前言

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

近年來(lái)，國內水工隧洞建設正在向長(cháng)距離、大埋深的方向發(fā)展，這給建造和運行都帶來(lái)了許多挑戰，包括地質(zhì)條件復雜施工難度大、所在位置隱蔽不易檢測、運行條件差等。這些因素可能導致水工隧洞在運行階段出現各種病害，如滲漏、裂縫等。因此，對水工隧洞進(jìn)行定期的檢測和維護是非常重要的。

■ 建造中的輸水隧洞

現有檢測方式

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

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

服務(wù)案例

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

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

■ 檢測范圍示意

2023 年 5 月 31 日—6 月 1 日，我單位派出 4 人完成了 3 個(gè)臺班的檢測作業(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、管道聲吶和激光測距儀。

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

■ 光學(xué)圖像

檢測結果顯示，檢測管段排氣閥井上游洞身頂部存在多處滴水較嚴重滲漏情況，部分環(huán)縫伸縮縫填料脫落流失，同時(shí)還發(fā)現了涵洞洞身周?chē)嬖谳^大脫落缺陷及毛細縫。

除去結構性病害，檢測人員還針對底部淤積層和雜物堆積、洞室上方水面團狀雜物漂浮等做出分析報告，針對上述問(wèn)題，管理方已經(jīng)制定了檢修和后期運維監管的方案，確保輸水隧洞的安全正常運行。

■ 激光測距儀圖像

利用水下機器人進(jìn)行水工隧洞檢測已經(jīng)成為一種高效、精確的方法。它可以快速獲取數據并識別潛在問(wèn)題，提高檢測的效率和精度。此外，這種技術(shù)還可以降低人工檢測的危險性，特別是在深水和復雜的水下環(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，水下機器人也可以進(jìn)行精準的檢修和運維監管。

隨著(zhù)水下機器人技術(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行做出更大的貢獻。