物探新技术

长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
LOGO
正常衬砌
检测工作面
异常衬砌
检测工作面
顶拱脱空，衬砌薄
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
LOGO
衬砌砼
顶拱轴向厚度
检测工作面
横向检测成果图(脱空区域的真实形态)
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
某水利枢纽工程底板砼层间结合面缺陷检测
LOGO
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
LOGO
左图：钻孔测量底板厚度为 16.3cm17.8cm 左图：侧板测量厚度为18cm16.5cm 右图：检测厚度为 右图：检测厚度为
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
某隧洞混凝土衬砌质量检测
LOGO
2019/3/8
展望
时间推移监测成像技术 • 工程内外部全方位监测 超声相控阵成像技术 • 检测效率更快，成像精度更高 水下机器人检测技术
LOGO
• 蓄水条件下对混凝土质量检测
48
LOGO
高清钻孔电视与电子岩芯库技术及其应用
2019/3/8
长江设计院物探公司
高清钻孔电视
技术改进二：光源不均匀问题处理 技术改进三：图像拼接技术 技术改进一：图像扭曲问题的处理
图像扭曲
LOGO
清晰度差
普 通 钻 孔 电 视
明暗不均
2019/3/8
长江设计院物探公司
电子岩芯的原理
LOGO
电子岩芯的特点
2019/3/8
长江设计院物探公司
10
附加质量法技术创新
技术创新一：可控震源
LOGO
2019/3/8
长江设计院物探公司
附加质量法技术创新
技术创新二：数字量板
LOGO
2019/3/8
长江设计院物探公司
12
附加质量法技术创新
技术创新二：数字量板 技术创新三：信息化与三维可视化
比例(%) 1.提高采集效率 2.过程辅助技术 25 3.远程质量控制
2019/3/8 长江设计院物探公司
附加质量法原理
LOGO
衰减系数法 解析法 刚度波速法 刚度相关法 准不准法则
求取动刚度K与参振质量M0
相关法
数字量板法
2019/3/8
长江设计院物探公司
附加质量法检测过程
大坝填筑面 堆石体大坝
LOGO
大坝填筑面
2019/3/8
长江设计院物探公司
9
附加质量法特点
钻 孔 高 清 钻 孔 电 视 图 像
钻 孔 高 清 钻 孔 电 视 图 像
高清钻孔电视与电子岩芯库的应用
LOGO
高清钻孔电视与电子岩芯库的应用
国外某水电站
LOGO
高清钻孔电视与电子岩芯库的应用
LOGO
钻 孔 电 视 采 集 过 程 模 拟 回 放
高清钻孔电视与电子岩芯库的应用
全生命周期工程应用
附加质量法原理
m m m0 m0
LOGO
k
堆石体
牛顿第二定律
∆m + m0 Z′′ + KZ = 0 等效模型 式中： Z = Zm sin(ω + φ),为振动位移函数； Z=
d2 Z dt 2
(1)
= −ω2 Z，为振动加速度函数；
ω = 2πf,为振动圆频率；f、t、φ 分别为振动频率、时间、初相角 将Z′′ = −ω2 Z 代入 1 式可得 K、ω、 ∆m + m0 的关系 K = ω2 (∆m + m0 ) 已知量
分部位、分时间段 >5.0 、自定义快速统计
统计了89个测点，平均相对误差为1.21%，低于合同要求的5%。 数据分析与处理 报告编写
工程应用
LOGO
糯扎渡水电站
猴子岩水电站
苗尾水电站
两河口水电站
工程应用
LOGO
在流域专家巡视检查中，谭靖夷院 士和马洪琪院士给予了高度评价， 认为“附加质量法的应用实现了大 坝填筑的连续监控和快速质量检 测”；“附加质量法等专题研究对 施工质量控制起到了保证作用”
物探新技术在工程中的应用
引言
LOGO
B超、CT、核磁共振等为标志的现代医学影像诊断技术，能发
现人体内部的病灶。类似地，工程界也有一双“透视的眼睛”对工 程质量进行科学诊断。
“透视的眼睛”
2019/3/8
长江设计院物探公司
主要内容
一 附加质量法检测大坝堆石体密度技术与工程应用
LOGO
二 三
高清钻孔电视与电子岩芯库技术及其应用 超声反射法技术与工程应用 总结与展望
LOGO
相对误差分布范围图
根据输入的坐标 自动生成标准图件 图件制作
现场数据采集
15 10 5
20
采集系统
远程 质量 控制
信息管理系 统
集成数字量板专利 0 技术，提高数据处 0.0～0.5 理效率与检测结果 精度。
0.5～1.0 1.0～1.5 1.5～2.0 2.0～2.5 2.5～3.0 3.0～3.5
前期勘察设计阶段 1.基础钻孔的孔壁 钻孔电视成像。 2.识别泥化夹层等 地质情况。 3.建立基础钻孔的 电子岩芯库。 4.地质人员可用岩 芯库的资料进行辅 助钻孔布置工作。 施工阶段 1.固结灌浆、帷 幕灌浆效果检查 。 2.混凝土质量检 查。 运营阶段
LOGO
1.可追踪基础地 质演变，如了解 泥化夹层在运营 期是否产生了变 化。
电子岩芯是原位、完整的岩芯
LOGO
点击此处添加脚注信息
2019/3/8 长江设计院物探公司 19
电子岩芯的特点
电子岩芯运输保存方便
实 物 岩 芯
工地现场 实物运输耗时、耗力、费用高
LOGO
实物岩芯仓库
电 子 岩 芯 Internet
高清钻孔电视
电子岩芯传输快速、安全、费用低
电子岩芯库
电子岩芯的特点
技术应用参数对比
坑测法 检测时间
对施工进度影 响 质量控制 是否无损
LOGO
附加质量法 15分钟
10-24小时
有一定影响（须等到检测结果合 无影响（在上一层碾压完 格之后才能填筑下一层） 成之后，下一层填筑之前 完成检测。） 无法实时控制 否 可实时控制施工过程质量 是
原位、无损、快速、成本低、抽查率高、 实时控制现场填筑质量。
四
2019/3/8
长江设计院物探公司
3
LOGO
附加质量法检测大坝堆石体密度技术与工程应用
2019/3/8
长江设计院物探公司
堆石体碾压质量检测手段
LOGO
坑测法检测过程
2019/3/8
长江设计院物探公司
堆石体碾压质量检测手段
检测方法 优点 缺点
LOGO
直接法
坑测法
压实沉降观测法 振动碾装加速度计法 控制碾压参数法 静、动弹模法 面波法 核子密度法
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法关键技术
LOGO
换能器阵列
多发多收，逐点聚焦合成孔径
常规滤波处理结果
聚焦点反射信号同相增强
合成孔径技术处理效果
非聚焦点反射信号异相抵消
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
某升船机齿条三期混凝土质量检测
LOGO
注浆不密实
2019/3/8
长江设计院物探公司
精度高 检测时间短、 无破坏性
具有破坏性、检测时间 长、抽样率低
只能定性评价堆石体压 实程度
间接法
快速
准确性差
需要放射源，对安全、 定量检测、结果比 健康造成一定影响 较准确 局限性（层厚 <30cm 、 粒径<3cm） 快速、准确 原位无损 适用于不同粒径
长江设计院物探公司 6
附加质量法
2019/3/8
超声反射法工程应用
某渡槽断钢筋检测
LOGO
某渡槽在施工过程中发现部分竖向主钢筋被截断，为 确保结构安全采用超声反射法进行了检测。
钢筋断开 钢筋反映
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
LOGO
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法工程应用
贵州毕节至威宁高速公路桥梁混凝土厚度检测
电子岩芯库
• 电子岩芯库彻底改变了实物岩芯在获取、运输、存储、 心墙堆石坝、面板堆石坝及与此类似的堆石体工程。 • 管理等方面存在的各种问题，具有原位、完整、查询 堆石体碾压质量唯一快速手段 快捷、可远程诊断等特点，有着非常重要的应用价值。 • 可嵌入到堆石体碾压施工工序中且不占用施工工期，发 现质量问题能及时补碾闭合，是现场堆石体碾压施工实 时质量控制的唯一检测手段。
电子岩芯查询管理快捷、方便
LOGO
4Fra Baidu bibliotek实 物 岩 芯 2 1 9 8 7 6 5 3 实物岩芯查询耗 时，效率低下 10
电子岩芯的特点
LOGO
岩芯编号：
电 子 岩 芯
ZK155
电子岩芯查询快速、简便
22
电子岩芯的特点
电子岩芯“携带”方便
LOGO
实物岩芯 无法随身携带
实 物 岩 芯
电子岩芯的特点
电子岩芯可随时随地的浏览
LOGO
电 子 岩 芯
电子岩芯的特点
可用于远程诊断
LOGO
实 物 岩 芯
只能到现场诊断
电子岩芯的特点
LOGO
电 子 岩 芯
电子岩芯库可提供远程诊断
电子岩芯建模
LOGO
Z
钻孔电视二维展开图
Y X
三维坐标系
高清钻孔电视与电子岩芯库的应用
某高拱坝水电站
ZK80 ZK82
LOGO
LOGO
1350mm
2019/3/8
长江设计院物探公司
LOGO
总结与展望
2019/3/8
长江设计院物探公司
总结
附加质量法技术特点 高清钻孔电视
LOGO
超声反射法技术 • 突破了原有钻孔电视在分辨率、图像拼接、扭曲、不 原位、无损、快速、成本低、抽查率高、实时控制现场 • 填筑质量。 • 均匀等方面的技术问题，取得了非常好的效果。 可解决混凝土隐蔽缺陷问题，在一定深度内精度非 常高，可用于混凝土衬砌、内部钢筋、缺陷检测。 适用范围
32
LOGO
超声反射法技术与工程应用
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法原理
LOGO
2019/3/8
长江设计院物探公司
超声反射法关键技术
信号匹配技术
LOGO
• 识别混叠在一起的直达波和来自不同位置的反 射波。 聚焦合成孔径技术 • 利用尺寸较小的天线（小孔径）实现与较大天 线（大孔径）等效分辨率的方法，以提高缺陷 的分辨率。