水工试验监测新技术研究

水工试验监测新技术研究

蒋晶晶

中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌443000

摘要：近年来，我们国家不论是在经济亦或是社会层面都取得了非常显著的成就，同时这种发展给国家的各个领域和行业的进步提供了动力，在此背景之下，我们国家的水利事业发展迅速，相应的施工工艺也在不断创新。为了使水利工程的质量得到保证，同时也为了延长水利工程的使用寿命，定期对水利工程的质量进行检查是十分必要的，不仅能够提高水利工程运行的安全性，同时也能积累相关的检测技术，对于我国工程检测技术的发展有着十分重要的作用。基于这样的背景之下，本文对水工实验检测新技术在水利工程检测当中的运用情况进行了分析，探讨了三维激光扫描技术和无损质量技术检测技术，以此指导相关工作的开展。

关键词：水工实验检测；新技术；研究

前言

作为水利项目建设工作中非常关键的构成要素，水工试验监测新技术的研究有着极其重要的存在价值和意义。只有确保监测效果良好了，才能够保证项目总体品质有保证。因此，与之相关的质量检测工作就开始受到人们的广泛关注。通过分析当前的发展情况可知，我们国家在该方面已经展开了相应的研究工作，不过由于社会的发展，人们对于项目质量的要求更加严格，使得当前的水工试验检测技术已经无法适应形势发展需要了。因此，我国水利工程领域应该加强对水工试验监测质量检测技术的重视和研究，同时在不断的研究中逐渐将质量检测技术的研究纳入到水利工程领域研究的一个重要课题，从而提高水利工程中工作完成的质量。

1三维激光扫描技术

1.1技术概述

三维激光扫描技术利用激光测距的原理，记录物体表面点的三维坐标及反射率等信息，从而在复杂实体或实景中重建目标的全景三维数据及模型，它区别于传统的单点定位测量技术，是测量数据采集的革命性技术突破。三维激光扫描系统包括三维激光扫描仪、数码相机、数据处理平台、电源及其它附件设备等，是一种新型的空间信息获取方法，利用三维激光扫描技术，最大限度地反映目标实体的真实情况，在任何复杂的环境或地理空间均可以进行实时扫描，直接实现各类实体或实景三维数据的完整采集，快速且完整地重新构建出目标实体的三维模型。而且可对采集的三维激光点数据进行各种处理分析，包括测量、分析、模拟、监测、虚拟现实等操作。三维激光扫描系统的工作过程，实际上就是一个不断重复的数据采集和处理过程，它通过具有一定分辨率的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物体表面的采样结果。

1.2三维激光扫描技术原理

三维激光扫描技术是对确定目标的整体或局部进行完整的三维坐标数据测量，即高精度扫描测量，进而得到完全的、连续的、关联的全景点坐标数据，这些连续的点数据叫作点云，能够真实描述目标的整体结构及形态，从而将获取目标的线、面、体、空间等三维实测数据进行高精度的三维重建。三维激光扫描仪的主要构造包括高精度的激光测距仪和伺服马达转动仪器，其能够以均匀角速度转动。扫描的过程是扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经过目标物体表面漫反射再回到三维激光扫描仪的接收器，扫描的结果是获得所测目标物体的距离。角度。精密时钟控制编码器同步测量激光脉冲横向及纵向扫描角度观测值，即得到目标物的线面等外表特征量的精确测量。三维激光扫描仪的坐标系统如图一所示。

图一三维激光扫描仪坐标系统

1.3三维激光扫描技术特性

三维激光扫描技术利用激光的特点和优点进行实物或实景扫描，其具有以下一些特性。一是三维激光扫描技术对扫描目标实物不需要进行任何处理，采用非接触扫描方式直接获取目标的三维数据信息，且采集的数据真实可靠。二是采用三维激光扫描仪的采样点速率最高可达到数百万点每秒，数据采样率高。三是三维激光扫描仪扫描过程中不受扫描环境的时间和空间的限制，实现全时全域测量。四是三维激光扫描技术采集的数据是数字信号，具有全数字特性，方便数据处理。转换。输出和共享，数据的数字化和兼容性强。五是三维激光扫描技术具有扫描数据高速、高精度、高分辨率的特点，可获取海量的点云数据，目标扫描实现高密度采集。六是可与GPS系统配合使用，大大提高了三维激光扫描技术的应用范围，切实提高了测量数据的准确性。

2无损技术质量检测

2.1无损技术在质量检测当中的优点

同传统的水电工程检测技术相比，无损技术有较多的优点，不仅提高了工程质量检测工作的效率，同时也在最大的程度上提高了检测数据的准确性，为后续相关工作的开展提供了大量而准确的数据支持。在水电工程质量检测的过程中，无损技术的优点主要体现在以下的几个方面。一是无损技术工作的连续性强。无损技术工作连续性强主要表现为在规定的时间之内能够多次对数据进行收集，或者是在规定的时间之内，无损技术就能够很好的完成相应的数据收集工作。质量检测人员对收集到的数据进行分析，从而得出质量检测的报告，提高了质量检测的准确性以及可靠性。二是无损技术的物理特性良好。在对水电工程质量进行检测的时候，无损技术不仅能够对工程的物理量进行检测，同时还可以在相关数据的基础之上对材料的使用情况做出相应的判断。三是无损技术检测的距离远。同传统的质量检测技术相比，无损技术还有一个优点就是能够进行远距离的质量检测。所以在水电工程质量检测的过程中，不仅使检测工作的效率得到提高，同时还能打破传统检测技术给水利工程质量检测过程中所带来的技术困难。

2.2无损检测技术的具体运用

2.2.1对混凝土进行质量检测

在对混凝土进行质量检测的过程中，一般要用到两种的检测方法，下面就对这两种方法进行具体的分析。第一种是回弹法。在使用回弹法对混凝土进行检测的时候，先要做的是在混凝土上布置相应的回弹测试区，然后在抽芯机的作业下对混凝土进行取样工作，对取出来的混凝土样本进行抗压实验，最后利用得出的数据对混凝土的质量进行修正，保证混凝土的质量能够符合水利工程正常运行的需求。回弹法操作简单、对检测技术要求较小，但是在使用回弹法对混凝土进行检测的过程中，由于取样作业会对混凝土构件的整体质量造成一定的影响，同时测出的数据的正确性还有待提高。第二种是超声法。超声法在混凝土质量检测当中的工作原理就是利用数字超声仪对混凝土的质量进行检测。超声法在混凝土质量的检测当中有许多的优势，最重要的一点就是不会对混凝土构件进行破坏，同时检测出来的数据准确性以及可靠性都很强。但是这种方法在使用的过程中对检测人员的专业素质要求较高，可操作性不是很强。

2.2.2对钢筋进行质量检测

在对钢筋混凝土当中的钢筋进行质量检测的时候，检测人员首先要做的工作是在钢筋混凝土样本上进行打孔作业，对孔中的混凝土粉末清理干净之后，在孔中注入1%的酚酞酒精溶液，对变色的距离用卡尺进行测量。然后是对混凝土保护层的厚度进行测量，在这个测量过程中，采用钢筋定位扫描仪就能够对钢筋保护层的厚度进行全面的了解和掌握。最后检测人员对检测的数据进行整理，对混凝土的碳化程度与钢筋保护层厚度的数值进行比较，通过对相关数据的对比得出钢筋质量情况。

结束语

三维激光扫描技术和无损检测技术结合所形成的工程测量新方法不断深化的应用，将测量向科技化、智能化方向不断拓展，完整地记录整个测量过程，连通了虚拟与现实，是水工检测信息化的发展方向。

参考文献：

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[4]洪卓众.基于三维激光扫描仪的土方测量应用研究.JLK.城市勘测，2017，1：110-108.