美国中部能源公司使用TIP(热电缆)代替CSL(跨孔超声法)作为工程检测手段
发布时间:2016-02-02

  在电力传输行业,多重功能项目(简称MVP)是经过战略性策划的大项目,这些项目通过升级电力传输基础设施来造福当地居民。美国中部能源公司(简称MEC)的MVP-3及MVP-4项目将对4个变电站进行升级,升级现有的161kV输电线路,并新建一条横穿爱荷华州的345kV输电线路。所有这些项目加起来,总长约307km。按照工程进度规划,在未来的两年半时间里,这些项目将施工1068根钻孔桩,作为输电线塔的基础。所有这些项目的设计、采购及施工都将由EC能源公司承担,Neil Russo将负责这些项目基础工程的日常质量控制与质量保障工作。

  起初,我们计划由GRL的伊利诺斯办事处承担86个沿线设施基础工程的TIP测试工作。沿线设施是输电线路直线段的塔。根据设计,这些塔需要承受水平荷载及静荷载的作用。这些是输电线路上最常见的设施,用于支撑输电电缆。该基础施工的钻孔桩桩径1.5到2.1m,桩长约10m。质量控制方案最初是计划使用跨孔超声(CSL)的方法进行检测,辅以低应变检测。

  CSL检测是利用超声波原理来评价混凝土的质量,发射探头发射声波,穿过混凝土到达接收探头,探头沿预先埋入桩身的声测管移动,声测管与桩身轴线平行。CSL无法评价钢筋笼外部的混凝土质量。低应变法则是通过手锤敲击,产生的应力波的反射波的特征,来判断桩身完整性,有些情况下,低应变能测的深度有一定限制。

  CSL检测曾经有过误判缺陷的情况,导致项目上每根桩多花了5000到1万美元的取芯费用。TIP的热电缆检测模式,由于检测分析周期短的优势(1到3天,而CSL及低应变检测需要至少7天),可以作为一种很好的替代方法。另外,TIP检测还能避免因误报缺陷而产生的额外检测费用,评价钢筋笼位置以及钢筋笼保护层厚度。钢筋笼保护层厚度是一个重要的参数,对于那些需要承受水平荷载(如风荷载)的桩尤其如此。

  热电缆模式的TIP测试,需要预先在钢筋笼上绑扎特制的电缆,电缆上每隔300mm安装有一个热传感器。这些传感器会在混凝土凝固过程中记录水泥的温度,通过对温度场的分析,我们可以对可能存在的缺陷进行评价,还可对钢筋笼在桩身中的位置进行分析。TIP测试可以详细分析钢筋笼外混凝土的面积,并且这种方法在实际操作中没有桩长限制。

  由于对沿线桩基TIP检测的出色表现,业主指定GRL来对5个重要的端部工程桩进行TIP测试,这些桩是作为端部电塔的基础的。所谓端部设施是指线路末端或者转弯处的设施。相比于沿线设施,端部设施要更大一些,而且所承受的水平荷载也要大得多。在MVP-3或者MVP-4项目中,端部桩的尺寸几乎是沿线桩的两倍:直径3.4m,长22.9m。TIP检测的结果以及相应的CSL和PIT检测结果都会提交给负责记录的工程师进行比较,以决定是否用TIP代替CSL对剩余的关键结构基础桩进行检测。同时,这一比较也能突显TIP检测的成功,及其相比于CSL更节省费用这一事实。

  在成功测试了5个关键设施基础之后,EC能源公司决定将原计划采用CSL进行检测的79个设施全部改为TIP检测。目前,GRL正对该工程的170个设施基础进行TIP检测。在该项目的TIP检测推动过程中,EC能源公司的Neil Russo起到了关键作用,他如是评价道:“鉴于这些项目的规模以及工期挑战,TIP在基础建设过程中体现了不可估量的价值。由于使用了TIP检测,我们的施工工期更容易控制,而且,我们不再需要进行CSL等其他无损检测。在将来的输电线路的建设项目中,EC能源公司会将TIP列为我们首选的完整性检测手段!”。

 

  

  直径3m的钢筋笼,用于承载力要求高的结构基础

 

 

  Danny Belardo、Travis Coleman——GRL公司工程师

  Neil Russo——EC能源服务公司

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