水利工程混凝土澆筑質(zhì)量無損檢測與缺陷修復(fù)技術(shù)

混凝土作為水利工程核心建筑材料，廣泛應(yīng)用于大壩、溢洪道、輸水隧洞等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，澆筑質(zhì)量是決定工程整體性能的核心因素。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)憑借無需破壞結(jié)構(gòu)、檢測效率高、數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣等特點，已成為水利工程混凝土質(zhì)量檢測的主流方式[1]。同時，針對檢測發(fā)現(xiàn)的缺陷，需結(jié)合缺陷類型、位置、規(guī)模及工程運行要求，選擇科學(xué)合理的修復(fù)技術(shù)，確保缺陷處理徹底，恢復(fù)結(jié)構(gòu)性能。

一、 水利工程混凝土澆筑質(zhì)量無損檢測技術(shù)

（一）超聲回彈綜合法

超聲回彈綜合法是基于超聲波傳播速度與混凝土強度、密實度的相關(guān)性，結(jié)合回彈值反映混凝土表面硬度的特性，實現(xiàn)對混凝土強度與內(nèi)部質(zhì)量的綜合檢測。該技術(shù)通過在混凝土表面布置超聲換能器，發(fā)射并接收超聲波，記錄聲波傳播時間計算傳播速度；同時使用回彈儀檢測混凝土表面回彈值，依據(jù)規(guī)范建立的超聲速度 - 回彈值 - 混凝土強度關(guān)系曲線，推算混凝土強度等級。

在水利工程應(yīng)用中，超聲回彈綜合法適用于大壩壩體、閘室底板等大體積混凝土結(jié)構(gòu)，可檢測混凝土強度均勻性、內(nèi)部空洞、裂縫等缺陷。操作時需注意混凝土表面平整度，對不平整表面進行打磨處理，確保換能器與回彈儀探頭貼合緊密；檢測點位應(yīng)避開鋼筋密集區(qū)、預(yù)埋件位置，避免金屬構(gòu)件對超聲波傳播的干擾；同時控制檢測環(huán)境溫度，溫度過高或過低時需對檢測數(shù)據(jù)進行修正，確保結(jié)果準確性。

（二） 雷達檢測技術(shù)

雷達檢測技術(shù)利用高頻電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度與反射特性差異，實現(xiàn)對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無損檢測。檢測時雷達天線向混凝土內(nèi)部發(fā)射電磁波，電磁波遇到混凝土與空氣、水分、裂縫等界面時產(chǎn)生反射信號，通過接收反射信號并分析其傳播時間、幅度與頻率變化，可判斷混凝土內(nèi)部是否存在空洞、疏松、裂縫及鋼筋分布情況。

該技術(shù)在水利工程中多用于輸水隧洞、涵洞等封閉或半封閉結(jié)構(gòu)的混凝土質(zhì)量檢測，具有檢測速度快、分辨率高、可連續(xù)掃描等優(yōu)勢。應(yīng)用時需根據(jù)混凝土厚度選擇合適頻率的雷達天線，厚體混凝土選用低頻天線以增加探測深度，薄壁結(jié)構(gòu)選用高頻天線提高缺陷分辨率；檢測前需清除混凝土表面雜物，減少表面干擾信號；對檢測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，消除背景噪聲與天線耦合干擾，通過圖像反演技術(shù)生成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖，精準定位缺陷位置與規(guī)模。

（三）聲發(fā)射檢測技術(shù)

聲發(fā)射檢測技術(shù)基于混凝土內(nèi)部缺陷產(chǎn)生與擴展時釋放能量引發(fā)彈性波的原理，通過接收并分析這些彈性波信號，實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的實時監(jiān)測。當(dāng)混凝土受荷載作用或環(huán)境因素影響，內(nèi)部裂縫擴展、空洞閉合等過程會產(chǎn)生聲發(fā)射信號，利用聲傳感器捕捉信號，分析信號的幅度、頻率、持續(xù)時間等參數(shù)，可判斷缺陷的活動性與嚴重程度。

在水利工程中，聲發(fā)射檢測技術(shù)常用于大壩蓄水期、機組運行期等動態(tài)工況下的混凝土結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測，可實時預(yù)警裂縫擴展、結(jié)構(gòu)損傷等風(fēng)險。操作時需合理布置傳感器陣列，確保覆蓋檢測區(qū)域關(guān)鍵部位；根據(jù)檢測目標設(shè)定信號閾值，過濾環(huán)境噪聲干擾；對檢測數(shù)據(jù)進行實時分析與存儲，建立聲發(fā)射信號與缺陷發(fā)展的關(guān)聯(lián)模型，為工程運維提供動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)支持。

（四）紅外熱成像檢測技術(shù)

紅外熱成像檢測技術(shù)通過檢測混凝土表面溫度場分布差異，間接判斷內(nèi)部質(zhì)量缺陷?；炷羶?nèi)部存在空洞、裂縫、含水率異常等缺陷時，缺陷區(qū)域與正常區(qū)域的熱傳導(dǎo)性能不同，在外界溫度變化或內(nèi)部熱源作用下，表面會形成溫度差，利用紅外熱像儀捕捉這種溫度差并生成熱成像圖，可識別混凝土內(nèi)部缺陷位置與范圍。

該技術(shù)適用于水利工程混凝土表面及近表面缺陷檢測，如閘墩表面裂縫、溢洪道混凝土碳化層厚度評估等。應(yīng)用時需選擇合適的檢測時機，避免強光直射、強風(fēng)等環(huán)境因素對表面溫度場的干擾；檢測前讓混凝土結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定溫度環(huán)境，確保缺陷區(qū)域與正常區(qū)域的溫度差充分顯現(xiàn)；對熱成像圖進行灰度分析與溫度標定，結(jié)合混凝土熱傳導(dǎo)系數(shù)，推算缺陷深度與規(guī)模，為后續(xù)修復(fù)提供依據(jù)[2]。

二、水利工程混凝土常見缺陷修復(fù)技術(shù)

（一）裂縫修復(fù)技術(shù)

混凝土裂縫是水利工程最常見缺陷，根據(jù)裂縫寬度、深度與滲水情況，可采用表面封閉法、壓力注漿法、粘貼加固法等修復(fù)技術(shù)。表面封閉法適用于寬度小于 0.2mm 的微裂縫，通過在裂縫表面涂抹環(huán)氧樹脂砂漿、聚合物水泥漿等封閉材料，阻止水分侵入與裂縫擴展。操作時需清除裂縫表面灰塵、浮渣，使用鋼絲刷打磨表面，確保封閉材料與混凝土表面緊密結(jié)合；涂抹材料時控制厚度均勻，必要時采用多層涂抹，增強封閉效果。

壓力注漿法適用于寬度大于 0.2mm 的裂縫及深度較大的內(nèi)部裂縫，利用注漿泵將水泥漿、環(huán)氧樹脂漿液等注入裂縫內(nèi)部，填充裂縫空隙并形成粘結(jié)力，恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)整體性。施工前需對裂縫進行清理，使用高壓水沖洗裂縫內(nèi)部雜物；布置注漿孔與排氣孔，孔距根據(jù)裂縫寬度確定；選擇合適的漿液配比，控制注漿壓力與流量，確保漿液充分填充裂縫，注漿結(jié)束后及時封堵注漿孔，養(yǎng)護至漿液達到設(shè)計強度。

（二）空洞與蜂窩修復(fù)技術(shù)

混凝土澆筑過程中振搗不密實易產(chǎn)生空洞、蜂窩等缺陷，此類缺陷會降低結(jié)構(gòu)承載能力與抗?jié)B性能，需根據(jù)缺陷體積與位置選擇對應(yīng)的修復(fù)技術(shù)。對于體積較小的表面蜂窩，采用局部修補法，先剔除缺陷區(qū)域松散混凝土，直至露出堅實基層，使用高壓水沖洗干凈后，涂刷界面劑增強粘結(jié)性，再采用高強度水泥砂漿分層回填壓實，每層壓實厚度不超過 50mm，養(yǎng)護期間保持表面濕潤。

對于體積較大的內(nèi)部空洞，采用開倉修復(fù)法，根據(jù)空洞位置與深度開鑿梯形或矩形修復(fù)槽，槽壁坡度控制在 1:0.5~1:1，避免應(yīng)力集中；清除槽內(nèi)松散混凝土與雜物，布置錨固鋼筋增強新舊混凝土結(jié)合；采用補償收縮混凝土或自密實混凝土進行回填，澆筑過程中分層振搗密實，確?；炷僚c舊基層緊密結(jié)合；澆筑完成后覆蓋保濕材料養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于 14 天，確保修復(fù)部位強度達到設(shè)計要求。

（三）表面缺陷修復(fù)技術(shù)

混凝土表面常見缺陷包括露筋、麻面、磨損等，此類缺陷雖對結(jié)構(gòu)強度影響較小，但會降低混凝土抗碳化、抗侵蝕能力，需及時修復(fù)。露筋修復(fù)需先清除鋼筋表面銹蝕層，使用鋼絲刷與除銹劑處理鋼筋，剔除周圍松散混凝土，涂刷鋼筋防銹涂料；再采用聚合物水泥砂漿回填，確保砂漿包裹鋼筋，表面壓實抹光，養(yǎng)護期間避免碰撞與水分流失[3]。

麻面修復(fù)需將表面不平整區(qū)域打磨平整，清除表面浮灰，涂刷界面處理劑；采用與原混凝土顏色相近的水泥砂漿或膩子分層修補，每層厚度控制在 2~3mm，修補后使用砂紙打磨光滑，確保表面平整度符合規(guī)范要求。對于水流沖刷導(dǎo)致的表面磨損，采用耐磨修補材料，如金剛砂混凝土、聚合物耐磨砂漿，修補前對磨損表面進行拉毛處理，增強修補材料與基層的粘結(jié)力，提高表面抗磨損性能。

三、結(jié)語

 無損檢測技術(shù)憑借非破壞性、高效性的優(yōu)勢，實現(xiàn)了混凝土質(zhì)量的全面精準評估，為缺陷識別與定位提供了可靠依據(jù)；而針對性的缺陷修復(fù)技術(shù)，結(jié)合材料科學(xué)與施工工藝的發(fā)展，能夠有效消除混凝土缺陷，恢復(fù)結(jié)構(gòu)性能。水利工程建設(shè)與運維單位需加強對無損檢測與缺陷修復(fù)技術(shù)的實踐應(yīng)用，通過規(guī)范技術(shù)操作、優(yōu)化管控流程，將質(zhì)量管控貫穿工程全周期，確保水利工程長期安全穩(wěn)定運行。

文章來源：《產(chǎn)品可靠性報告》http://00559.cn/w/kj/32519.html