前言

水工隧洞在水利工程中發(fā)揮著重要的作用，特別是在水電站中。截至 2015 年，我國(guó)水電站水工隧洞累計(jì)長(zhǎng)超過(guò) 10000 千米。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)水工隧洞建設(shè)正在向長(zhǎng)距離、大埋深的方向發(fā)展，這給建造和運(yùn)行都帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)，包括地質(zhì)條件復(fù)雜施工難度大、所在位置隱蔽不易檢測(cè)、運(yùn)行條件差等。這些因素可能導(dǎo)致水工隧洞在運(yùn)行階段出現(xiàn)各種病害，如滲漏、裂縫等。因此，對(duì)水工隧洞進(jìn)行定期的檢測(cè)和維護(hù)是非常重要的。

■ 建造中的輸水隧洞

現(xiàn)有檢測(cè)方式

傳統(tǒng)的水工隧洞檢測(cè)方式主要是人工檢測(cè)。然而，這種方法存在諸多問(wèn)題。首先，人工檢測(cè)速度慢，效率低。其次，由于水下環(huán)境復(fù)雜，檢測(cè)的準(zhǔn)確性和精度難以保證。此外，人工檢測(cè)還存在危險(xiǎn)性，尤其是在深水或復(fù)雜的水下環(huán)境中。

為了克服傳統(tǒng)檢測(cè)方式的局限性，許多管理單位開(kāi)始使用水下機(jī)器人進(jìn)行水工隧洞的檢測(cè)。這種技術(shù)讓長(zhǎng)距離的水工隧洞病害排查變得更加科學(xué)和高效。水下機(jī)器人可以精確、快速地收集數(shù)據(jù)，并可以在隧洞運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，大大提高了檢測(cè)的精度和效率。

服務(wù)案例

2023 年年初，北京某兒童福利院門前綠地發(fā)現(xiàn)冒水現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)取水檢測(cè)硝酸鹽和硫酸鹽指標(biāo)后，初步認(rèn)定冒水原因與附近一個(gè)輸水隧洞漏水有關(guān)。由于隧洞正在運(yùn)行中，無(wú)法進(jìn)行停水檢測(cè)。相關(guān)單位在漏點(diǎn)處采取了引流措施，避免了冒水對(duì)周邊環(huán)境和人員通行的影響。

在水廠例行停水檢測(cè)期間，地面冒水現(xiàn)象停止，這進(jìn)一步證實(shí)了隧洞漏水是導(dǎo)致冒水的原因。為了全面了解隧洞的狀況，業(yè)主單位聯(lián)系了博雅工道，并決定在隧洞運(yùn)行期間使用水下機(jī)器人進(jìn)行檢測(cè)。

■ 檢測(cè)范圍示意

2023 年 5 月 31 日—6 月 1 日，我單位派出 4 人完成了 3 個(gè)臺(tái)班的檢測(cè)作業(yè)。本次作業(yè)使用 R-20 搭載水下高清攝像頭、前視多波束聲吶、管道聲吶和激光測(cè)距儀。

檢測(cè)人員使用 R-20 根據(jù)現(xiàn)有地表滲水點(diǎn)位置，對(duì)排氣閥井上下游約 400 米范圍管段進(jìn)行全覆蓋掃描，主要檢測(cè)隧洞滲水點(diǎn)附近伸縮縫，對(duì)重點(diǎn)關(guān)注部位和異常部位進(jìn)行進(jìn)一步抵進(jìn)直觀檢查和激光測(cè)距儀掃描。

■ 光學(xué)圖像

檢測(cè)結(jié)果顯示，檢測(cè)管段排氣閥井上游洞身頂部存在多處滴水較嚴(yán)重滲漏情況，部分環(huán)縫伸縮縫填料脫落流失，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了涵洞洞身周圍存在較大脫落缺陷及毛細(xì)縫。

除去結(jié)構(gòu)性病害，檢測(cè)人員還針對(duì)底部淤積層和雜物堆積、洞室上方水面團(tuán)狀雜物漂浮等做出分析報(bào)告，針對(duì)上述問(wèn)題，管理方已經(jīng)制定了檢修和后期運(yùn)維監(jiān)管的方案，確保輸水隧洞的安全正常運(yùn)行。

■ 激光測(cè)距儀圖像

利用水下機(jī)器人進(jìn)行水工隧洞檢測(cè)已經(jīng)成為一種高效、精確的方法。它可以快速獲取數(shù)據(jù)并識(shí)別潛在問(wèn)題，提高檢測(cè)的效率和精度。此外，這種技術(shù)還可以降低人工檢測(cè)的危險(xiǎn)性，特別是在深水和復(fù)雜的水下環(huán)境中。通過(guò)案例可以看出，即使在水工隧洞處于狀態(tài)下，水下機(jī)器人也可以進(jìn)行精準(zhǔn)的檢修和運(yùn)維監(jiān)管。

隨著水下機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，我們相信，這一技術(shù)將在水工隧洞和其他水利工程中發(fā)揮更大的作用，為保障水利工程的安全運(yùn)行做出更大的貢獻(xiàn)。