水利工程试验检测常见问题研究
期刊: 建筑监督检测与造价 2026年第6期 DOI: PDF下载
摘要
关键词
水利工程试验检测;常见问题;优化措施
正文
引言:水利工程的试验检测结论是否真实可靠,在根本上关系到水利工程的质量效益。与传统的工程试验检测技术手段相比,引进物联网与云平台作为技术支撑的工程试验检测方案更符合实际需求。工程检测人员在准确识别复杂地质情况、设备运行隐患、隐蔽施工缺陷的基础上,指导水利施工部门整改现存缺陷,从而保障水利工程的最大化功能发挥。因此如何将试验检测手段应用于水利工程的全寿命周期,应成为水利工程实现可持续发展的关键。
1水利工程试验检测的重要性
1.1保障工程质量安全
对于水利工程加强试验检测的最重要目的就是保证水利基础设施的正常使用,在专门仪器设备的辅助下,技术人员能够准确评估水利工程的使用风险,并采取积极有效的措施加以防范。工程检测机构主要针对水利设施的运行状况、机械设备的使用性能、施工材料的结构缺陷等因素展开全方位的检测,旨在排查水利工程的常见质量问题,维护人员安全与财产完整性[1]。由此可见,水利工程的安全稳定运行在很大程度上取决于工程试验检测的技术方法采用,相关部门对此需要引发重视。
1.2提升工程经济效益
水利工程在区域水资源的优化配置方面发挥了突出的作用,水利工程的建设与运维部门不仅需要重视经济效益,而且更加需要关注水利工程在运行阶段的生态效益与社会效益。水利工程的试验检测工作深入开展,能够为水利工程的故障处置、结构修复、生态平衡恢复等工作提供科学数据支持,在保证工程质量达标的同时还可以节约水利设施的维护成本,推动水利工程的综合效益提升[2]。
1.3消除隐蔽结构缺陷
大型水利工程普遍表现为工期紧迫、隐蔽风险较多、工程质量要求高的特点,缺乏试验检测作为保障的水利工程容易发生重大事故。为消除水利工程的隐蔽结构缺陷,技术人员需要利用专门的设备仪器对其进行测试,以期在根源上解决水利工程常见的质量事故问题。例如,技术人员通过全面检查混凝土材料的和易性、坍落度等特征指标,从而能够准确评估水利工程潜在的使用风险,客观上降低了水利工程结构损坏的事故发生率[3]。尤其是在大体积水利工程的施工阶段,水利施工人员易存在疏忽或麻痹的心理,那么工程检测机构需要重点检验水利设施的结构缺陷问题。
2水利工程试验检测的实例
潴龙河治理工程(蠡县段)治理范围从博野蠡县界到高阳蠡县界,包括潴龙河主河道及陈村分洪道:潴龙河的主河道治理长度为35km,陈村分洪道的治理长度为22km。其中左堤堤线长36.98km,右堤31.16km。陈村分洪道左堤22.00km,右堤18.72km;主要工程内容包括:①堤防加高培厚:沿潴龙河蠡县段河道两侧堤防进行复堤,对现有堤防按照设计标准进行加高加固;②整修险工险段:对现状的12处险工中的10处进行改建加固,保护堤防安全;③河道主槽整治:对河道主槽局部狭窄进行开挖规整;④整修陈村分洪口门:对潴龙河分洪口门进行整修,实现分洪可控;⑤交通工程:结合现状堤顶硬化路面,对加高培厚段堤防及土质路面段堤防进行硬化,并结合堤防整治对上堤坡道进行整修,改建1条漫水路,新建8座生产桥;⑥穿堤建筑物:结合堤防整治,对不满足现有标准的王大引水涵闸进行拆除重建。
河道治理工程涉及到多种材料的使用,典型为干砌石、浆砌石、混凝土等。各种材料的质量性能对于河道岸坡的稳定性以及耐久性至关重要。基于以上因素的考虑,水利工程的试验检测人员采用物联网的自动传感仪器,集中针对水利工程的河道护岸及生态边坡展开地质勘察,并通过采集第一手的勘察数据得出工程勘察结论。河道治理工程的试验检测人员经过科学评估得出,该河道工程所在区域的地质情况存在复杂性,主要表现在淤泥土、粉质黏土、砂壤土的层次厚度较大,因此在频繁降雨的情况下易导致河道两岸边坡的基础结构发生沉降。在此前提下,相关部门设计并实施了因地制宜的河道整治方案[3]。
技术人员具体在实施水利工程的岩土检测阶段,正确保存岩土样品有助于检测结论的精准程度提升。在多数的情况下,经过现场采集的岩土体样本并不能够立即用于试验检测环节。因此技术人员需要将其放置于密闭的圆筒形状容器,并需要妥善做好相应的标记。还需将圆筒取样容器的空隙部分进行全面填充,以防止水利工程的岩土体样本受到污染[4]。加强针对岩土体样本检测空间的温湿度控制,以防表现为样本受潮的情况。例如,工程检测人员利用清洁的无纺布来包裹岩土体试样,并利用专门车辆将其运送至检测场所,进而能够有效保证水利工程的岩土体检测样本符合基本的测试要求。在自然气候干旱、降雨较少的时段,水利工程边坡部位的岩土密度相对较高,而降雨频繁时段的水利边坡岩土分布则较为松散。因此在实施钻芯取样的阶段,工程检测人员应重视岩土体样本的代表性,避免由于片面取样而导致最终的检测结果失真。技术人员还应当加强对于取样地点、时间、样本数量等指标的控制,在突破采样手段局限的基础上节约工程检测资源。
如下图,为M河道治理工程的试验检测现场:
图1:M河道治理工程的试验检测现场
3水利工程试验检测的技术手段
3.1钻孔取芯
钻孔取芯试验的工程检测技术手段,通常适用于水利地基测试或者混凝土结构测试。具体需要借助专门的钻孔辅助设备,进一步检测桩基混凝土的荷载极限值,从而评估水利工程桩基混凝土发生结构离析与胶结的潜在风险。工程检测人员在开展钻孔取芯测试的过程中,应遵守水利工程的试验检测规定,还需要结合实际情况来确定钻孔取芯的最佳间隔距离[5]。相关负责人员应妥善保存岩土体的钻孔检测样本,将其保存至指定区域,并应当尽快完成相应的检测工作。
3.2静载试验
对于水利工程的桩基础结构应采取静载试验的方式,工程检测人员通过全面测量竖向与水平方向的桩基荷载极限值,可以准确评估桩基础在特殊地质条件下的失稳发生率。具体需要关注岩土体的抗剪应力指标,采取因地制宜的方法归纳并总结桩基础结构在不同地质环境中的静载荷变化规律。工程检测人员还应当利用智能建模平台,做到全面模拟桩基础在不同时段以及不同地质条件下的静载变化曲线,将复杂、抽象的工程检测指标转化为直观的动态结构模型[6]。依据《砂浆、砌筑用混凝土的强度检验评定标准》,各组试块的平均强度不得低于设计强度,并且任意一组试块的强度不得低于设计强度的80%。同一标号或强度等级的试块组数大于或等于30时,20d龄期的试块抗压强度应不低于设计强度的85%。砂浆、砌筑用混凝土在设计28天龄期抗压强度大于或等于20.0MPa时,试块抗压强度的离差系数应小于0.18。
3.3建模测试
水利工程的试验检测流程较为复杂,技术人员可采用建构模型的方法。在计算机建模软件的工具辅助下,经过模拟得出地基岩土体、边坡混凝土结构等关键部位的荷载极限值,从而能够提供水利工程在设计与施工阶段的科学决策保障。当前时期的BIM建模工具已广泛应用于水利工程的试验检测,其能够模拟水利边坡结构、地基土体的动态变化规律,并能够从中归纳出水利工程的潜在安全隐患。例如在岩土体的热物性测试中,工程检测人员应关注水利边坡岩土体的热扩散系数、比热容、导热系数等指标;并需要结合“傅里叶导热定律”来评估水利边坡岩土体的稳定程度,对于预防水利工程的边坡失稳起到显著的作用。
如下表,为水利工程地基岩土体的热物性检测结果:
表1水利工程地基岩土体的热物性检测结果
类型 | 溶剂比热容 | 导热系数 | 检测结论 |
纯水 | 4.17 | 0.58 | 符合要求 |
空气 | 0.02 | 0.03 | 符合要求 |
矿物成分 | 1.94 | 3.59 | 符合要求 |
3.4回弹检测
回弹检测的技术手段一般来讲应用于水利工程的混凝土结构强度测试,采用回弹检测的实施方案能够显著提升数据准确度。回弹仪的弹簧装置能够驱动其达到指定的距离范围,然后弹性作用力传递给敲击机械设备,从而在混凝土表面形成弹性冲击作用。水利工程的检测人员还可以利用回弹检测的手段,做到准确评估混凝土结构的荷载变化规律性,从而建立动态的数字化分析模型。技术人员在利用回弹仪测定混凝土的结构强度时,需要校准仪器设备并合理控制环境温度与湿度的变化[7]。
4水利工程试验检测中的常见问题
4.1工程材料的质量不达标
水利工程的施工材料品质将会显著影响水利设施的可靠运行,缺乏施工材料检验的水利工程通常很难获得施工质量的保障。目前一些水利工程的试验检测人员未能集中开展施工材料的坚固度、耐久性、抗渗性等方面测试,导致水利工程存在隐蔽的材料性能缺陷。一部分工程检测人员在操作仪器设备的过程中缺乏规范性,并造成水利工程的材料检测结果与实际情况不符,从而增加了水利工程在使用阶段的安全隐患。
4.2检测流程缺乏全面性
缺少全面性的水利工程试验检测流程,易造成水利工程的材料检测或者结构检测结论存在重大错误,从而不利于水利工程在规划设计以及养护过程中的科学决策实施。浮于表面的工程检测流程不仅会浪费设备与资源,还会威胁到水利施工人员以及附近居民的人身安全。工程检测机构忽视增加前期的成本投入,对于现有的工程试验仪器未实现定期的维护或更新。由于以上因素导致的影响,就会导致一些水利工程的试验检测环节呈现出形式化的特点,违背水利工程的监督管理规定。
4.3忽视技术手段的创新
近些年来,水利工程的试验检测技术正在不断取得创新,集中体现在移动物联网、云计算、5G远程通信技术等方法的采用。但同时,一部分水利工程仍缺少精准可靠的智能检测设备,易导致水利工程的试验检测结果存在误差。局限于人工测量的水利工程检测方法表现为滞后性,已不能够适用于大型水利工程的质量监督管理。例如,水利工程的护岸结构存在面积大、安全隐患多的特殊性。工程检测机构一旦忽视了水利工程的质量缺陷评估,则有可能增加水利工程在使用阶段的重大事故风险。
4.4工程检测人员的思想认识滞后
现阶段的一些工程检测业务人员缺少必要的重视度,工程试验检测的实施过程流于形式。相关部门之间没有实现充分的信息共享,缺少跨部门与跨机构的协调沟通。缺乏机构协同的水利工程试验检测就会存在滞后性,也会增加水利工程的检测资源浪费,不符合精细化的水利工程检测理念。此外,一些水利工程的检测机构缺乏对于业务人员的培训、宣传与教育,导致工程检测人员无法准确掌握智能化与自动化仪器的操作流程,水利工程在试验检测方面的数智化水平无法实现明显的提升。
5水利工程试验检测的完善措施
水利工程的试验检测工作关系到人员与财产安全,还会对水利工程的使用寿命、运维成本等方面因素形成深远的影响。目前现状下的水利工程检测机制逐步获得改进,工程检测机构能够运用人工智能的辅助仪器予以实施,其中典型如物联网的传感检测设备。然而同时,水利工程的隐蔽施工缺陷仍普遍存在,相关部门对此需引发充分的重视,遵循因地制宜的工程试验检测指导思想。基于此,完善水利工程的试验检测机制应体现在如下要点:
5.1源头管控,注重调研
水利工程的质量安全隐患只有实现了全面排查与彻底解决,那么水利工程的可靠运行才会获得更好的保证。具体需要加强针对水利工程所在区域的地质调研,工程检测机构应安排专业人员负责前往水利施工场地展开详细的考察,以期能够准确把握水利工程所在区域的特殊地质条件。工程检测机构应坚持源头防控的指导思想,集中针对水利工程常见的质量缺陷实施动态化的防控,充分发挥现场勘测作业应有的价值[8]。工程检测人员还应当全面采集第一手数据,从而为水利工程的方案设计提供决策支撑,明确水位、流速、压力等特征指标。
5.2健全机制,明确责任
水利工程的试验检测应体现规范化与精细化的转型,工程监管部门应结合实际需求加以完善,建构可行性最佳的工程试验检测机制。完善配套性的规章制度,明确工程检测人员应承担的职责,并需要突破传统意义上的机构局限。工程检测机构人员应进一步加强针对施工材料的质量缺陷排查,并应当定期检查水利施工中的机械设备是否存在重大的运行风险。相关负责人员在明确工程检测责任的前提下,应重视水利工程检测实施中的反馈信息,采取动态改进的做法来完善现有的工程检测方案。水利工程的试验检测机构应加强人才激励,提升业务人员的综合素养。
5.3改进方法,动态评估
工程试验检测的技术手段亟须实现突破,创新水利工程现有的试验检测方法,为水利工程的安全使用打下良好的基础。目前广泛应用的工程检测手段主要为无损检测等,技术人员应充分利用自动传感设备,并通过建构三维模型来评估水利工程的潜在质量缺陷。在物联网的技术原理下,采取全天候的水利工程运行测试方案,从而能够有效防止水利工程的隐蔽缺陷以及不利后果形成。将信息技术手段引进水利工程的材料检测、设备检测、结构检测等领域,还应当体现在预防隐蔽施工缺陷,尤其是对于水利工程的混凝土施工以及桩基施工等特殊环节而言。水利工程的检测部门应当结合采用多种不同的检测方法,从而在远程自动传感仪器的支持下,获得全面准确的检测数据。如采用回弹法与超声波检测相结合的技术手段,充分利用超声波的反射接收装置来评估水利工程混凝土结构的龄期、泊松比、回弹强度、耐久性与抗渗性等指标,并能够计算得出混凝土结构的安全隐患所在部位。工程检测部门应充分重视回弹检测方法与相关检测技术手段的结合采用,并需要考虑水利工程混凝土主体结构的常见运行风险。
5.4调整思维,增进协作
水利工程的试验检测目前需要进一步加强针对专业人员的培训及教育,敦促其牢固树立精细化的工程检测理念。增进相关业务人员之间的沟通协调,主要针对水利工程常见的检测难点展开深入研究;并应当充分利用计算机数据库的信息共享平台,促进水利工程在试验检测领域的资源优化配置。例如在检测混凝土结构缺陷的实践中,工程检测人员主要采取无损检测的实现方案,并配合采用物联网传感器的远程自动探测仪器。相关负责人员应准确把握工程试验检测的意义,着力培养工程试验检测人员的责任感,延长水利工程的使用寿命。
结束语:
综上所述,水利工程试验检测可以起到防范安全事故的重要作用,对于水利工程的综合效益提升具有不可忽视的影响。近些年来,水利工程的试验检测技术方法日趋成熟与完善,但是总体上仍存在有待解决的问题。因此为了进一步发挥工程试验检测的功能,最关键的就是要健全配套制度体系,明确相关部门在工程试验检测全过程中的责任;并需要充分利用人工智能的辅助建模工具,将水利工程的实体结构转化为动态三维模型,加强针对水利工程隐蔽缺陷的监督控制。
参考文献:
[1]梁华鹏.水利工程无损检测方法创新及实践应用研究[J].中国品牌与防伪,2025(10):174-176.
[2]屈鑫平.水利工程中混凝土检测试验及其质量标准化控制的措施[J].大众标准化,2025(14):108-109+112.
[3]庄海波.水利工程中微膨胀混凝土配合比参数试验确定[J].黑龙江水利科技,2025,53(06):41-44.
[4]屈鑫平.水利工程现场原材料试验检测方法研究[J].水上安全,2025(10):139-141.
[5]匡斌,张超.关于水库除险加固工程试验检测的探讨[J].工程质量,2024,42(S2):140-143.
[6]于大力.水利工程现场试验检测问题及措施[J].石材,2024(10):98-100.
...