【建院45周年工程技术服务成果巡礼(4)】长隧洞检测
发布时间:2023年04月13日   点击数:629

对输水隧洞的缺陷检测,一般采用传统的放空后人工普查法,费时费力,需要停排水,但是大型引水工程不能停水,否则损失巨大,为了减少停水检修与城市需水的矛盾,海科院开发了专门的长隧洞检测机器人,可以对10公里以内水下隧洞结构现状进行检查,目前已开展了多个项目的检查和施工。

(一)洪口电站冲沙闸出口尾部增设防护挡墙水下检查技术服务

洪口水电站挡水坝址位于通江县月滩河流域洪口镇上游约3km的高家湾河段,引水线路总长4.05km,取水口布设于大坝上游89.7m处的河流右岸。经过长时间运行,隧洞内壁可能存在混凝土剥落、开裂、破损等缺陷。考虑到长距离引水隧洞放空后人工检查效率较低,危险系数高,放空后容易引起隧洞衬砌结构压力失衡,造成结构破坏,海科院技术团队提出在水下进行ROV检查,且制定了科学合理的检查方案,并开展水下ROV检查,通过检查,探明了该长隧洞的内部状况,查明了存在的缺陷及所处的部位,为质量评估和运维处理提供了依据。

水下机器人检测现场情况

(二)南水北调穿黄隧洞ROV检查与维修

海科院承接了南水北调中线工程穿黄隧洞ROV检查与维修项目,采用“海马-500”作业型ROV系统,针对穿黄隧洞上游线南段闸门下游1km左右段隧洞开展了结构缝检查和处理维修,探明了洞内的情况,并对渗漏水部位开展了水下混凝土浇筑作业,解决了国内长期以来长距离隧洞难以水下检查和维修的难题。

现场作业状况和水下施工过程图

(三)福建仙游抽水蓄能公司尾水隧洞检查及检测服务

福建仙游抽水蓄能电站位于福建省莆田市仙游县西苑乡,距县城约37km,为周调节抽水蓄能电站。电站装机容量为1200MW(4×300MW),安装四台单机容量为300MW的混流可逆式水泵水轮发动机组。电站枢纽主要由上水库、输水系统、地下厂房系统、开关站和下水库等建筑物组成。

输水系统连接上、下水库,为二洞四机布置方式;尾水系统由尾水钢支管、尾水闸门洞、尾水岔管、尾水调压室、尾水隧洞、下库进/出水口等组成,按两机合一洞布置。

为了掌握隧洞目前的质量状况,海科院团队对放空的2号尾水隧洞衬砌混凝土结构进行检查,并确认衬砌混凝土裂缝缝宽和长度、磨损程度,记录了衬砌混凝土裂缝和磨损位置。另外,使用地质雷达法、超声波回弹法对隧洞混凝土衬砌进行了检测,确认了衬砌背后空洞范围及深度、混凝土强度、碳化情况。通过此次检查,准确掌握了2号尾水隧洞的运行质量情况。

碳化深度检测

回弹强度检测

摄影检查

(四)桐柏公司2号输水道检查服务

桐柏蓄能电站输水道斜井段直径9m,倾角50°,长390m,是本次检测安全风险最大、难度最高的洞段。为了能够全面清晰地反映斜井段衬砌情况,海科院研发了搭载11部高清摄像头及其相关检测设备的斜井检测专用测量机器人,通过长距离的牵引,对输水管道进行了一次全面的“肠镜”检查,掌握了隧洞结构表面的生物附着、浮泥附着、裂缝、混凝土剥落、渗漏水等多种缺陷情况。本次检测通过清晰的影像资料准确地记录了上述缺陷的位置,为下一步维护工作的开展提供了依据。

输水隧洞斜管段测量机器人

输水隧洞斜管段检测控制平台

输水隧洞斜管段影像资料

海科院多年来紧盯市场需求,针对水利水电水下长隧洞运维中存在的难题开展了大量基础研究和装备技术研发工作,形成了一系列科学、完整的解决方案,为类似工程的稳定运行提供了强大的保障。

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