某水利枢纽发电引水洞混凝土质量检测评价分析

董 武

(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆?乌鲁木齐?830000)



某水利枢纽发电引水洞混凝土质量检测评价分析

董 武

(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆?乌鲁木齐?830000)

对某水利枢纽发电引水洞混凝土质量进行了详细检测，通过对检测数据的分析，对目前混凝土的情况进行了评价，提出了相关建议。表1个。

发电引水洞；混凝土；检测；评价分析

1 工程概况

某水利枢纽发电引水洞位于大坝河床左岸，由引水渠、进水塔、隧洞组成，隧洞由渐变弯、上弯段、竖井段、下弯段、平洞段组成。发电洞洞径5.5 m，设计发电引水流量82 m3/s，流速3.54 m/s，设计混凝土衬砌厚度0.6 m，混凝土设计强度为C25。竖井洞室围岩为Ⅲ类，基本稳定，下水平段洞室围岩为Ⅱ类，洞室稳定。

2 检测与评价

2.1 检测准备

(1)1∶200 引水发电洞地质展示图测绘4 144.8 m2，混凝土回弹仪测试80个测区(回弹仪型号为HT—225型，属中型)。

(2)超声回弹混凝土强度综合法检测和混凝土缺陷测试。在发电洞桩号0+000～0+030段(特别是发电洞竖井及下平洞段的黄铁矿分布带)每5 m布置1个检测断面，桩号0+030～0+250段每20～30 m布置1个检测断面(合计22条断面，测试总长379.78 m)；引水发电洞超声检测379.94 m。

2.2 发电洞混凝土回弹仪法检测与评价

发电洞回弹法检测，在上平洞段(0+000～0+025)布置3条环形检测断面，每个断面分别布置4个回弹仪检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成17个检测区，检测回弹平均值33.6。在竖井593～620 m高程段布置8条环形检测断面(上弧段、竖井段、下弧段)。由于所搭工作台架条件限制，仅在每个断面分别布置2～3个回弹仪检测区(南壁、北壁、东壁)，共完成16个检测区，检测回弹平均值35.3。在下平洞段(0+030～0+250)布置11条环形检测断面，每个断面分别布置4～5个回弹仪检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成47个检测区，检测回弹平均值32.3。

从上述检测的平均回弹值分析，各段回弹值差异不大，表明发电洞混凝土整体质量较完整、均匀，强度较高。

2.3 发电洞混凝土超声波法检测与评价

本次发电洞超声波法检测，在上平洞段(0+000～0+025)布置3条环形检测断面，每个断面分别洞布置4个超声波检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成17个检测区，检测超声波平均值4 842.4 m/s。在竖井593～620 m高程段布置8条环形检测断面(上弧段、竖井段、下弧段)。由于所搭工作台架条件限制，仅在每个断面分别洞布置2～3个超声波检测区(南壁、北壁、东壁)，共完成16个检测区，检测超声波平均值4 239.4 m/s。在下平洞段(0+030～0+250)布置11条环形检测断面，每个断面分别洞布置4～5个超声波检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成47个检测区，检测超声波平均值4 230.3 m/s。根据2006年8月检测混凝土质量波速判定标准分析，本次测试发电洞各洞段混凝土平均纵波速度在4 230～4 842 m/s之间，表明混凝土整体质量良好(见表1)。

表1 混凝土质量波速判定标准

2.4 发电洞混凝土强度超声回弹综合法检测与评价

发电引水洞由上平洞段、竖井段(上弯段、竖井段、下弯段)、下平洞段组成，洞内径5.5 m，混凝土衬砌厚度0.6 m，衬砌混凝土设计强度为C25。由于竖井段有3条黄钾铁矾蚀变带通过，流经蚀变带或矿脉的地下水对混凝土具有腐蚀性，当竖井C25混凝土完成后，在蚀变带井壁外围浇筑了1.0 m厚矿渣高抗硫水泥防腐高性能混凝土，设计强度等级C50，工程已运行近10 a。

根据中国工程建设标准化委员会标准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02—2005)、《超声波监测混凝土缺陷技术规程》(CEC 21—90)、《混凝土强度检验评定标准》(GBJ 107—87)，分别对发电洞上平洞段、竖井段、下平洞段采用统计方法进行评定。

3 结论与建议

3.1 结论

(1)表面质量缺陷检查。通过对发电洞混凝土上平洞段、竖井段、下平洞段洞内混凝土表面地质采用观察描述、敲击检查及照相等手段，未发现混凝土表层有新裂缝产生，不同部位混凝土的敲击声音清脆，混凝土内部基本无空腔和疏松现象。

平洞段混凝土表观存在的缺陷有：原裂缝、施工缝、结构缝修补后表面封闭砂浆局部脱落掉块；封堵的灌浆孔表面阴湿，有些孔渗水；底拱和拱顶因两次浇筑形成了施工缝，虽然经过防渗处理，但局部有阴湿渗水，部分施工缝内聚氨酯密封膏发生流变析出白色粘稠物质；大部分环向结构缝处发现阴湿、渗水、滴水现象，在钢板内衬和混凝土连接段伸缩缝滴水。混凝土表面局部有点渗和面渗现象；发电洞竖井段混凝土表面没有明显渗水明流现象，原裂缝修补处表面封闭砂浆局部脱落，混凝土局部有阴湿，白色物质挂面。

以上出现的混凝土表面质量缺陷与2004年、2006年洞内直观检查情况基本一致，表明发电洞在近4 a的运行中混凝土表面基本没有发现新的质量问题。

(2)本次发电洞回弹法检测，在上平洞段(0+000～0+025)布置3条环形检测断面，每个断面分别洞布置4个回弹仪检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成17个检测区，检测回弹平均值33.6。在竖井593～620 m高程段布置8条环形检测断面(上弧段、竖井段、下弧段)。由于所搭工作台架条件限制，仅在每个断面分别洞布置2～3个回弹仪检测区(南壁、北壁、东壁)，共完成16个检测区，检测回弹平均值35.3。在下平洞段(0+030～0+250)布置11条环形检测断面，每个断面分别洞布置4～5个回弹仪检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成47个检测区，检测回弹平均值32.3。从上述检测的平均回弹值分析，各段回弹值差异不大，表明发电洞混凝土整体质量较完整、均匀，强度较高。

(3)本次发电洞超声波法检测，在上平洞段(0+000～0+025)布置3条环形检测断面，每个断面分别布置4个超声波检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成17个检测区，检测超声波平均值4 842.4 m/s。在竖井593～620 m高程段布置8条环形检测断面(上弧段、竖井段、下弧段)，在每个断面分别洞布置2～3个超声波检测区(南壁、北壁、东壁)，共完成16个检测区，检测超声波平均值4 239.4 m/s。在下平洞段(0+030～0+250)布置11条环形检测断面，每个断面分别洞布置4～5个超声波检测区(左壁、右壁、洞顶、洞底)，共完成47个检测区，检测超声波平均值4 230.3 m/s。根据2006年8月检测混凝土质量波速判定标准分析，本次测试发电洞各洞段混凝土平均纵波速度在4 230～4 842 m/s之间，表明混凝土整体质量良好。

(4)根据中国工程建设标准化委员会标准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02—2005)、《超声波监测混凝土缺陷技术规程》(CEC 21—90)、《混凝土强度检验评定标准》(GBJ 107—87)，分别对发电洞上平洞段、竖井段、下平洞段采用统计方法进行评定。根据判别标准判定发电洞上平洞段、竖井段、下平洞段混凝土强度均满足设计强度要求(质量合格)。

3.2 建议

(1)本次采用直观表面敲击检查、回弹检测、超声波测试等方法对竖井段混凝土、上下平洞段混凝土的质量状况进行了检测，表明混凝土的强度良好。

(2)从发电洞多年运行情况和历年检查对比分析，上下平洞段、竖井段未发现明显的腐蚀现象，检查中未发现新的变化情况，运行工况良好。上下平洞段、竖井段施工缝、结构缝、原裂缝表面封堵砂浆脱落，结构缝边角混凝土掉块，局部表面混凝土冲蚀麻面等缺陷，对混凝土的结构安全和发电洞正常运行影响不大；但考虑今后长期运行，避免冲蚀破坏面增大，建议对已查明的混凝土表面封闭砂浆脱落、掉块部位应进行修补处理；考虑到洞内渗水对混凝土有弱～中等腐蚀性，修补砂浆应采用抗硫酸盐水泥。

(3)发电洞段部分结构缝、施工缝、原裂缝和部分灌浆孔处渗滴水，混凝土表面局部有点渗、面渗现象，混凝土壁面局部有白色析出物等，这些缺陷不影响发电洞的结构安全稳定。另在发电洞工程运行期间，由于内水压力高于外水压力，外围腐蚀性介质被水稀释，向外侧扩散，不会进入混凝土内，所以在发电洞运行期间，对保证混凝土的耐久性和防侵蚀是有利的；但考虑到发电洞内水压力的变化和发电机组维修期间停水工况，建议根据发电洞的运行情况，选择适当时机进行各渗漏点的防渗处理。

(4)从目前发电洞多年来的运行情况看，仅存在一些表观上的局部缺陷，特别是竖井段未发现侵蚀现象，整个工程的结构是安全稳定的。

责任编辑 吴 昊

2015-05-21

董 武(1982-)，男，工程师，主要从事水利工程管理工作。E_mail:18988827585@163.com