水利泵站施工质量检测关键问题探讨

丁华丽

摘 要：质量检测作为泵站工程建设过程中的重要组成部分，对保障施工质量起着不可替代的作用。本文对泵站施工质量检测的目的和主要内容进行系统分析，结合工程实例，详细阐述了泵站施工质量检测设计需要关注的关键问题和重点环节，以期为泵站施工过程管理提供技术指导。

关键词：质量检测;泵站;关键问题

中图分类号：TV675;TV512 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）31-0061-03

Discussion on Key Issues of Construction Quality Inspection for

Water Conservancy Pumping Station

DING Huali

（Henan No.2 Hydraulic Engineering Bureau， Zhengzhou Henan 450016）

Abstract： As an important part of the construction process of pumping stations， quality inspection plays an irreplaceable role in ensuring the quality of construction. This article systematically analyzes the purpose and main content of the pump station construction quality inspection， combined with engineering examples， elaborates in detail the key issues and key links that need to be paid attention to in the pump station construction quality inspection design， in order to provide technical guidance for the management of the pump station construction process.

Keywords： quality inspection;pumping station;key issues

质量检测对水利工程施工发挥着重要保障作用，为了确保水利泵站的施工安全，有必要对泵站施工过程进行质量检测[1]。根据《泵站现场测试与安全检测规程》（SL 548—2012）、《泵站计算机监控与视频监视系统施工技术规范》（DB34/T 3733—2020）等相关技术规范[2-3]要求，探讨泵站施工过程中质量检测的主要内容和关键问题，可以有效指导泵站安全施工。

1 质量检测的目的

泵站质量检测的目的是通过检测泵站相关的各项建筑物、设备等在施工过程中的安全状态，第一时间获取泵站施工中的各项变化情况，及时发现施工中的问题，以采取相应的调整措施来优化施工方案和流程，保障施工质量和工程安全，确保泵站工程发挥应有的工程效益。

质量检测通常需要借助各类仪器仪表，实现泵站施工工程中各种建筑物和设备参数、状态的实时监测和连续监测，获取温度、压力、流量和形变等数据。通过对数据进行归纳整理，分析其变化趋势，结合相关阈值限值，对施工过程的安全性、稳定性等指标进行分析评价，同时根据对有效数据的分析，判断泵站设计方案的施工情况和施工质量等。此外，借助施工安全检测，及时发现施工中的问题，不断调整和优化施工方案，改善施工工艺和流程，从而优化施工，确保施工质量。

2 质量检测设计的主要内容

泵站施工质量检测设计的对象主要是泵站施工过程中涉及的各类建筑物，主要包括泵站的地基基础、泵站的主体结构、施工岸坡边坡、施工相关设施和施工周边的环境等。与之相适应的安全检测的主要内容包括应力检测、应变检测、压力检测、变形检测、流量检测、温度检测、水位检测，以及检测设备选择、自动化监测系统建设和人工巡视检查等。

2.1 应力检测

应力主要包括拉应力、压应力、剪应力、切应力和扭转应力等。在施工过程中，若出现各种残余应力，会导致工程或部件产生弯曲变形、开裂断裂等现象，因此需要控制施工过程的应力。通常情况下可采用有损检测或无损检测的方法对结构进行静态应力等检测。

2.2 应变检测

对工程进行应变检测可以反映出工程施工的状态，发现施工中的问题，预测可能发生的施工险情等，检测施工过程中各项受力结构的安全。应变检测通常是针对建筑物的内部结构，采用低应变检测仪、测桩仪等仪器设备获取应变原始数据，借助应变测试分析方法或分析系统对应力应变关系进行分析，从而全面了解工程结构的应变状态。

2.3 压力检测

借助压力计等设备对建筑物基础或接触面处的土压力、基础扬压力、地基反力等进行检测，确保施工过程中基础稳定可靠，保障施工安全，同時为应力设计计算提供科学依据。

2.4 变形检测

变形检测是质量安全检测的重要组成部分，需要利用监测仪器设备对各种变形体进行持续检测，获取变形现象、变形发生过程中相应的数据（发生的时间、位置、空间，变形体的形状、大小，与之相关的外力因素等），分析变形的形态和发展趋势，并对后期的变形发展进行预测。检测内容包括对检测对象内部和表面的变形情况进行检测，对各个方向的位移进行检测，对裂缝进行检测等。

除了按照设计频次对建筑物相关固定测点进行检测以外，还应对建筑物内外等进行定期或者不定期检测;除借助仪器检测外，还应利用人工检测，开展直观检查和巡检。

3 实例应用

3.1 工程选择

工程实例为河南省东部引江济淮工程的某提水泵站，该泵站主要通过加压向调蓄水库供水。泵站主体工程由进口段、检修闸、进水池、主厂房、副厂房及厂区、出水管线等部分组成。泵站设计装机6台（4用2备），水泵扬程为29.14 m。采用机型GS1400-19/14B、电机YSPKK1000-14，总装机6×2 240 kW，为大（2）型Ⅱ等泵站[4]。

3.2 设计重点

为了做好质量安全检测设计工作，需要在全面了解工程情况的基础上，明确安全检测设计的思想，在突出质量安全检测的同时全面反映泵站工程施工的设计特点。

首先应当明确检测的对象和目的，然后在确定检测范围的同时突出检测重点，如主要检测项目和主要检测测点的布置位置等。对于检测仪器设备的选择，应当选用设备性能可靠、操作简单方便、满足检测精度要求的技术先进型设备。有条件的应借助安全检测系统实现数据的自动化检测，为了确保安全检测的质量，还应进行人工巡视和检查。

3.3 关键问题

该提水泵站工程为大型泵站，泵房底板和进水闸底板均为大体积混凝土结构，质量安全检测的重点除了主厂房基础压力检测、位移变形检测外，还包括大体积混凝土内部应力检测等方面。

3.3.1 混凝土温度、应力检测。由于大体积混凝土结构尺寸大、混凝土导热性能差、施工约束条件多等，导致大体积混凝土易在施工过程中出现温度裂缝。温度裂缝的存在不仅会影响混凝土结构的外观形象，也会导致混凝土结构耐久性降低，影响结构安全使用[5]。通过对大体积混凝土进行温度、应力检测，获取大体积混凝土温度、应力等参数，分析其变化规律，并对其发展趋势进行合理预测，提出行之有效的防控措施，可以减少大体积混凝土施工过程中裂缝的产生和发展，从而提高混凝土施工质量，保障结构的耐久性。

对大体积混凝土温度、应力、应变的检测可以采用混凝土应力计、应变计、混凝土无应力计或钢筋计等。本工程设计检测措施如下。

①为验证施工期混凝土温度是否满足温控标准要求，利用埋设在混凝土中的测温光纤进行温度监测。②在浇筑过程中，对混凝土相关参数指标进行定时记录，建议采集的参数包括混凝土出仓温度、浇筑温度、施工环境温度，有冷却水的需要记录冷却水流量和温度，建议测量时间间隔为4 h。③监测混凝土浇筑温度时，每100 m2至少要设置一个监测点，每1浇筑层至少布设3个监测点。④重点关注大体积混凝土浇筑后3 d内的温度变化情况，应视情况进行加密监测。对于外部混凝土，要关注其每天的最大和最小温度值;内部混凝土在浇筑前3 d内每天至少监测3次，3 d以后每天至少监测2次。⑤气温骤降时增加温度观测次数。⑥在施工过程中应定期提交检测报告，重点报告混凝土浇筑过程中的温度变化情况。⑦选择有代表性的部位进行保温层内外的温度观测，同一部位测温点不少于2个，测温部位要少受外界干扰，保温层环境要稳定。观测频次每天1次，每个月各选2～3 d每小时观测1次，进行保温层内外温度的比较，以了解保温效果。观测仪器采用电子自动类温度计。⑧温度量测过程中，若发现超出温控标准的情况，要及时报告并采取措施。

大体积混凝土测温常用方法有电子测温仪法、电阻测温法、测温管法和光纤测温法等。本工程推荐采用温控防裂效果较好、自动化程度较高的光纤测温法。在混凝土浇筑过程中布设测温光纤，从混凝土开始浇筑到之后的任何时间都能够方便地了解混凝土内任一点的温度，测温误差小，使用方便，及时性好，可广泛应用于大体积混凝土温控防裂工作，对需要进行温度控制的工程项目具有重要价值。

应力传感器选择振弦式传感器。振弦式传感器具有较高的灵敏度和较强的测量精度，便于进行自动化监测，稳定性和可靠性较好。振弦式传感器以拉紧的金属弦作为敏感元件的谐振式传感器，当弦的长度确定之后，其固有振动频率的变化量即可表征弦所受拉力的大小，通过相应的测量电路，就可得到与拉力成一定关系的电信号[6]。

本工程主要在泵房地板和进水闸底板等处选择代表性断面，通过布设应变计和应变计组对混凝土的内部应变进行检测。通过获取到的应变数值，结合光纤测温数据和压力传感器监测数据，计算混凝土结构应力，指导混凝土施工方案和施工动态优化调控，从而确保混凝土施工质量。

3.3.2 变形检测。对泵站进行变形检测时需要借助工程布置的水准基点，主要包括水平位移检测、垂直位移检测和相邻块体之间的错位检测。

该泵站主体的位移检测推荐采用水准检测法，结合泵站主体各个组成部分，分别在泵房主体（包括泵站主站身、控制室和检修间等）、进水闸段、泄水闸段以及连接段部位的4个角点附近，共设置28个监测点。泵房主体监测点布置如图1所示。在各个监测点埋设沉降计，埋深8～10 m。

该泵站的水平位移监测点布设在泵房主体段、进水闸段各个结构段的顶部，共布设24个测点。在闸墩、前池和出口翼墙等检测断面上钻孔埋设测斜管（内含测斜仪），用于检测水位位移和倾斜形变，钻孔深度5～8 m。

错位检测主要是针对不同结构段连接处施工错动情况进行检测，建议在泵房段、进水闸段、泄水闸段和连接段等监测断面的上下游侧结构分缝处布设测点。共计9个断面，18支位错计，可以实现对不同结构段之间的沉降和错位的检测。

3.3.3 其他检测。此外，还应采用渗压计、土压力计等对泵房段、进水泄水闸室段以及填土接合面等部位的基础扬压力、土压力和地基应力进行检测;利用测压管、渗压计对泵站主体段及前后结合部位的绕渗流量进行检测;利用超声波流量计、多普勒明渠流量计和管道流量计等对泵站进出口明渠段和各管道流量进行检测。

3.3.4 自动化监测系统。建设该工程建议一套自动化监测系统，通过监测系统和监测设备的连接，自动实现数据的实时采集、传输、分析和处理[7]。该系统主要由数据感知层、数据采集层和数据分析层3部分构成，结构如图2所示。根据安全检测的主要内容对系统各个模块进行设计，以满足自动化监测的要求，同时结合人工辅助检测，选派有工程经验的技术人员定期或不定期进行巡视检查，以便发现施工过程中的质量问题和安全隐患，及时提出整改和补救措施。

4 结语

质量检测是泵站工程设计、施工和运行中必不可少的环节，对泵站进行质量安全检测，尤其是对泵站施工过程中的混凝土温度、应力控制等重要环节进行全过程检测，有助于及时全面了解泵站的施工状态，发现施工中存在的问题和隐患。通过不断调整和优化，不仅可以对泵站设计进行验证，保障工程建设的施工质量，还可以为施工安全的管理和工程效益的发挥奠定基础。

参考文献：

[1]赵志仁.大坝安全监测设计[M].郑州：黄河水利出版社，2003：1-11.

[2]中华人民共和国水利部.水利水电工程安全监测设计规范：SL 725—2016[S].北京：中国水利水电出版社，2016.

[3]中華人民共和国住房和城乡建设部.泵站设计规范：GB 50265—2010[S].北京：中国计划出版社，2011.

[4]吴继想，陈海峰.基于ANSYS的大体积混凝土温控仿真研究[J].河南科技，2021（1）：107-109.

[5]于文蓬，王淑凤，牟燕妮.南水北调大型泵站工程监测设计[J].山东水利，2012（4）：5-6.

[6]百度百科.振弦式传感器[EB/OL].[2021-10-25].https：//baike.baidu.com/item/%E6%8C%AF%E5%BC%A6%E5%BC%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/8914550？fr=aladdin.

[7]朱松松.基于BIM技术的泵站工程安全监测系统开发与应用研究[J].现代工业经济和信息化，2018（2）：57-59.