水利水電工程水下檢測技術(shù)規(guī)程編制說明

14貴州省內(nèi)建成和在建的大中型水利水電工程數(shù)千座座，這些工程大多數(shù)具有高壩、水深的特點。會出現(xiàn)：庫區(qū)淤積蝕和漏水，壩體裂縫、不均勻沉降、面板周邊縫脫空、壩坡塌陷下游河道沖淤等工程問題，給工程運行安全帶來極大的安全隱患條件復(fù)雜，專業(yè)性非常強，水下蛙人是一種傳統(tǒng)落后的檢特殊的水環(huán)境（能見度、流速變化等）、特殊的交通環(huán)境（不止，貴州已建和在建大中型水利水電工程數(shù)百座，大壩等水重要組成，這些水工建筑多數(shù)部位位于水下，在運營過程中及外力影響或破壞，大壩以及地下洞室混凝土襯砌、圍巖質(zhì)量等水下建筑物安全檢測標準主要采用蛙人潛水探摸方式，無求的定量、全面、準確、安全環(huán)保的要求。本標準充分采生產(chǎn)性服務(wù)領(lǐng)域標準制修訂。十大工程中(七)科技研發(fā)創(chuàng)戰(zhàn)略為引領(lǐng)，著力發(fā)展研發(fā)設(shè)計、檢驗檢測、知識產(chǎn)權(quán)、創(chuàng)地形，河流多呈峽谷狀，這些工程大多數(shù)具有高壩、水深的特物運行條件復(fù)雜，長期在水下運行的水工建筑物（含水下閘門5行業(yè)主管部門、大壩運行管理單位及相關(guān)科研機構(gòu)、專業(yè)服該標準的制定，也符合貴州省地方標準立項指南新發(fā)展理念，以推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，圍繞省委省政本標準的主要內(nèi)容包括水電站水下建筑檢查的基本要求工作布置，數(shù)據(jù)處理與成果解釋等規(guī)定進行水下檢查的主要檢測、遙感、物探、水下光學(xué)、無損探傷等幾大類，每種方法技術(shù)和成果處理方法進行規(guī)定檢查應(yīng)用（針對水電站水下建問題和技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，規(guī)定每種檢查任務(wù)的方法技術(shù)和成果無本標準由中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司設(shè)計研究院有限公司、貴州省水利投資（集團）有限責6計研究院、貴州省水利科學(xué)研究院、貴州省大壩安全監(jiān)測中心檢測設(shè)備、方法技術(shù)、工程檢測要求、各電站的水利水文條件7公本標準主要條款的技術(shù)指標、參數(shù)、公式，設(shè)備性能要8GB/T1.2-2002《標準化工作導(dǎo)則第2部分:標準中規(guī)范起草中，主要條款的技術(shù)指標、參數(shù)、公式，設(shè)備性能按用途可把水下機器人分為作業(yè)用水下機器人和觀測水下機器人多帶有機械手，用于海中救援、打撈、電纜的操作維修等水下作業(yè)。觀測用水下機器人主要用于測9無纜水下機器人、有纜無纜兩用水下機器人和細纜水下機器文縮寫ROV(RemotelyOperatedVehicle)代替；無纜水下機器人又稱自治UnderwateVehiele)代替。其中ROV又可按運動方式分為浮游式、拖拽式、爬行式和附著測量信號，由機器人載體上攜帶的智能決策系統(tǒng)自治地指揮來完成。當然，有的AUV也可以浮出水面，撐起無線電天因為沒有臍帶電纜,所以不會發(fā)生纜與水下結(jié)構(gòu)物及探測目標纏它約束了ROV水下載體的活動范圍，增加了成本，在復(fù)雜到了海底,就產(chǎn)生了第一代浮游式纜控水下機二十世紀七十年代，上海交通大學(xué)和中科院沈陽自世，代表著我國的ROV事業(yè)踏入了一個新的階段。在2009年由上海交通大學(xué)科研團隊2、平臺檢測一從視覺探查到使用儀器監(jiān)測工作平臺的腐蝕、堵塞、6、廢物清除一ROV將提供一個高效、安全的海洋工作平臺清理工具。7、海底安裝一ROV可支持海底建造、操作、觀察、維護和修理海底安裝物，特別ROV控制系統(tǒng)的設(shè)備大體上可以分為三個部分：水上控制設(shè)備、安裝于下控制設(shè)備和連接這兩部分的主纜、系纜和中產(chǎn)生需要的運動，以完成給定的作業(yè)使命。主纜、系纜和中繼航行控制子系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)ROV在三維空間統(tǒng)；常用導(dǎo)航設(shè)備有羅盤、深度計、高度計、傾斜作者意圖運動。同時還有大量的來自載體的信息需要觀察子系統(tǒng)包括水下攝像機、視頻處理單元、水下照相機水面支持設(shè)備控制子系統(tǒng)包括電纜絞車、起吊設(shè)備、從早期的磁石、指南針，到現(xiàn)代衛(wèi)星、無線電、慣性發(fā)展，相繼出現(xiàn)了各式各樣的導(dǎo)航系統(tǒng)，如地磁導(dǎo)航ROV工業(yè)的興起以及電子、計算機等技術(shù)不斷進步，適用于水下導(dǎo)航的相關(guān)技術(shù)在國內(nèi)外獲得了顯著發(fā)展。由于基于慣性測量單元(加速度計會出現(xiàn)如衛(wèi)星、無線電易受周圍電磁、聲波等環(huán)境影響的現(xiàn)象，性導(dǎo)航體積大、成本高、精度好，而捷聯(lián)式是基于數(shù)學(xué)平于平臺式慣性導(dǎo)航。但是隨著現(xiàn)代電子電路、計算機技組合導(dǎo)航技術(shù)能夠糅合多個導(dǎo)航設(shè)備的優(yōu)點，提高導(dǎo)航精確的導(dǎo)航與定位是ROV成功執(zhí)行任務(wù)的基本要特性及水介質(zhì)的特殊性等因素的影響，實現(xiàn)水下機器人的遠距系統(tǒng)會受到水的密度分布不均和水中噪聲的影響，慣術(shù)，是計算機技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于海道測量、海洋工程測量、海洋享有“水下攝影機”之稱的多波束測深系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)水真正實現(xiàn)了全覆蓋、無遺漏精密掃測的要求，使海底探刻地改變了海洋學(xué)領(lǐng)域的調(diào)查研究方式及最終成果的質(zhì)量，同時接收方式、海底信號探測技術(shù)、射線幾何學(xué)、勘測方法和數(shù)據(jù)處明的特點。隨著電子、計算機、新材料和新工藝的廣泛使用，多海軍研究局率先地開始了對這種概念的具體研究，而世界上第一角度較小（為42.6°)等。數(shù)字相移波束形成算法的新技術(shù)的提出與應(yīng)用大大推動了多波束速度，這些都大大促進了多波束測深技術(shù)的蓬勃發(fā)展。此時期的有了較高的測量速率和精度，其測深波束已經(jīng)超過一百至幾百個這是得益于功能強大的計算機、更高效率的信號處理算法以及性波束測深領(lǐng)域的大量應(yīng)用。該階段的多波束測深系統(tǒng)可以同時測對多波束測深技術(shù)的研究在我國國內(nèi)起步比較晚，直到一九臺小型多波束測深原理樣機。在此之后，國家將多波束測深技術(shù)入大量經(jīng)費，國內(nèi)首臺多波束條帶測深系統(tǒng)的工程樣機由哈爾濱該測深系統(tǒng)項目擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)，包括多項國家發(fā)明專利2010年在國家863計劃支持下，哈爾水聲換能器被固定在測量船的船舷，測量船航行時會換能器中的發(fā)射基陣實現(xiàn)，聲信號通過海底的反射傳回水面被接收機基陣接收到的發(fā)射回波信號的時間以及強度隨著度和傳播距離的改變而改變，在信號接收之后就要對其做濾波、底深度，并通過測線之間的拼接繪制一張完整的地形深度圖，通塊以及輔助設(shè)備四大部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖所示圖中虛線表輸。其中，發(fā)射和接收換能器陣及其外圍電路負責波束的發(fā)射和和聲速剖面儀等，實現(xiàn)測量船的位置、姿態(tài)、航向以及水中塊完成接收的聲信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換以及波束形成、底檢測置和深度；主控模塊結(jié)合聲速、船的位置、姿態(tài)等信息，完成各種是衡量波束分辨力的一項重要指標。在等角度接收且海底水為了得到中央波束和邊緣波束等分辨的效果，可釆用等腳印中央大、邊緣小。從中央到邊緣的所有波束腳印就構(gòu)成了所波束夾角或波束間距，是指兩相鄰波束主軸間的夾角，聲程或距離，是指波束從發(fā)射換能器到海底某覆蓋開角或扇區(qū)開角，對應(yīng)于多波束系統(tǒng)對海底一次完測深剖面或測線，是指一次扇區(qū)掃描形成的接收基陣下等于半扇區(qū)開角正切值與接收基陣下方水深乘積的兩倍。先進的軟件開發(fā)技術(shù)和獲專利的繪制算法，能夠通過狀”跨軌探測信號及數(shù)據(jù)拼接模式，升級為一個測定體積的“面狀”船只進行精確的位置、艏向、垂蕩、縱搖和橫搖測量，實時記態(tài)信息，對每一條聲吶信號探測得到的目標物深度及位置信息RTK-GPS系統(tǒng)高精度的定位數(shù)據(jù)修正，讓探測數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準拼接并反映出允許聲波信號在通過目標體前、后仍對其進點，高密集的聲波束遠遠超過其他聲吶探測密時生成三維點云圖像，密集的點云信息提高了仍能被清晰的繪制出來，且細節(jié)可信程度遠超其他檢測方頻次的圖像的顯示并不會出現(xiàn)覆蓋，而是實現(xiàn)瞬時拼接讓整個場景來，在一些水下安裝工程、疏浚作業(yè)及搶險工作，降低安全風險。進行探測時，可根據(jù)探測的需求將所有多波束點聚焦在目標上，系小及距離探頭的遠近，在保持波束數(shù)量不變的情況下自動選擇最佳本項目成果可為后期水電站維護和檢修工作部署提供重要依據(jù)。掌握水電站泄洪洞出口及下游消能區(qū)水下地形和行了水下綜合檢測，項目水下綜合檢測成果數(shù)據(jù)顯示水電站泄洪在消能影響區(qū)護岸腳淘刷、泄洪洞護坦混凝土下游沖刷坑發(fā)育、電站泄洪洞下游消能區(qū)多波束檢測成果數(shù)據(jù)整體三維模型如圖41+472.68沖坑底部有一規(guī)則巨型石塊，其余較為平整起點（3243436.3449,591514.0530終點（3243485.0590,591552.9671起點（3243410.2935,591509.3041終點3243477.6144,5起點（3243402.9085,591520.5351終點（3243469.3385,591573.7363起點（3243444.2675,591509.2807終點（3243420.3821,591539.0475起點（3243455.3483,591516.4253終點（3243.428.2573,591549.1545起點（3243462.7320,591528.4845終點（3243438.3455,591559.2424起點（3243420.3891,591586.1785終點（3243438.1848,591601.1266起點（3243414.0387,591591.3221終點（3243440.3419,591612.8027起點（3243411.8621,591598.4403終點（3243436.6938,591619.8200起點（3243426.6569,591586.8224終點（3243414.5432,591603.3179起點（3243434.3757,591589.3194終點（3243416.9615,591613.0617起點（3243436.7324,591602.3673終點（3243422.8452,591621.24514.3.2消能影響區(qū)護岸腳淘刷檢測起點（3243419.1536,591512.0420終點（3243423.2421,591505.5556（起點（3243422.8571,591514.8074終點（3243426.9960,591507.55起點（3243426.3099,591518.2035終點（3243431.3805,591509.8451起點（3243428.2819,591539.7623終點（3243422.4509,591546.9087起點（3243434.6629,591554.7749終點（3243427.9520,591559.3257起點（3243441.5905,591557.5919終點（3243439.4934,591566.5124起點（3243432.7934,591589.7492終點（3243436.3803,591585.0449起點（3243434.8346,591592.6139終點（3243438.9424,591587.6495起點（3243440.0106,591594.1284終點（3243443.6777,591589.2138起點（3243425.8461,591606.7578終點（3243418.8028,591615.3155起點（3243426.4927,591615.4294終點（3243422.2850,591620.0834起點（3243430.5765,591618.6055終點（3243426.5185,591624.18074.3-232號泄洪洞缺陷二維聲112224336槽缺陷平面分布圖。表4.4-1為泄洪洞門槽檢測成果缺陷數(shù)242242//6///2231217/3//3//1/1///33958檢測作業(yè)。泄洪洞出口下游閘室水下三維聲吶檢測成果數(shù)據(jù)顯2#泄洪洞閘室下游護坦左、右岸護坦發(fā)現(xiàn)護岸腳有沖刷淘蝕缺陷，左岸深溪溝水電站泄洪洞出口及下游消能區(qū)水下檢測項目，綜維聲吶和水下機器人等水下檢測技術(shù)，完成了對水電號泄洪洞下游消能區(qū)左右岸護坦發(fā)現(xiàn)護岸腳有沖刷淘蝕缺陷，左鋼襯底板存在大量的混凝土碎石，鋼襯未見，可能被混凝土碎片覆表孔、左岸引水系統(tǒng)、左岸地下廠房及右岸預(yù)留為了解和掌握消力池的運行工況，滿足竣工安全鑒定工作的要求需要對水電站消力池進行檢測。檢測目的為：對消力池的邊墻和底板混凝土進行檢查，確認其有無破損脫離等現(xiàn)象。具體檢測部位如圖5.2-1黃色區(qū)域所示。根據(jù)上述測試目的，選擇側(cè)掃聲吶及高清水下視頻兩種方表5.3-1某水電站消力池水下無損檢測工作量統(tǒng)計表一聲吶圖像上顯示純黑色，為近垂直異常（邊3#區(qū)域：本區(qū)域位于壩縱0+081.4m～0+099m及壩橫0+133.55m~），4#區(qū)域：位于消力池周邊，從位置看可以分為4-1#區(qū)泥沙，某些部位泥沙較厚（從圖3.2.4量的泥沙、輕質(zhì)沉積物（如樹葉、樹枝等）及少量的量的泥沙、輕質(zhì)沉積物（如樹葉、樹枝等）及少量的從高清水下視頻檢測結(jié)果看，側(cè)掃聲吶檢測），），55左邊墻混凝土表面鋼筋露頭較多，零星可見混右邊墻混凝土表面零星可見鋼筋露頭、異物、積有石塊及泥沙，消力池中部（壩縱0+099.6m～0+121m及壩橫0+138m~檢測所見異常主要集中在消力池中部，在消某水電站以發(fā)電為主，兼顧其他。樞紐工程由混構(gòu)布置和檢測通道等客觀條件限制，自投運以來從未對通過對大壩迎水面混凝土進行檢測，掌握大壩迎水面狀橫右為正，以大壩迎水面頂部為縱坐標原點，下為正。迎水面水上部分裂縫寬度柱狀迎水面水上部分裂縫寬度柱狀圖0044885533迎水面水上部分不同裂縫長度迎水面水上部分不同裂縫長度柱狀圖00迎水面水下部分裂隙寬度統(tǒng)計迎水面水下部分裂隙寬度統(tǒng)計0表表11迎水面水下部分不同裂縫長度柱圖迎水面水下部分不同裂縫長度柱圖01通過分析大壩迎水面混凝土缺陷的類型、位置，檢修閘門、快速閘門及相應(yīng)啟閉設(shè)備。電站引水隧洞砌采用兩種型式，進口漸變段至豎井段末端為鋼筋混尾水調(diào)壓室為簡單長廊式，與主廠房平行布評價其運行狀態(tài)，確保電站運行安全和發(fā)電機組安全穩(wěn)括從流道漸變段起點開始的漸變段、上平段、上彎段沖蝕等缺陷，內(nèi)表面附著物情況，底板磨損情況，混表面光滑、截面特征明顯，與設(shè)計圖紙一致性好；未見區(qū)域，無明顯沖蝕破壞缺陷；城門洞周圍天然山體錨索波反射異常區(qū)域，無明顯沖蝕破壞；兩條結(jié)構(gòu)縫清未見明顯回波反射異常區(qū)域，無明顯沖蝕破右右側(cè)邊墻左側(cè)邊墻左側(cè)左側(cè)邊墻右側(cè)邊墻右側(cè)邊墻聲吶異常左側(cè)邊墻未見其他裂隙發(fā)育；兩側(cè)邊墻呈弧狀，未見明顯回波發(fā)現(xiàn)一處高強度反射異常區(qū)域，反射異常呈////////2//////2////////2////31///2//1////21//79///3///3/1113412////////////385611在水下檢測過程中，遇到的工作環(huán)境很多時候比較建筑垃圾等較大物體。在這種情況下，常規(guī)的大的限制，無法檢測水下建筑物實際情況。特在這種情況下就需要首先將水下建筑物表面附著的沙等，嚴重影響視頻觀測，必須通過水下沖砂設(shè)刷子通過液壓動力驅(qū)動，刷掉水下建筑物表面水下底板的缺陷情況，通過液壓推鏟將這些鵝隨著滲漏水流吸入滲漏處。根據(jù)這個現(xiàn)象可以檢查該水下機器人開發(fā)出來之后首先應(yīng)用于海洋方面已經(jīng)應(yīng)用比較成熟。在水下施工、水下安裝等方面現(xiàn)有樣、清洗、切割、鉆孔裝置等工作。特別是現(xiàn)在的多功在水工建筑物水下檢測中，應(yīng)用三維聲吶、三維多三維點云拼接技術(shù)可以對聲吶數(shù)據(jù)進行三維建模。而測成果。但需要專業(yè)人士的識別、判斷才能解譯。在工程上應(yīng)用前景廣闊。三維實景建模（也稱作基于圖三維實景建模是基于圖像的三維重建，它是從單術(shù)，以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，從二維圖像中提取目標的三維空現(xiàn)階段，水工建筑物水下部分視頻因為水的病害檢查提供標準，提高水電工程的減災(zāi)防災(zāi)水平，為②填補國內(nèi)水利水電水下工程檢查成果可視化、三維計劃制訂的貴州省地方標準《貴州省水利水電工入制修訂計劃標準：正在起草、征求意見、報批等的國查詢到《水下鋼結(jié)構(gòu)檢測工作指南》T/CDSA305.21-2017、《海上平臺