水工建筑物水下缺陷检测技术要求(T-CDSA 305.26—2022).pdf
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1、 ICS 93.160 CCS P 55 团体标准 T/CDSA 305.26-2022 水工建筑物水下缺陷检测技术要求(Specification for Underwater Defect Detection of Hydraulic structures)2022-06-10 发布 2022-06-10 实施 中国潜水打捞行业协会发布 T/CDSA 305.26-2022 目 次 前言.1范围.1 2规范性引用文件.1 3术语和定义.2 4一般要求.3 5水下检测技术.4 5.1一般规定.4 5.2多波束声呐检测技术.5 5.3侧扫声呐检测技术.7 5.4成像声呐检测技术.9 5.5水下
2、目视与光学成像检测技术.10 5.6水下激光检测技术.11 6混凝土结构缺陷水下检测要求.12 6.1一般规定.12 6.2混凝土结构外观缺陷水下检测要求.12 6.3混凝土结构裂缝水下检测要求.14 6.4混凝土结构渗漏水下检测要求.15 7金属结构缺陷水下检测要求.16 7.1一般规定.16 7.2金属结构外观形态检测要求.16 7.3金属结构厚度检测要求.17 7.4金属结构内部缺陷要求.18 附录 A(规范性)水下潜航器技术要求.20 附录 B(规范性)无人船技术要求.22 参 考 文 献.24 T/CDSA 305.26-2022 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工
3、作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国潜水打捞行业协会提出,本文件由中国潜水打捞行业协会归口。本文件起草单位:中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司、杭州华能工程安全科技股份有限公司、雅砻江流域水电开发有限公司、清华四川能源互联网研究院、中电建(广东)工程监测检测技术有限公司。本文件起草人:陈永灿、周梦樊、来记桃、吴方旻、聂强、孙红亮、王皓冉、胡洋、李乾德、冉健、陈思宇、李永龙、彭望、武致宇。本文件为首次发布。T/CDSA 305.26-2022 1 水工建筑物水下缺陷检测技术要求 1范围
4、本文件规定了水利水电工程、水运工程、引调水工程、航道及港口工程等水工建筑物水下缺陷检测的一般要求、水下检测技术以及混凝土结构和金属结构缺陷水下检测要求。本文件适用水工建筑物水下混凝土结构和金属结构缺陷检测的技术选择及应用。2规范性引用文件 下列文件件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。NB/T 10227 水电工程物探规范 SL 734 水利工程质量检测技术规程 SL 713 水工混凝土结构缺陷检测技术规程 DL/T 5251 水工混凝土建筑物缺陷检测和评
5、估技术规程 JTS 239 水运工程混凝土结构实体检测技术规程 JTS 304 水运工程水工建筑物检测与评估技术规范 JT/T 790 多波束测深系统测量技术要求 CH/T 7002 无人船水下地形测量技术规程 JT/T 1362 侧扫声呐测量技术要求 GB/T 18314 全球定位系统(GPS)测量规范 CH/T 2009 全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范 JJF 1334 混凝土裂缝宽度及深度测量仪校准规范 JB/T 11604 无损检测仪器超声波测厚仪 SL 751 水工金属结构声发射检测技术规程 SL105 水工金属结构防腐蚀规范 SL635 水利水电工程单元工程施工质量验收
6、评定标准-水工金属结构安装工程 GB/T 11345 焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定 T/CDSA 305.26-2022 2 GB/T 26951 焊缝无损检测 磁粉检测 NB/T 47013.4 承压设备无损检测第 4 部分:磁粉检测 T/CDSA 305.22 水下钢结构交流电磁场裂纹检测规程 T/CDSA 305.23 水下工程声呐渗漏检测技术规程 JT/T 746 无人遥控潜水器协同潜水作业要求 GB 26123 空气潜水安全要求 GB 28396 混合气潜水安全要求 HY/T 225 载人潜水器下潜作业规程 3术语和定义 3.1 多波束声呐技术 multibeam s
7、onar technology 根据声呐阵列系统反射的回波信号水深信息,集成定位、姿态、罗经等修正,获取水下地物表观三维空间形态、数字信息的技术。3.2 侧扫声呐技术 side-scan sonar technology 根据回声信号图像识别水底或水下被测物声学影像的主动声呐,检测水下物体表观形态、沉积物类型的技术。3.3 成像声呐技术 imaging sonar technology 利用声学原理与图像分析技术获取物体方位、大小、形态等信息,实现目标探测与避碰的技术。3.4 水下激光技术 underwater laser technology 利用蓝绿波段的脉冲激光发射的扇形光束,通过同步扫
8、描技术逐个像素点重建图像,在清澈水域近距离精细检测水下结构物或缺陷尺寸特征的技术。3.5 渗漏检测技术 leakage detection technology 利用测流、测渗压、测电流场、测温的勘探方法,对水下结构渗漏源头、渗漏形式、渗漏通道进行检测的技术。3.6 潜水器 submersible vehicle 潜水器是一种能够在水下环境中长时间作业的高科技装备,替代潜水员无法承担的高强度水下作业、不能到达的深度和危险条件下的水下检测、探查作业的水下机器人。3.7 无人船 unmanned vehicle 无人船是一种可远程遥控、借助精确卫星定位和自身传感器可搭载声学、光学传感器按预设任务在
9、水面航行的水面机器人。T/CDSA 305.26-2022 3 4一般要求 4.1检测对象 水工建筑物水下检测对象可为某个水下工程部位或整个水利水电枢纽的水下部分。4.2检测内容 水工建筑物水下缺陷检测应查明水工建筑物混凝土结构所存在的外观缺陷、裂缝、渗漏情况,以及金属结构外观形态、厚度、损伤情况。4.3检测技术要求 水工建筑物水下缺陷检测应根据检测目的、实施对象、工程状态、水域环境及检测指标要求等,制定适宜的单项技术手段或多项联合检测技术方案,清晰、准确地反应待检水工建筑物的缺陷现状,实现高效、准确检测。4.4金属结构内部缺陷检测技术要求 水下超声波测厚技术、水下磁粉探伤技术、水下交流电磁场
10、检测技术是针对金属结构锈蚀、裂纹、内部缺陷等检测方法,应执行 JB/T 11604、SL 751、GB/T 26951、NB/T 47013.4、T/CDSA 305.22 规范的要求。4.5水下检测定位要求 水工建筑物水下缺陷检测定位,宜优先选用国家 2000 大地坐标系,对于有当地坐标系的应转换至当地坐标系。缺陷定位除需提供大地坐标或平面坐标外,应提供里程桩号、高程、深度、相对距离等定位信息。4.6水下检测频次 水工建筑物水下缺陷检测的频次应符合以下要求:a)水工建筑物水下缺陷检测的频次不应大于其安全定检周期,间隔不宜大于 5 年。b)对于坝前进水口易淤部位、常年受水流冲刷或发现缺陷隐患的
11、部位,宜在每年汛后进行水下检测,及时观察淤堵或缺陷发展情况,为水工建筑物运行调控提供指导意见。c)当水工建筑物出现危及工程安全的问题或其周边出现洪汛、地震等自然灾害时,应及时通过水下检测查明水下现状及缺陷分布情况。4.7水下检测安全要求 水工建筑物水下缺陷检测工作应遵守水利水电工程、水运工程、引调水工程、航道及港口工程等工程检测行业领域相关的安全作业规定。T/CDSA 305.26-2022 4 4.8水下检测人员资格要求 检测工作应由持有相应检测、测绘资格证书的专业人员进行,确保现场数据采集、资料分析与检测成果符合相关要求。4.9水下检测仪器设备要求 4.9.1水下检测仪器设备应满足性能稳定
12、、构件牢固可靠、防水、耐压、抗震和绝缘性能良好等要求,并应符合下列规定:a)应按仪器设备的使用频次、检验周期和技术指标进行定期维护、检定精度,记录检验结果,并出具有效检定(校准)证书。b)水下检测的仪器和设备指标精度,应符合各类仪器设备水下检测、水下测绘中的相关要求。4.9.2水下检测仪器设备的作业环境应满足下列要求:a)作业水流应符合载具抗流性能的要求,水流不宜大于 2 节。b)作业水深应符合仪器设备最小量程范围的要求,水深不宜小于 1m。c)作业水温应符合仪器设备适用温度的要求,不宜超过-1040的范围。4.10水下检测作业及成果要求 水工建筑物水下缺陷检测应真实、直观的反映水工建筑物缺陷
13、现状,遵循以下原则:a)水下检测工作宜先区域范围性普查,后局部精细化详查,普查应能检测出缺陷分布情况、具体位置,详查应能检测出缺陷性质、规模、精细形态等;b)水下检测工作应始终处于水上指导和监督之下。c)水下检测工作宜采用多种检测技术或方法相互对比、验证,保证检测成果的一致性。5水下检测技术 5.1一般规定 5.1.1检测技术应符合作业水域、水流情况和作业适用范围的要求,应符合相关的安全作业规定。5.1.2水工建筑物水下缺陷检测技术,以指导水工建筑物安全运行和后续水下修复施工工作的有效开展为最终目的,不同于水下地形测绘、测量技术,水下缺陷普查需有较高的定位精度,平面和高程系统实测定位误差应为
14、cm 级。水面定位技术应符合 GB/T 18314、CH/T 2009 的相关规定,不可采用 CORS、DGPS 定位技术;水下定位技术如惯导技术、水声通讯技术应进行仪器的精度和稳定性验证、校准,根据作业环境的通视情况进行选型。T/CDSA 305.26-2022 5 5.1.3检测技术宜遵循“全覆盖普查+局部详查”的技术思路,应先采用声呐技术或水下激光获取检测范围内被测物的表观信息,圈定异常或缺陷范围,再采用水下目视或光学成像技术通过声呐导引至缺陷部位进行局部的摄像、观测。5.1.4水下检测技术的实施,需借助水面载具和水下载具完成,水面载具包括载人船艇、无人船,水下载具包括潜水员、潜水器。潜
15、水器、无人船作为多类检测传感器的搭载平台,其技术装备的先进性及复杂性对缺陷检测成果质量有决定性的影响,需根据不同的作业目的、作业环境、作业条件进行选型,不同于技术本身,潜水器、无人船技术要求在本文件附录 A、附录 B 中进行了规定。5.1.5水下渗漏检测技术常采用伪随机流场拟合法、水下工程声呐渗漏检测技术进行渗漏部位、类型的判定,检测技术要求包括系统配置、工作布置、数据处理及图件制作、须补测或重测的情况应符合 NB/T 10227、SL 713 和 T/CDSA 305.23 规范的要求。5.1.6水下金属结构的厚度和内部缺陷检测可采用水下超声数字测厚技术、水下超声探伤技术、磁粉探伤技术、水下
16、交流电磁场检测技术和潜水器相联合,技术要求包括系统配置、工作布置、数据处理及图件制作等内容应符合 JB/T 11604、SL 751、SL105、NB/T 47013.4、GB/T 26951、GB/T 11345、T/CDSA 305.22 的相关规定。5.2多波束声呐检测技术 5.2.1多波束声呐检测技术宜用于水工建筑物水下结构体型三维信息检测,常用于开阔水域或半封闭水域。5.2.2多波束声呐检测技术系统配置要求应符合下列规定:a)输入设备应包括多波束测深仪、姿态传感仪、罗经、定位仪、声速剖面仪、潮位仪等。b)数据采集设备应具备发射、接收换能器,监控设备应能实时监控采集数据的状态、有效性和
17、各个输入设备的信息流稳定性。c)数据采集软件应具有实时跟踪航迹、采集定位、测深、姿态等数据,以及调节发射、接收信号强度等功能。d)多波束声呐最大量程不宜低于 300m,最大耐压水深不宜小于 100m。e)多波束声呐的波束大小或量程分辨宽度应不大于 0.51,波束条带宽不宜大于 15,距离分辨率不宜大于 2cm。5.2.3多波束声呐检测工作布置除应符合 JT/T 790 的规定外,还应符合下列要求:a)测线布置应涵盖测量准确性测线、检测测线、校准测线的布置。T/CDSA 305.26-2022 6 b)测线布置方向宜选择平行于等深线的走向、水工建筑物轴线方向布设,测区内应覆盖“井”字形的探测测线
18、,相邻测线重合覆盖应大于 20%。测线应尽量平直,可随水工建筑物的形状变化而平缓弯曲,调头转向时应暂停数据的采集。c)多波束声呐测线间距,主测线的间距应不大于有效测深宽度的 80%。在重点检测水域,测线的间距应不大于有效测深宽度的 50%。有效测深宽度根据仪器性能、回波信号质量、测区水深、水流速度、测量性质、定位精度、水深测量精度以及水深点的密度而定。d)作业过程中,测量船速不宜大于 5 节,对测量船的航行速度应通过采集监控软件进行实时监控,测量时的最大船速计算公式如下:NDH)()2tan(2v (1)式中:v最大船速,单位为米每秒(m/s);纵向波束角,单位为度();H测区内最浅水深,单位
19、为米(m);D换能器吃水,单位为米(m);N多波束的实际数据更新率,单位为赫兹(Hz)。e)针对不同水工建筑物结构面,如平面、立面、斜面、垂直角,应适当加密声呐测线并调整声呐检测信号的参数,以获得高质量数据。f)对于水工建筑物数据采集过程中发现的局部缺陷,应加密局部缺陷及周边范围的检测测线,并宜调整测线方向进行多方向扫侧。5.2.4数据处理、图件制作除应符合标准 JT/T 790 的规定外,还应符合下列要求:a)应做好每条测深线的编辑情况、数据处理的参数及异常点的检查记录。b)绘制水工建筑物水下数字地形模型图、水深图,应能反映被测区水工建筑物水下结构现状特征。c)绘制水工建筑物典型结构或缺陷三
20、维实测多视角点云成果图,应与原结构面对比分析缺陷体量的变化。d)绘制水工建筑物水下典型剖面图,水下典型剖面宜经过缺陷部位,体现剖面处形态变化特征。e)绘制水工建筑物典型缺陷解译成果图,应标注水流方向、周边结构物名称、里程桩号、特征高程信息。5.2.5资料检查中发现下列问题时应进行补测或重测:T/CDSA 305.26-2022 7 a)测量区域内水深漏空或相邻测深线的重叠带宽度不符合规定;b)相邻测深线或不同测量日期所测水深拼接误差超限;c)检测数据精度无法达到分辨最小缺陷的要求;d)其他需要补测或重测的问题。5.3侧扫声呐检测技术 5.3.1侧扫声呐检测技术宜用于快速普查结构物表观现状情况,
21、可用于混凝土面板堆石坝及混凝土坝水下部分存在的面板塌陷、混凝土裂缝等缺陷检测,还可用于混凝土坝塌陷裂缝及堤防洪水期顶冲崩岸状况、观测水下地形、抛石护岸等,水库地质、微地貌调查、水下考古调查、搜救和紧急救援等。5.3.2侧扫声呐检测技术系统配置要求应符合下列规定:a)输入设备应包括导航定位设备、侧扫声呐换能器和其他辅助设备。换能器安装角应大于 15以避免水面的杂波反射。b)数据采集软件应有实时记录时间、航向、侧扫声呐数据、调整发射功率和回放等功能。c)数据处理软件应具有增益补偿、船速改正、镶嵌等基本功能。d)侧扫声呐最大量程不宜低于 150m,最大耐压水深不宜小于 100m。e)侧扫声呐的水平波
22、束宽度应不大于 0.3,航迹方向分辨率不宜大于 0.005换能器距水底的深度(m),垂直航迹方向分辨率不宜大于 1.25cm。5.3.3侧扫声呐检测工作布置除应符合 JT/T 1362 的规定外,还应符合下列要求:a)声呐换能器离被测面的高度应为所选量程的 10%15,换能器入水深度不宜小于测量船吃水0.4m,水底起伏较大的水域,可适当调整高度。b)测线布置方向宜选择测区长轴方向、目标走向平行布置,或与目标走向的夹角小于 30。c)侧扫声呐测线间距,宜根据设备量程、水深等因素综合考虑。当要求 100%覆盖时,测线间距为D2nR;200%覆盖时,测线间距为 DnR。D 为测线间距(m),R 为选
23、用的侧扫声呐量程(m),n取值依据航向误差和位置精度而定,不应大于 0.8。扫测重叠宽度应按下式计算:12221200m2EmES (2)式中:S0扫测重叠宽度,单位为米(m);E0测量船定位中误差,单位为米(m);T/CDSA 305.26-2022 8 m1测量船测定拖鱼位置的定位中误差,单位为米(m);m2定位点记入中误差,单位为米(m),格网记入取图上 1mm;E1测量船偏航的系统误差,单位为米(m),测量船航线与两定位点相连直线之间的最大横向位移,取图上 1mm。d)作业过程中,测量船速不宜大于 3 节,应匀速直线行驶,避免急转弯,转弯掉头时,不应进行侧扫数据的采集。e)对于立面、斜
24、面结构的扫侧,为保证完整呈现结构表观信息,宜调整换能器的角度与距被测面的距离控制回波影像的采集。根据待测目标大小、所处深度、结构特点、换能器高度等因素,应适当调整声呐检测信号的参数,确保信号质量达到检测目的。f)在数据采集过程中,若采用拖鱼的方式,应时刻注意换能器的水深状态,换能器所处水深应与待检测水域水深、设备检测量程相匹配,避免换能器与水下结构设备发生碰撞。g)水下目标识别应根据不同测线进行确认,当目标被探测到两次以上即可判定目标存在。测线与目标的平距应满足目标分辨率的要求,并考虑定位中误差,应将目标置于有效扫测带宽的中间位置,并应缩小量程。5.3.4数据处理、图件制作除应符合 JT/T
25、1362 的规定外,还应符合下列要求:a)应做好每条测线工作布置、参数配置情况、数据处理的参数及异常点的检查记录。b)对声呐回波数据进行增益补偿,使图像显示均衡,提取水下地面线,进行斜距改正。c)对船速变化造成的记录与实际地形的比例失调进行改正。d)根据船舶位置、拖鱼沉放深度、拖缆入水长度及方位等信息,进行拖鱼位置归算。e)绘制侧扫声呐普查影像成果图。f)结合水下地形有关数据和侧扫数据图像,进行解译判定,绘制声呐影像解译成果图。g)根据工作任务要求,可绘制具有地理坐标的影像镶嵌图。5.3.5资料检查中发现下列问题时应进行补测或重测:a)船体与侧扫声呐换能器之间的松动、晃动,影响数据采集的质量和
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