混凝土检测在喀群引水枢纽中的应用.pdf

混凝十检测在喀群引水枢纽中的应用 周 凯 ( 新疆喀什地 区叶 尔羌河流域管理局 新疆 喀什8 4 4 7 0 1 1 ) 摘 要 文章 阐述 了喀群 引水枢纽混凝土检测工怍 ， 分析 了混凝土检测在喀群 引水枢纽 中的应用 ， 总结 了喀群 引水抠纽混凝土存在 的问题 ，为喀群引水枢纽安全鉴定和安全运行工作提供 了科 学依 据 ， 具有 重要意义和作罚。 关键词 混凝土 ； 检测 ； 引水枢纽； 应用 中图分类号 ： T V 5 4 4 文献标识码 ： B 1 工 程概 况 喀群 引水枢 纽位 于叶尔 羌河 t t 山口 ， 是 叶尔羌河第 一级控制性渠首 ，地处新 疆莎车 县喀群 乡境 内：喀群引水枢纽属 I 等 火( ) 型水利工 程 ， 设计洪 水流量 7 8 9 0 m s ， 校 核洪 水流量 1 3 5 0 0 m s ，设计引水流量 3 4 0 m s ， 控 制灌溉面积 3 4 0万亩 。 工程建 于 1 9 8 2年， 1 9 8 7 年 2月投入运行 。工程以引水灌溉为主 ， 兼顺 防洪和发电 2 0 0 8年 3月 ，开展 了喀群 引水枢纽混凝 土检测 J 作 检测 目的是为 了对 喀群 引水枢 纽的现状做 安全评价 ，为喀群 引水 枢纽安 全鉴定和安全运行T作提供科学依据 2检 测仪器 及 工具 ( 1 1 兆欧表 、 钳形电流表 、 噪声 汁等 f 2 ) 磨光机 、 冲击钻等 ； ( 3 ) H T 一 2 2 5型 回弹仪 ； ( 4 ) E K K O 一 4 2型 1 2 G探地雷达 ； f 5 ) E K K O 一 4 2型 4 5 0 M探地雷达 3混凝土检测内容 本次检测 主要 对喀群引水枢纽 泄洪 冲砂 闸 、 东岸 总进水 闸 、 东岸进 水 冲砂 闸 、 西岸进 水 冲砂 闸混 凝土进行检测 。检 测内容为混凝 士碳化试验 、 混凝土强度检测 、 钢筋保护层厚 度与病害探测 、 病 害调查等 。 检测 中为 方便说明 ，对 引水枢纽 闸墩 进行 了编 号， 约定为 ： f 1 ) 自左至 右分别编 号为 1 ， 2 ； f 2 ) 选 定闸室沿水流方 向分为夸侧擘 和右 侧壁 。 3 1 混凝土碳化试验 混凝土碳 化后 ，钢筋混凝 土结构里 的钢 筋将 失去碱性环境 的保护 而与空气和水 发生 锈蚀反应 本次试验对喀群引水 枢纽 尔 岸逊 水 闸第 3孔 、 东岸泄洪 闸第 5孔 、 两岸进 水闸 第 4孑 L、西 岸进水 冲砂闸第 2孔 两边墩 的侧 面各 进行 j -2个 测点 的碳化 试验 ， 试验结果 表 1 喀群引水枢纽 闸墩混凝土碳化试验结果 碳化深度 mm 闸室名称 部何 测点 1 测点 2 平均值 主 闸墩 6 9 2 1 8 1 4 3 东 岸进水 闸第 3 孑 L 右闸墩 9 7 l 7 5 l 3 6 左 闸墩 1 8 6 l 3 4 1 6 O 东岸泄洪 闸第 3孔 右闸墩 2 0 5 1 6 3 l 8 - 4 左 闸墩 1 7 8 1 3 2 1 5 5 西 岸进水 闸第 4孔 右 闸墩 1 O 5 8 1 9 3 左 闸墩 8 6 l 2 2 1 0 4 两岸进水 冲砂 闸第 2孔 右闸墩 l 0 7 1 4 3 1 2 5 见 表 1 ： 3 2混凝 土强度检测 混凝土强度检测采用回弹法检测 ， 根据现 场情况对选 定闸墩进行了检测 ， 即分别对 喀群 引水枢纽东岸进水 闸第 3孔 、泄洪 闸第 3 L 、 西岸进水闸第 4孔 、 冲砂闸第 2孔 的混凝土强 度进行 J ， 检测 。各构件布置测 区为： 左 、 右边 墩分别为 6个 ， 每个测区共测试 1 6个回弹值 ， 测 试面积为 4 0 0 c m。将每 个测 区的 l 6个测点 的网弹值进 行求解 ， 然后根据 水 工混凝土 试 验规程 对叫弹值进行修正 ， 并进 一步根据碳 化深度得到r I_ I 回弹值推定的混凝土强度， 检测 及计筲结果见表 2 3 3钢筋保护层 厚度与病害探测 施 _1 ： 过程巾， 对混凝土闸墩周围用 预制混 凝土板进行 ， 罩面处理 但巾于施T振捣 不密 实 ， 在预制板后的浇筑混凝土 现 了蜂窝 、 松 散 、 不密实 、 钢筋锈蚀等情况 。而且过薄 的钢 筋保 护层会导致钢筋锈蚀 、混凝 土剥落等现 象 ， 使钢筋混凝 土性能受到影响。 试验采用 1 2 G Hz 探 地雷达沿闸墩侧面进 行扫描 ，判断钢筋保护层厚度 ，探 测深度 为 0 6 m 从扫捕 图像 上分析 ， 喀群 引水枢纽 闸墩 混凝土保护层厚度最 小处 约为 3 c t n l ， 而且 钢筋 分布不均 。 试 验采用 4 5 0 MH z探地 雷达沿 闸墩侧 面 进行扫 描 ， 探测混凝土 内部结构病 害 ， 探测深 度为 1 5 m一经探地雷达检测 ， 喀群引水枢纽闸 墩的混凝土内部没有 明显的病害现象 。 3 4病害调查 对喀群引水枢纽西岸进水闸第 4孑 L 、 西岸 进水 冲砂 闸第 2孑 L 、 东岸进水 闸第 3孔 、 东岸 泄洪 闸第 3孑 L 各闸室和左右 闸墩 侧面的病害 做了调查 ， 调查结果如下 ： ( 1 ) 西岸进水 闸第 4孔病害状况。各 闸室 迎水面闸墩下部冲刷较严重 ； 闸室胸墙 中部 自 底 而上有 一条长 1 5 m，宽 3 m m 的竖 向裂缝 ( 1 5 0 c m X 3 I I 1 I 1 ； 胸 墙与闸墩结合处 不密实 ， 有 混凝土收缩 裂缝 和空 隙；闸室底板冲刷严重 ， 卯亓露出；闸墩结合处由于止水橡皮损坏， 闸 门两侧分别出现不同程度 的渗漏水现象 ； 混凝 土平 均碳化深度 达 9 3 ra m1 5 5 ra m；其他基 本完好。 ( 2 ) 西岸进 水冲砂 闸第 2孑 L 病害状 况。闸 室 底板 冲 刷较 严重 ；左侧 闸墩 中 部距 地 面 1 4 m高有一 条 2 5 m长 ， 2 5 ram宽的横 向裂缝 ( 2 5 0 r m2 5 ram) ；交通桥底部横 隔板端 混凝 土崩落 ， 多处连接钢板锈蚀 ； 闸门闭合不严 ， 闸 门两侧分别出现不同程度 的渗漏水现象 ； 混凝 土平 均碳化深度 达 1 0 4 ra m1 2 5 ra m； 其他基 本完好 。 ( 3 ) 东岸进水闸第 3 孑 L 病害状况 。闸室底 板冲刷很严重 ， 大块卵石露 出； 下游闸墩及闸墩 侧壁均有冲刷坑槽 ； 闸室胸墙 中部有一条 2 2 m 长 ， 1 5 ra m宽 的竖向裂缝 (2 2 0 c m1 5 mm 1 ； 左侧 闸墩 距闸 门 4 m，高 1 2 m处有 一条 2 5 m长 ， 浅析水工建筑物的破坏形式及防治措施 唐启坤张忠英 ( 陕西江汉水电勘测设计有限公司 陕西 西安 7 1 0 0 1 6 ) 摘要 我国是世界上水工建筑物最多的国家之一 ， 但每年水工建筑物 的破坏造成 了巨大的国民经济损 失。本文通过对水工建 筑物各种破坏现象的分析， 提 出了相对应的防治措 施， 供相关人 员参考 。 关键词 水工建筑物 ； 破坏 类型 ； 原因； 防治措施 中图分类号 ： T V 6 9 8 2 文献标识码 - B 我 国是世界上建坝最 多的国家 ，已建 各类大坝 8 2 9 0 0多座 ，其 中大 、中型水库 2 8 0 0多座 ， 其余 9 7 均 为小型水 库。 由于 各种 因素的影响水_ = 建筑物 的破 坏现象时 有发生 ， 给经济社会发展造成 了较 大损失 。 据统计 ， 全 国累计已有 3 4 的各类水 库溃 决 ，其 中 8 5 的溃 坝低 于 2 0 m2 5 m， 4 0 m 的坝罕有溃决 ， 5 0 m以上的坝则无一 溃决。 根据所收集到的资料研究分析水 建 筑物 破坏原因可分 为： 冲刷破坏 、 空蚀破 坏 、 磨蚀 破坏 、 冻 害等 。 1水工建筑物的冲刷破坏 1 1冲刷破坏类型 由于水 工建筑 物始终受 到下泄 水流 特 别是 高速水 流的冲刷作用 ，因而 建筑物 本身及其上下 游河 道 ，由于水流 冲刷所 造 成 的破坏 几乎 随处可见 ，而又难 以完全 避 免 ， 有时甚至是大坝破坏 的主要 原因。 水流对建筑物的冲刷破坏类 型有 ： ( 1 ) i 左口引渠 、导墙及岸坡的冲刷与坍塌； ( 2 ) 泄槽底板及边墙 的冲刷 、 冲磨及揭 底破坏 ； ( 3 ) 口消能设施( 挑 流鼻坎 、 消 力池底 板及尾坎 、消力戽扁斗表 面及 各种辅助消 能T等) 的冲刷 、 冲磨破坏 ； ( 4) 下游河床 、 岸坡及 防护 丁程的冲刷 破 坏； ( 5) 在特 殊情 况下水流越过泄槽 边墙 ， 甚至土坝漫顶 ，对下游坝坡及 建筑物外部 基础的冲刷破坏 。 1 2冲刷破坏 原因 发生冲刷破坏 的主要 原因是水流 流态 不 良、闸门运行方式 不佳 、体型不佳 和渗 水 、 冻融破坏 等。 ( 1 ) 进 口段布置不 当， 局部边界收缩过 急或岸边有 山咀阻挡 ， 使进 流不畅 、 流态紊 乱 。有的土质引渠未做衬砌 ， 流速过大则必 然导致 冲刷 。 ( 2 ) 建筑 物表 面的 冲蚀 首 先与下 泄水 流 的流速有关 。 实验 表明， 硅表 面的单位冲 蚀 率( 单位时 间内 、 单位面 积上 冲蚀破 坏的 重量1 与流 速的 1 52 5次方 成正 比， 流速 增加一倍 ， 单位冲蚀率将增加三倍 以上。另 外 ，其 中含砂量 的多少也直接影 响到冲蚀 的程度 ， 对 于清水冲刷 ， 普通硅 町以承受到 2 5 m s 的流速 。目前 ， 丁程 上常用 的抗 冲耐 表 2 喀群引水枢纽 闸墩混凝土强度 混凝土强度 MP a 变异 闸室名称 部位 测区 1 测区 2 测 区 3 测 区 4 测区 5 测区 6 平均值 标准差 推定值 系数 东岸进水闸 左 闸墩 3 9 8 5 3 5 1 4 0 0 3 8 _ 2 3 3 9 3 1 4 5 3 6 4 2 3 4 8 0 3 1 4 5 0 0 9 5 第 3孔 右闸墩 3 1 7 5 3 39 3 4 2 41 O 3 5 8 5 3 0- 3 5 3 4 5 3 7 2 3 3 0 35 0 l 08 东岸泄洪闸 左 闸墩 2 7 3 5 2 4 0 l 9 2 2 2 O 2 4 8 5 2 4 5 5 2 3 6 6 2 7 7 8 1 9 2 0 1 】 7 第 3 孔 右 闸墩 I 5 8 2 7 35 2 6 2 3 0 5 2 54 2 0 3 2 4 2 6 5 3 0 7 l 58 0_ 2 l 9 西岸进水闸 左 闸墩 l 8 3 2 0 2 1 3 9 1 3 9 1 7 6 l 7 -2 1 6 8 5 2 5 l l 3 9 0 1 4 9 第 4孔 右 闸墩 1 9 3 1 5 4 5 l 4 3 l 8 3 4 l 6O 1 8 7 I 7 0 2 2 0 3 4 1 4 3 O 1 l 9 西岸进水冲 左 闸墩 l 5 6 1 6 0 l 2 6 l 3 5 5 1 6 2 1 8 -2 l 5 36 2 0 0 7 l 2 6 O 1 3 1 砂闸第 2孔 右 闸墩 2 9 51 3 2 2 3 4 0 5 3 2 5 3 06 5 3 4 6 5 3 2 2 8 1 9 7 2 2 95 O O 6l 1 5 mm宽的竖向裂缝( 2 5 0 e m1 5 mm ) ； 胸墙 靠右墩 处有 一条 1 2 m长 ， 1 5 m m宽 的蛏向 裂缝 ( 1 2 0 e m1 5 ram) ； 交通桥底 部横 隔板 端混凝土崩落 ， 多处连接钢板锈蚀 ； 弧形 钢 闸 门 锈 蚀 ； 混 凝 土 平 均 碳 化 深 度 达 1 3 6 m m1 4 4 m m； 其他基本完好 。 ( 4) 东岸泄洪 闸第 3孔病害状况 闸室 底板冲刷较严重 ；闸墩侧壁受到一定程 度 冲刷 ； 闸门闭合不严 ， 闸门两侧分 别 现不 同程度的渗漏水现象 ；混凝土平均碳化 深 度达 1 6 ， 0 ram 1 8 4 mm； 其他基本完好 。 由于 闸墩 四周用 预制板 作 了保护面 ， 因此墩体表面裂缝无法检测。另外 ， 闸墩辐 射加强筋锈蚀厚度约为 2 m m，约为直径 的 1 3 3 3 。加强辐射 筋埋在 预制板 内约 5 e m， 并且灰缝多处开裂 、 脱落 ， 未能充分 发挥其 加固作用 。 4结语 通过 对喀群引水枢纽混凝土结构 检测 和病 害调 查， 初 步认为： ( 1 ) 闸墩混凝土存在碳化现象 ， 最大碳化 深度达 1 8 4 m m， 最小碳化深度 9 3 ram， 平均碳 化深度为 1 3 7 5 mm， 使得混凝土强度降低。 ( 2 ) 闸墩 混凝 土回弹 强度推 定值最 大 为 3 1 4 5 MP a ， 最 小为 1 2 6 MP a ； 东岸进 水闸 第 3孔 强度最大 ，西岸进水冲砂 闸第 2孑 L 左闸墩强度最低， 结构混凝土强度变异系数 大多处于 O 0 60 1 5之 间， 这说明闸墩的均 匀性较好 ， 只有东岸泄洪闸第 3孑 L 右闸墩 变 异系数为 O 2 1 9 ， 混凝 土均匀性不好 。 ( 3 ) 闸墩混 凝土保 护层厚 度最 小处 约 为 3 c m， 钢筋分 布不均匀 ， 闸墩混凝土 内部 局部存在病害现象。 ( 4 ) 存在底部混凝土 冲刷严重 、 闸底板 冲刷破坏严重及混凝 土裂缝 、 剥落 、 露骨 和 钢筋锈蚀等现象。陕西水利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 ) O 、 ( 了 ) o