锚杆无损检测技术在水利工程中的应用

锚杆无损检测技术在xx水电站支护工程中的应用1引言xx水电站左岸上游建筑物永久边坡设计坡比4:1,最大垂直高度187m,支护面积60230m2,各类锚杆和锚桩共计16664根,为确保锚杆和锚桩施工质量,必须在接近垂直的高边坡上完成其锚固质量检测工作,以往采用的锚杆拉拔仪远不能满足这样的施工要求,无损检测仪的使用无疑解决了这一施工难题。2锚杆拉拔仪和无损检测仪的比较全长粘结锚杆的握裹水泥砂浆的灌注饱满与否,是锚杆能否按设计要求起作用的重要指标,传统的方法是用拉拔力来检查,系列锚杆拉拔仪均是由手动泵、中空液压缸、智能数据处理器、带快速接头的高压油管、锚具和手提便携箱组成，适合现场使用，操作简单，易学易用，但其缺点也是显而易见的：首先，拉拔力检测范围局限性大，拉拔仪一般只能检测直径φ6～φ25的锚杆，测值范围也有相应的限制；其次，拉拔仪不能检测并束锚桩；再者，拉拔过程需手动加压，人工安装锚具，如果工作面狭小，或锚杆外露长度过长或过短都将使操作变得非常加困难；另一重大缺点就是拉拔检测属于破坏性检测，这种检测手段既费工又费时,对加固的岩体也产生较强的扰动,降低了锚杆对围岩的加固作用。锚杆无损检测仪的采用，解决了拉拔仪的不足之处，对锚杆直径、锚深、锚杆外露长度均无限制，也能检测并束锚桩，更适合于现场操作，施工现场只须平稳放置检测仪即可进行操作，速度快，精度高，采集的数据可在后方用专用软件进行自动分析，有直观的波形图像，为大量的锚杆检测工作提供了一种便捷、可靠的技术手段。2基本原理我局在xx水电站使用的是武汉博石科技有限公司的BS-I型锚杆锚固质量检测仪，仪器包括：主机、超磁换能器、接收换能器和储能盒。锚杆检测方法有多种，最常用的检测方法是利用锚杆的螺纹钢外露端，在其端部安放发射换能器和接收换能器，紧贴在锚杆的端头平面上，若锚杆端头不平，可用黄油膏耦合，以加强信号传递。超磁换能器发射的声频应力波沿锚杆传播，部分能量通过浆体进入岩石，波幅要小。波在锚杆的里端发生反射，反射波将由锚杆外端的换能器接收记录。如果锚杆周围浆体完全填满，亦即质量好时，反射波和幅度就比灌浆质量不足或不良时衰减得更多。所以灌浆良好的情况下，反射波的的幅度比灌浆质量差的情况要小。因为螺纹钢的介质均匀，速度一定，对检测结果比较简单，且信号比较稳定，这大大提高了检测结果的精度和准确性。锚杆检测时一般采取在外露钢筋端部进行端发端收的观测方式，检测锚杆锚固质量的数据进行弹性波波动理论的数据处理和分析，根据接收到的弹性波波形特征，对锚杆的锚固质量作出分类评价，其评价标准见表1。表1锚杆锚固质量弹性波检测分类评价表涌波形特征蚊锚固状态运锚固质量分类刃波形规则，堪没有反射波超密实累优巷波形较规则，齐一个小的反射父波鞋局部欠密实挺良好给波形欠规则，胖一个大的或多夸外小的反射波述局部不密实或王空浆堡一般态波形不规则，追许多大的反射败波弄多处不密实或混空浆宽差根据波的发射与波的反射时间差，可计算锚杆长度。分析反射波的幅度和相继的反射信号，就可以根据标定实验判别锚杆的质量情况。3工作方式BS-I锚杆检测仪提供的发射方式为超磁发射采集工作方式。采用超磁方式单次发射，操作人员2名，分别操作主机和传感器布局。可以单发单收，也可以单发多收，主要用于大范围的无损检测。锚杆检测工作方式见图1。4应用实例下面是无损检测技术在xx水电站左岸高边坡支护工程中的应用实例。涂实氏例芬1员实测波形分析押：如鲁图栋2泡，信号是经过弓滤波处理、归猜一化处理后的术结果，测得锚像杆长度为汪4.5m分,吹饱和度仔为防95%猴,班可以看出除了见首波妨波撒幅值比较大之节外布,绕首波到底端反花射之间的波幅肢值都较傻小唯,垄没有大的异街常信,论说明该锚杆裂灌注密妇实汪,弟锚固质量寨“晌优自”值。但实表例屠2渣实测波形分析失：如馆图也3喂，测得锚杆长鞭度为两7.5m牢,井饱和度隙为纷90%缝,绞可以看出除了练首波局波苹幅值比较大之们外参,附在接近锚杆底盾部年,贝有一访波幅断相对较小的反散射晓波荷,弓其它部位捏没有大的异镇常垂,脂说明该锚杆灌燕注局部欠密宏实衫,下锚固质战量锐“堪良好今”节。谈实紫例千3筑,帽为锚桩检测波凯形杰图姻,缠实测波形分析催：如拍图领4从，测得锚桩长汤度为剂12m买,穴饱和度勺为婶87%遗,翅可以看出落在冷首波之漫后音,拣沿幻锚桩长度方向猪,繁有多组波幅晨较小的反射死波敏,柜说明该锚兽桩盏灌注局部信不亡密实少或空胖浆客,声锚固质跟量变“挑一般插”眯。殊5迟耍应用听效果分析茎5.1画司锚杆无损检测卸技术使用范围鲜广唱,奖在现场可检测聋各种规格、各忽种锚固深度、驼不同倾角的锚晶杆和锚桩吧,府而以前的锚桩牺锚固质量是靠梯钻孔、锚径筋汇桩安装、灌浆稍等工序质量综膀合加以判定，促缺乏一定的可棕靠性降,沟无损检测仪的透使血用使这些湿支护类型闯的锚固质量检谱查均以一种科财学、可靠的技不术手段得以实粥现肤。电5.2坡他非破坏性检测增使得被检测锚很杆或锚桩的锚预固力不致破坏谨，原有的锚固映作用没有任何陕削减，这避免娇了以往拉拨检座测等破坏性检治测方式造成的辱费用损失卖。此外，无损殿检测速度快，摇操作人员少，姥使忧质量检查职环节的成本费阶用显著降低愁。陈xx莫水电摘站希JZ-II良I盘标左岸上游建卸筑物基础及边穿坡开挖工程使汉用无损检测技端术节约的季人工费用对比典如偏表房2柳。追炸缠表功2原挣无损检测廊与拉拨检测人荒工费用对比进表掠类型爷规格进根数雷检测众次数权拉拨检测妨无损检测蹈节约费用宪（罗元纲)菠操作人员（人名）对测时止(h轿/粱次誓)阶人工费（元）悲操作人融员（人）棵测时住(h佣/腿次口)蜻工时费消（元）她系统锚杆遍Φ绕2编8叶，费L=店4.5m聚,州入岩瘦4.0m跪581欠15当3躺1.5有502搅2糊0.25肿56择446壳系统锚杆伙Φ粱2掘8定，祝L=纹4.5m静,厚入岩辟4.4m拢9302钳233缝3形1.5浮7801惠2迫0.25庄867胸6934辜系统锚杆亿Φ烤2吸8休，密L=卖7.0m幻,贝入岩尘6.9m浙5037李126舞3跨1.5旗4218袭2梁0.25率469扎3749歇随机锚杆裤Φ额2求8时，培L=刘7.5m榆,辨入岩知7.4m矩8庄1弹3柴1.5杰33钳2汗0.25池4裙29寺系统锚杆毫Φ饲2疑8吼，继L=揭3.5m净,丢入岩迁3.4m餐479脉12叠3乏1.5虏402阿2你0.25喉45冷357鹊随机锚杆索Φ疾2意5渣，乒L=努4.5m宅,疯入岩饥4质.4m含8惭1贸3群1.5倾33督2售0.25慰4扶29米合计魄/敢/茄=SUM(A壤BOVE)俊编12989株/臣/锁=SUM(A东BOVE)穷炉1445乡=SUM(A耍BOVE)苦嫌11544株注咬:线工时费用按合工同嚼熟练工声单砌价锈7.4究4易元隔/租工时计取白，测时膛为现场统计平座均数值。坏5.动4蚂无损检测舟注意事项厨5舒.喘4.1凑馋检测准备播5协.1.1平娃操作思人员培训危无损检测仪在烟正式使用扯之前，奏由厂家技术人乓员围对生现场操作筒人员进行技能嚷培训，使其了确解篇仪器属基本暴原理深、使用方法和难仪器维护、配护套软件的应用岗等循事项，押现场实地演练雄，今对达到要求的格操作人员方可去允许参加正式理检测径工作廊。衡5絮.1.2霞帆发射换能器采臂用超磁材料组碌成害,登超磁材料属于甜昂贵并易碎材咬料抵,蠢虽然经过一定聚程度的加强处巧理三,逃但严禁碰撞和占震动。巾检测仪主机机斯箱为钢制，不秘宜长期放置于伤潮湿环境中，授以免工作不正跳常。伍5它.1.3创怖检测工作一般询在高边坡进行牵，需要检测的撒锚杆由监理和恐质检人员随机辆指定，所以斤保证人员和仪伶器安全架是检测工作中菜需要特别注意然的事项。钻5.1.驴4嘉莫随着无损检测挪技术的大范围扣应用，屈由之而来的工销程锚杆锚固质止量的无损检测婆技术标准与规孝范蜘也板将相继距问世历，汤如俗《锚杆锚固无声损检测技术规捞范》促、净《水电水利工凭程锚杆施工无苹损检测技术规通程》裂等，在今后的氏施工中，敬要严格按照相暴关的行业标准坚进行操