常州市大运河东枢纽节制闸工程建筑物现场安全检测分析

蒋 益，张 兴，胡鹏鑫

(常州市城市防洪工程管理处，江苏 常州 213000)

0 引言

水闸的运行安全至关重要，因此，我国实行水闸的定期安全鉴定制度，首次安全鉴定应在竣工验收后每隔一段时间进行一次全面安全鉴定。常州市大运河东枢纽工程为常州运北片大包围主要口门建筑物之一，是常州市水利分区运北片的重要防洪控制工程。为了保证工程运行安全，对大运河东枢纽节制闸工程建筑物现场安全检测分析。

1 工程概况

大运河东枢纽为常州运北片大包围主要口门建筑物之一，是常州市水利分区运北片的重要防洪控制工程。枢纽由一座2×16 m节制闸和一座100 m3/s的排涝泵站组成，节制闸为两孔，单孔净宽16 m，采用下卧式平面钢闸门，液压启闭机操作。节制闸为整体坞式结构，门槛高程为0.00 m，底板面高程-1.50 m，闸墩顶高程6.80 m。

2 节制闸工程建筑物现场安全检测

2.1 结构强度检测

2.1.1 检测方法

检测方法为现场钻取芯样，检测部位为1号孔左墩、2号孔右墩。标记取样位置，安放钻机，调整钻机使钻头对准取样位置，将水路、电路接通调试后，通电启动，调整加压手柄使钻头缓慢的靠近取样部位，轻轻加压，直到钻头入槽后，在逐渐加压。冷却水保持畅通，水流量控制在3 L/min～5 L/min，取样深度约20 cm，达到深度候，开始退钻出槽，关闭水路、电源。移开钻机后，取出芯样并编号保存。

在实验室将芯样做成柱体试块，尺寸为φ100 mm×100 mm、两端头修整平整，测试破坏荷载。

试件强度计算如下：

取组内芯样强度的最小值作为该组芯样的抗压强度代表值，与同龄期150 cm×150 cm×150 cm标准试块抗压强度相同。

2.1.2 检测结果

钻芯取样法检测混凝土抗压强度成果见表1。

表1 大运河东枢纽混凝土钻芯法强度检测成果表

2.2 碳化深度检测

2.2.1 检测方法

检测部位为1号孔左墩、中墩、2号孔右墩。人工用冲击电钻在测试结构表面打孔，深约15 mm，将孔内灰尘吹净，用1%浓度的酚酞酒精溶液滴在孔内壁，用碳化深度测量仪测量已碳化与未碳化混凝土交界面至混凝土表面的垂直距离多次，其平均值为碳化深度值。

2.2.2 结果分析

测量结果见表2。可以看出边墩碳化深度分布不均匀，其值在5.0 mm～20.0 mm之间，其中中墩最大碳化深度为20.0 mm；排架碳化深度分布均匀，其值在9.0 mm～13.0 mm之间。

表2 大运河东枢纽混凝土构件碳化深度检测值 单位：mm

2.3 混凝土保护层检测

2.3.1 检测方法

检测部位为1号孔左墩、中墩、2号孔右墩、1号孔左排架。对每个构件，根据受力主筋的走向，选择五个点，用北京海创高科公司制造的HC-GY30型钢筋位置测定仪测定混凝土保护层厚度。

2.3.2 检测结果

混凝土保护层厚度检测结果见表3。可知大运河东枢纽的1号孔左墩的实测混凝土保护层厚度均大于最大碳化深度、设计值和规范要求的最小保护层厚度；中墩、2号孔右墩的实测混凝土保护层厚度均大于最大碳化深度、设计值和规范规定的最小保护层厚度但小于设计值。

表3 大运河东枢纽混凝土保护层检测结果 单位：mm

2.4 结构病害检测

2.4.1 检测方法

钢筋混凝土结构病害的检测主要是从裂缝宽度、长度、走向、位置、表面特征，混凝土是否膨胀、剥落、钢筋是否锈蚀等几个方面来进行检测并综合判断。

2.4.2 检测结果

大运河东枢纽检测结果如下：(1)中墩1号孔侧橡皮止水固定螺栓脱落；(2)中墩上游侧轻微擦损；(3)中墩2号孔侧液压启闭机座混凝土胀裂长约15 cm；(4)中墩2号孔侧门槽水位变幅区露筋长约50 cm；(5)砼挡墙与浆砌块石挡墙水位变幅区接缝处混凝土脱落露筋长约60 cm。

3 检测结果评价

3.1 混凝土强度评价

根据混凝土强度的检测结果评价混凝土强度，当混凝土的强度推定值大于混凝土的强度标准值时，混凝土强度满足设计要求，否则混凝土强度不满足设计要求。当混凝土强度虽低于设计强度标准值但大于设计强度标准值的90%，应进行复核计算，验算结构的安全性。判定标准见表4。

表4 混凝土强度判定表

混凝土强度评定成果见表5。可以看出：大运河东枢纽闸墩混凝土强度评定标度为A，表面基本完好。

表5 大运河东枢纽混凝土强度评定成果表

3.2 碳化评价

混凝土的碳化按其对结构的影响程度可分为四类，混凝土碳化程度判定标准见表6。

表6 混凝土碳化程度判定表

混凝土碳化评价成果见表7。可以看出，大运河东枢纽闸墩、排架混凝土碳化评定标度为A，表面基本完好。

表7 大运河东枢纽混凝土碳化程度判定成果表

3.3 保护层评价

式中：Dni为钢筋保护层厚度实测值；n为检测构件或部位的测点数。

检测构件的钢筋保护层厚度特征值Dne按下式计算：

应根据检测构件后部位的钢筋保护层厚度特征值Dne与设计值Dnd的比值，按表8的规定确定钢筋保护层厚度评定标度。

表8 钢筋保护层厚度判定系数

混凝土保护层评定成果表见表9。可以看出，闸墩保护层厚度评定标度为1，对结构钢筋耐久性的影响不显著。

表9 大运河东枢纽混凝土保护层评定成果表

4 结论与建议

4.1 结论

闸墩混凝土强度为41.25 MPa，混凝土强度满足原设计及规范要求；混凝土强度评定标度为A，表面基本完好；碳化深度分布不均匀，其值在5.0 mm～20.0 mm之间，其中中墩最大碳化深度为20.0 mm；混凝土碳化评定标度为A，表面基本完好；1号孔左墩的实测混凝土保护层厚度均大于最大碳化深度、设计值和规范要求；中墩、2号孔右墩的实测混凝土保护层厚度均大于最大碳化深度、设计值和规范要求；保护层厚度评定标度为1，对结构钢筋耐久性的影响不显著；中墩1号孔侧橡皮止水固定螺栓脱落；中墩上游侧轻微擦损；中墩2号孔侧液压启闭机座混凝土胀裂长约15 cm；中墩2号孔侧门槽水位变幅区露筋长约50 cm。

4.2 建议

对照检测结果，大运河东枢纽检测结果基本满足标准要求，运行中发现的质量缺陷对工程安全无影响，但针对大运河东枢纽现场病害检测中发现的问题，应及时进行必要的维修，加强对该工程的维护工作。