、5.混凝土缺陷测试方法：弹性波雷达扫描（EWR）、层析解析（CT）、打球法、打声法、诱发振动法6.厚度及尺寸测试范围：0.1-10m（通常条件）7.厚度及尺寸测试方法：单面反射法（重复反射、单一反射）8.混凝土裂缝深度有效测试范围：最大2m左右9.混凝土裂缝深度测试方法：传播时间差法（Delta法、修正BS法）、相位反转法、表面波法10.同幅表示最大波形条数：30011.通道数：2（采用VMC技术，可将通道数扩展为32）12.无线操控系统三、模型试验为了验证检测方法并取得脱空的阈值，建议进行模型试验。即用混凝土块浇筑与现场压力管道相似的模型，并预设脱空。脱空区域