库塔干渠东干渠水闸混凝土的安全检测
2013-09-03谢明勇
谢明勇
(新疆巴州水利水电勘测设计院,新疆库尔勒 841000)
目前许多已建水闸的建设年代久远,限于当时的技术经济水平,从其设计标准、建设所用的材料,到结构型式等方面都不能满足现行规范规程及水利规划标准的要求。多年的运行使用使本身存在的问题日益暴露。《水闸安全鉴定规定》(SL214-98)要求水闸投入运用后每隔15~20年,应进行一次全面安全鉴定。本文以库塔干渠东干渠水闸混凝土工程现场安全检测为例,阐述水闸安全检测的内容和结果。
1 工程概况
库塔干渠东干渠(上段)工程地处新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁县境内,首端接希尼尔水库分水闸,尾端接孔雀河阿恰枢纽(孔雀河阿恰龙口)。渠线沿塔里木盆地东北部的库鲁克山山前冲积平原由北向南延伸,最后投入孔雀河阿恰枢纽(孔雀河阿恰龙口)处,全长43.459km。
库塔干渠东干渠(上段)水闸包括生态闸(7+000)、生态闸(15+200)及阿克苏甫闸(37+260),工程按3级水工建筑物设计,闸孔净宽4m,水闸设计流量为 25m3/s,加大流量 30m3/s。其中生态闸(7+000)底板顶面高程 891.23m,生态闸(15+200)底板顶面高程 883.41m,阿克苏甫闸(37+260)底板顶面高程 878.01m,三处水闸均设有左、右两孔,闸门采用螺杆式平面钢闸门,闸门启闭机均采用2×5t双吊点手电两用螺杆式启闭机。水闸具有调节灌溉用水的重要作用。
工程区位于库鲁克山山前冲积扇和孔雀河冲洪积平原区内,地形平坦,出露地层主要为第三系河湖相沉积的泥岩、砂岩、粉砂岩以及第四系冲击洪、风积而成的砂砾石,细砂、亚砂土、亚粘土、粘土等。渠道揭露地层为第三系、第四系地层;沿渠线自上游向下游地层变化趋势为,第三系地层减薄,第四系地层增厚,在 20+000以后基本上没有揭露第三系地层。第三系砂岩、粉砂岩,第四系沙土属中等透水性地层;第三系泥岩,第四系亚砂土、亚粘土、粘土等属弱透水性地层。地下水位埋深在0.6~4.0m左右。
2 混凝土工程现场检测内容及检测依据
为了配合工程安全鉴定工作,混凝土工程检测包括外观调查检测(如混凝土裂缝、钢筋锈胀),混凝土强度、碳化深度,保护层厚度等。
检测依据的规范有:《水闸安全鉴定规定》(SL214-98)、《水闸施工规范》(SL27-91)、《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)、《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011)。
3 混凝土工程检测
3.1 外观缺陷调查与检测
钢筋混凝土结构外观缺陷调查主要有闸墩、扭面和排架等。
(1)闸墩。各水闸闸墩水面变动区均受冻融破坏,表面露石。
(2)扭面。各闸混凝土扭面上部均存在大量裂缝,部分裂缝宽度达到或超过了0.3mm,裂缝统计详见表1。各闸扭面混凝土水位变动区受冻融破坏较严重,部分扭面结构分缝存在错位、填充物缺失现象。
(3)排架(工作桥)。排架基本完好。
表1 裂缝统计
3.2 混凝土强度检测
采用回弹法测定混凝土抗压强度,检测部位包括闸墩、混凝土扭面与交通桥等。强度检测结果见表 2~4。结果表明:生态闸(7+000)除交通桥混凝土强度推定值外其余构件均不满足设计要求;生态闸(15+200)中闸墩混凝土强度推定值不满足设计要求;阿克苏甫闸上游右岸扭面、下游左岸扭面和交通桥的混凝土强度推定值不满足设计要求。
表2 生态闸(7+000)混凝土回弹抗压强度(单位:MPa)
表3 生态闸(15+200)混凝土回弹抗压强度(单位:MPa)
表4 阿克苏甫闸混凝土回弹抗压强度(单位:MPa)
3.3 混凝土碳化深度检测
在回弹法测定强度的区域,用冲击钻在被测试构件表面打孔,清除钻孔中粉末,在孔内喷涂试剂,用游标卡尺量测得的表层不变色混凝土的厚度即为混凝土碳化深度。混凝土碳化检测部位包括闸墩、交通桥等。检测结果见表5~7。碳化深度较深,对回弹值影响较大。
表5 生态闸(7+000)碳化深度检测(单位:mm)
表6 生态闸(15+200)碳化深度检测(单位:mm)
表7 阿克苏甫闸碳化深度检测(单位:mm)
3.4 保护层厚度检测
在水闸主要构件的钢筋部位选若干测点,用保护层厚度测定仪测定保护层厚度和钢筋深度分布的情况;部分测点用冲击钻除去表面混凝土,量测钢筋保护层厚度作为校核。各闸钢筋保护层厚度检测结果见表8~10。
表8 生态闸(7+000)钢筋保护层厚度检测(单位:mm)
表9 生态闸(15+200)钢筋保护层厚度检测(单位:mm)
表10 阿克苏甫闸钢筋保护层厚度检测(单位:mm)
4 检测结论
通过现场安全检测和相关资料分析可知。
(1)水闸整体外观良好,3处水闸闸墩水位变动区冻融破坏明显,表面露石;水闸个别部位混凝土抗压强度推定值不满足设计要求,闸墩钢筋保护层厚度均满足设计值要求;上下游混凝土扭面表面存在较多裂缝。
(2)水闸防渗设施良好,各闸扭面混凝土水位变动区受冻融破坏较严重,表面露石,部分扭面分缝分块存在错位、填充物缺失现象。
(3)水闸钢筋混凝土结构的混凝土强度、碳化深度和保护层厚度等参数部分抽样检测结果的离散性较大,表明水闸建造时的部分混凝土质量不均匀。