某水庫大壩安全檢測工程質(zhì)量評價與分析

【摘 要】在水庫大壩建成以后，隨著投入使用的時間不斷的增長，大壩的結(jié)構(gòu)也顯現(xiàn)出老化的現(xiàn)象，有的地方甚至已經(jīng)對安全運行形成威脅。為了對大壩進行安全鑒定提供依據(jù)，開始對大壩的混凝土進行檢測。

【關(guān)鍵詞】水庫大壩；安全鑒定；混凝土缺陷

一、工程概況

某水庫大壩采用的是低寬縫混凝土重力壩，洪水設(shè)計重現(xiàn)期為一千年，校核重現(xiàn)期則為五千年。水庫在正常情況下的高水位為222米，最高蓄水位為224米，壩頂?shù)母叱虨?30.4米，最大壩高則是108.5米，水庫的總?cè)莘e為29億立方米，壩頂長為1024米，分為55個壩段。2000年進行了水庫大壩的第一次安全鑒定，第二次安全鑒定的時間為2010年，兩次鑒定結(jié)果均顯示為Ⅰ類壩。

二、檢測內(nèi)容與檢測方法

1.檢測內(nèi)容

（1）首先對水庫的主壩進行外觀上的檢測，針對主壩所存在的缺陷及裂縫進行描述、分析和評價。

（2）通過對壩體的上游面、下游面以及溢流面、閘墩等部位混凝土鉆孔取芯，并對所取芯樣進行抗壓強度以及抗?jié)B透等性能進行測試。

（3）針對壩上交通橋和機架橋的混凝土進行回彈值和碳化深度的測定，并根據(jù)所測定的數(shù)值推算出混凝土的強度。

（4）用酚酞法對測試區(qū)表面所鉆的孔洞進行測量和計算，從而得出混凝土的碳化深度。

（5）綜合以上的測量和檢測方法，進行壩體及相對應(yīng)結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量實施評估。

2．檢測方法

2．1水庫壩體現(xiàn)場勘查

在一般勘查的基礎(chǔ)上，對一些重點部位進行深入的檢查，并將壩體裂縫和壩體混凝土質(zhì)量列入專項重點檢查?，F(xiàn)場勘查的部位有：壩體本身、壩基和壩肩以及溢流壩的勘查

2.2裂隙的檢查與處理情況

（1）裂隙檢查。通過現(xiàn)場檢查統(tǒng)計，水庫主壩上游面裂隙455處，總計長3548米，分別位于8-46號壩段，最低高程125.7米，最高高程206.2米。壩后下游面存在比較大的裂隙202條，總長約2159米。其中溢流面存在的裂隙78條，總長大約859米，廊道內(nèi)裂隙155條，長度約748米。

（2）裂隙處理。首次對壩體的處理時間是在2000年，隨后在2008年和2009年先后對大壩的裂縫進行了加固處理，減低了裂隙縫端的拉應(yīng)力，有效地控制住了縫隙的進一步擴展，加強了壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，達到了規(guī)范要求，保障了壩體安全與穩(wěn)定的運行。

2.3混凝土鉆孔取芯勘查

為求更加深入的檢測整個水庫大壩各個部位的混凝土質(zhì)量，2009年對混凝土質(zhì)量做了專項檢查：在上游壩面水位變化區(qū)、下游壩面、溢流壩的反弧段、壩頂交通橋、工作橋大梁、閘墩等部位，通過取芯機鉆孔，在打出的孔中取出混凝土巖芯，并同步做了混凝土抗壓強度、回彈、碳化以及抗?jié)B透性的檢測。

3.混凝土質(zhì)量檢測以及試驗

3.1檢測混凝土抗壓強度

通過對上游壩面、下游壩面以及溢流面和閘墩等不同部分所采取的芯樣進行試驗，測出了混凝土的抗壓強度。上游壩面、下游壩面混凝土28d的現(xiàn)齡期強度為原設(shè)計強度等級的192至321倍；而溢流面以及閘墩混凝土28d的現(xiàn)齡期強度為原設(shè)計等級的171至194倍。

3.2檢測混凝土抗?jié)B性

本別對上游壩三個不同壩段所取得的芯樣進行抗?jié)B性測試，所得結(jié)果如下，原設(shè)計指標(biāo)要求抗?jié)B等級均大于等于W6，實際測得結(jié)果分別為：9.51×10-12(m/s)以及2.16×10-11(m/s)，兩個結(jié)果均符合設(shè)計的最初要求。

3.3混凝土碳化深度

按照水工混凝土試驗規(guī)程對混凝土進行碳化深度測試的結(jié)果如下：上游壩在所選擇的測試壩段中，深度最大的為16mm，一般值均在0.5至10mm之間；下游壩碳化深度值在6至9mm之間；溢流面經(jīng)過近20年的運行所測試的碳化深度值約為0mm；閘墩所測得的值均在1mm至10mm之間，均在鋼筋保護層的厚度之內(nèi)；機架橋所測混凝土的碳化深度值也在鋼筋保護層厚度內(nèi)，值為0mm至5mm之間。

3.4混凝土回彈值

回彈值僅針對機架橋和交通橋大梁混凝土進行檢測，選取不同段進行測試結(jié)果顯示為：機架橋大梁混凝土以及交通橋路面混凝土的強度值均在30至40MPa之間。

三、對檢測結(jié)果進行分析與評價

1.關(guān)于混凝土質(zhì)量檢測結(jié)果的評價

通過對大壩不同部位進行鉆孔取樣、試驗以及針對混凝土的強度、抗?jié)B性和碳化度進行檢測，得到水庫大壩上下游壩面以及溢流面和閘墩處現(xiàn)齡期的混凝土強度比原設(shè)計的強度要大，抗壓強度和抗?jié)B度均符合設(shè)計的要求，關(guān)鍵部位的混凝土碳化情況比較輕微。從全方位來看，大壩自建成以來，工作數(shù)十年，混凝土的強度以及密實性仍然保持良好。

2.工程質(zhì)量的綜合評價

（1）工程外觀。整體面貌完成無缺，大壩頂部以及壩面干凈、整齊，主體壩外表質(zhì)量完好。

（2）壩體裂縫。大壩從建成使用至今，對有可能破壞壩體結(jié)構(gòu)的裂縫和影響大壩正常工作的裂縫在廊道內(nèi)進行了修補。在2007年上半年，對于35號壩上游面高程189米處所出現(xiàn)的一條水平約7米的裂縫進行了修補，處理方式是在壩體內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力錨固，將9根300t級的錨索從高程200米廊道向下布置，經(jīng)測力計檢測均正常，從而保證了大壩的工作的穩(wěn)定性。

（3）壩體混凝土的質(zhì)量。①大壩除上游壩面部分段落混凝土碳化深度在20mm以外，其他大部分碳化深度在10mm以下；溢流面混凝土的檢測值顯示基本無碳化；閘墩的碳化深度值則在10mm以下；機架橋大梁的混凝土碳化深度值并未超過鋼筋保護層的厚度，在0mm至5mm之間。②對機架橋大梁的腹板和交通橋路面混凝土的回彈值進行推斷測算，其值均在30MPa至40MPa之間。③對上下游壩面混凝土所取芯樣分別進行抗壓強度測試，測試顯示結(jié)果均達到了現(xiàn)齡期混凝土強度的設(shè)計要求，其抗壓強度為25MPa至41.5MPa；溢流面以及閘墩滬寧圖芯樣的抗壓結(jié)果測試顯示為39MPa至44.5MPa，亦達到了原實際的要求等級。④上游壩面混凝土的抗?jié)B參數(shù)達到了原工程的設(shè)計要求，等級達到W6。

（4）壩基。經(jīng)過對壩基排水現(xiàn)場進行檢測，所排出水透明清澈，并無雜物，沒有出現(xiàn)地下水侵蝕的現(xiàn)象。

四、結(jié)束語

經(jīng)過對某水庫大壩的全面檢測，檢測數(shù)據(jù)顯示出該大壩混凝土質(zhì)量良好，但仍有一些質(zhì)量問題和局部的缺陷所存在。為了確保水庫大壩能夠安全的運行，還應(yīng)該長期系統(tǒng)的對大壩裂縫性狀進行監(jiān)測，定期的進行分析對比，對于影響結(jié)構(gòu)安全以及滲水嚴重的裂縫應(yīng)徹底查明情況，分析其出現(xiàn)的原因，及時有效的進行處理。