某水利樞紐發(fā)電引水洞混凝土質(zhì)量檢測評價分析

董 武

(新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆?烏魯木齊?830000)

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某水利樞紐發(fā)電引水洞混凝土質(zhì)量檢測評價分析

董 武

(新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆?烏魯木齊?830000)

對某水利樞紐發(fā)電引水洞混凝土質(zhì)量進行了詳細檢測，通過對檢測數(shù)據(jù)的分析，對目前混凝土的情況進行了評價，提出了相關(guān)建議。表1個。

發(fā)電引水洞；混凝土；檢測；評價分析

1 工程概況

某水利樞紐發(fā)電引水洞位于大壩河床左岸，由引水渠、進水塔、隧洞組成，隧洞由漸變彎、上彎段、豎井段、下彎段、平洞段組成。發(fā)電洞洞徑5.5 m，設(shè)計發(fā)電引水流量82 m3/s，流速3.54 m/s，設(shè)計混凝土襯砌厚度0.6 m，混凝土設(shè)計強度為C25。豎井洞室圍巖為Ⅲ類，基本穩(wěn)定，下水平段洞室圍巖為Ⅱ類，洞室穩(wěn)定。

2 檢測與評價

2.1 檢測準備

(1)1∶200 引水發(fā)電洞地質(zhì)展示圖測繪4 144.8 m2，混凝土回彈儀測試80個測區(qū)(回彈儀型號為HT—225型，屬中型)。

(2)超聲回彈混凝土強度綜合法檢測和混凝土缺陷測試。在發(fā)電洞樁號0+000～0+030段(特別是發(fā)電洞豎井及下平洞段的黃鐵礦分布帶)每5 m布置1個檢測斷面，樁號0+030～0+250段每20～30 m布置1個檢測斷面(合計22條斷面，測試總長379.78 m)；引水發(fā)電洞超聲檢測379.94 m。

2.2 發(fā)電洞混凝土回彈儀法檢測與評價

發(fā)電洞回彈法檢測，在上平洞段(0+000～0+025)布置3條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別布置4個回彈儀檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成17個檢測區(qū)，檢測回彈平均值33.6。在豎井593～620 m高程段布置8條環(huán)形檢測斷面(上弧段、豎井段、下弧段)。由于所搭工作臺架條件限制，僅在每個斷面分別布置2～3個回彈儀檢測區(qū)(南壁、北壁、東壁)，共完成16個檢測區(qū)，檢測回彈平均值35.3。在下平洞段(0+030～0+250)布置11條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別布置4～5個回彈儀檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成47個檢測區(qū)，檢測回彈平均值32.3。

從上述檢測的平均回彈值分析，各段回彈值差異不大，表明發(fā)電洞混凝土整體質(zhì)量較完整、均勻，強度較高。

2.3 發(fā)電洞混凝土超聲波法檢測與評價

本次發(fā)電洞超聲波法檢測，在上平洞段(0+000～0+025)布置3條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別洞布置4個超聲波檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成17個檢測區(qū)，檢測超聲波平均值4 842.4 m/s。在豎井593～620 m高程段布置8條環(huán)形檢測斷面(上弧段、豎井段、下弧段)。由于所搭工作臺架條件限制，僅在每個斷面分別洞布置2～3個超聲波檢測區(qū)(南壁、北壁、東壁)，共完成16個檢測區(qū)，檢測超聲波平均值4 239.4 m/s。在下平洞段(0+030～0+250)布置11條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別洞布置4～5個超聲波檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成47個檢測區(qū)，檢測超聲波平均值4 230.3 m/s。根據(jù)2006年8月檢測混凝土質(zhì)量波速判定標準分析，本次測試發(fā)電洞各洞段混凝土平均縱波速度在4 230～4 842 m/s之間，表明混凝土整體質(zhì)量良好(見表1)。

表1 混凝土質(zhì)量波速判定標準

2.4 發(fā)電洞混凝土強度超聲回彈綜合法檢測與評價

發(fā)電引水洞由上平洞段、豎井段(上彎段、豎井段、下彎段)、下平洞段組成，洞內(nèi)徑5.5 m，混凝土襯砌厚度0.6 m，襯砌混凝土設(shè)計強度為C25。由于豎井段有3條黃鉀鐵礬蝕變帶通過，流經(jīng)蝕變帶或礦脈的地下水對混凝土具有腐蝕性，當豎井C25混凝土完成后，在蝕變帶井壁外圍澆筑了1.0 m厚礦渣高抗硫水泥防腐高性能混凝土，設(shè)計強度等級C50，工程已運行近10 a。

根據(jù)中國工程建設(shè)標準化委員會標準《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS 02—2005)、《超聲波監(jiān)測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CEC 21—90)、《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ 107—87)，分別對發(fā)電洞上平洞段、豎井段、下平洞段采用統(tǒng)計方法進行評定。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1)表面質(zhì)量缺陷檢查。通過對發(fā)電洞混凝土上平洞段、豎井段、下平洞段洞內(nèi)混凝土表面地質(zhì)采用觀察描述、敲擊檢查及照相等手段，未發(fā)現(xiàn)混凝土表層有新裂縫產(chǎn)生，不同部位混凝土的敲擊聲音清脆，混凝土內(nèi)部基本無空腔和疏松現(xiàn)象。

平洞段混凝土表觀存在的缺陷有：原裂縫、施工縫、結(jié)構(gòu)縫修補后表面封閉砂漿局部脫落掉塊；封堵的灌漿孔表面陰濕，有些孔滲水；底拱和拱頂因兩次澆筑形成了施工縫，雖然經(jīng)過防滲處理，但局部有陰濕滲水，部分施工縫內(nèi)聚氨酯密封膏發(fā)生流變析出白色粘稠物質(zhì)；大部分環(huán)向結(jié)構(gòu)縫處發(fā)現(xiàn)陰濕、滲水、滴水現(xiàn)象，在鋼板內(nèi)襯和混凝土連接段伸縮縫滴水?；炷帘砻婢植坑悬c滲和面滲現(xiàn)象；發(fā)電洞豎井段混凝土表面沒有明顯滲水明流現(xiàn)象，原裂縫修補處表面封閉砂漿局部脫落，混凝土局部有陰濕，白色物質(zhì)掛面。

以上出現(xiàn)的混凝土表面質(zhì)量缺陷與2004年、2006年洞內(nèi)直觀檢查情況基本一致，表明發(fā)電洞在近4 a的運行中混凝土表面基本沒有發(fā)現(xiàn)新的質(zhì)量問題。

(2)本次發(fā)電洞回彈法檢測，在上平洞段(0+000～0+025)布置3條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別洞布置4個回彈儀檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成17個檢測區(qū)，檢測回彈平均值33.6。在豎井593～620 m高程段布置8條環(huán)形檢測斷面(上弧段、豎井段、下弧段)。由于所搭工作臺架條件限制，僅在每個斷面分別洞布置2～3個回彈儀檢測區(qū)(南壁、北壁、東壁)，共完成16個檢測區(qū)，檢測回彈平均值35.3。在下平洞段(0+030～0+250)布置11條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別洞布置4～5個回彈儀檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成47個檢測區(qū)，檢測回彈平均值32.3。從上述檢測的平均回彈值分析，各段回彈值差異不大，表明發(fā)電洞混凝土整體質(zhì)量較完整、均勻，強度較高。

(3)本次發(fā)電洞超聲波法檢測，在上平洞段(0+000～0+025)布置3條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別布置4個超聲波檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成17個檢測區(qū)，檢測超聲波平均值4 842.4 m/s。在豎井593～620 m高程段布置8條環(huán)形檢測斷面(上弧段、豎井段、下弧段)，在每個斷面分別洞布置2～3個超聲波檢測區(qū)(南壁、北壁、東壁)，共完成16個檢測區(qū)，檢測超聲波平均值4 239.4 m/s。在下平洞段(0+030～0+250)布置11條環(huán)形檢測斷面，每個斷面分別洞布置4～5個超聲波檢測區(qū)(左壁、右壁、洞頂、洞底)，共完成47個檢測區(qū)，檢測超聲波平均值4 230.3 m/s。根據(jù)2006年8月檢測混凝土質(zhì)量波速判定標準分析，本次測試發(fā)電洞各洞段混凝土平均縱波速度在4 230～4 842 m/s之間，表明混凝土整體質(zhì)量良好。

(4)根據(jù)中國工程建設(shè)標準化委員會標準《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS 02—2005)、《超聲波監(jiān)測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CEC 21—90)、《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ 107—87)，分別對發(fā)電洞上平洞段、豎井段、下平洞段采用統(tǒng)計方法進行評定。根據(jù)判別標準判定發(fā)電洞上平洞段、豎井段、下平洞段混凝土強度均滿足設(shè)計強度要求(質(zhì)量合格)。

3.2 建議

(1)本次采用直觀表面敲擊檢查、回彈檢測、超聲波測試等方法對豎井段混凝土、上下平洞段混凝土的質(zhì)量狀況進行了檢測，表明混凝土的強度良好。

(2)從發(fā)電洞多年運行情況和歷年檢查對比分析，上下平洞段、豎井段未發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象，檢查中未發(fā)現(xiàn)新的變化情況，運行工況良好。上下平洞段、豎井段施工縫、結(jié)構(gòu)縫、原裂縫表面封堵砂漿脫落，結(jié)構(gòu)縫邊角混凝土掉塊，局部表面混凝土沖蝕麻面等缺陷，對混凝土的結(jié)構(gòu)安全和發(fā)電洞正常運行影響不大；但考慮今后長期運行，避免沖蝕破壞面增大，建議對已查明的混凝土表面封閉砂漿脫落、掉塊部位應(yīng)進行修補處理；考慮到洞內(nèi)滲水對混凝土有弱～中等腐蝕性，修補砂漿應(yīng)采用抗硫酸鹽水泥。

(3)發(fā)電洞段部分結(jié)構(gòu)縫、施工縫、原裂縫和部分灌漿孔處滲滴水，混凝土表面局部有點滲、面滲現(xiàn)象，混凝土壁面局部有白色析出物等，這些缺陷不影響發(fā)電洞的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。另在發(fā)電洞工程運行期間，由于內(nèi)水壓力高于外水壓力，外圍腐蝕性介質(zhì)被水稀釋，向外側(cè)擴散，不會進入混凝土內(nèi)，所以在發(fā)電洞運行期間，對保證混凝土的耐久性和防侵蝕是有利的；但考慮到發(fā)電洞內(nèi)水壓力的變化和發(fā)電機組維修期間停水工況，建議根據(jù)發(fā)電洞的運行情況，選擇適當時機進行各滲漏點的防滲處理。

(4)從目前發(fā)電洞多年來的運行情況看，僅存在一些表觀上的局部缺陷，特別是豎井段未發(fā)現(xiàn)侵蝕現(xiàn)象，整個工程的結(jié)構(gòu)是安全穩(wěn)定的。

責(zé)任編輯 吳 昊

2015-05-21

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