淮安二堡船閘安全檢測技術(shù)應(yīng)用

嚴(yán) 勵

(淮安市淮安區(qū)二堡船閘管理所， 江蘇 淮安 223200)

淮安市淮安區(qū)二堡船閘位于京杭大運河和頭溪河交匯處，上下游設(shè)計通航最大水位差7.5 m，工程安全直接關(guān)系到里下河地區(qū)人民生命財產(chǎn)安全，水利工程及設(shè)備的安全是水利工程正常運行的保障，按照水利部《水閘安全鑒定管理辦法》(水建管〔2008〕214號)和《水閘安全評價導(dǎo)則》SL 214—2015的有關(guān)規(guī)定，水閘工程實行定期安全鑒定制度，首次安全鑒定應(yīng)在竣工驗收后5年內(nèi)進行，以后應(yīng)每隔10年進行一次全面安全鑒定[1]?，F(xiàn)場安全檢測是安全鑒定的重要基礎(chǔ)工作。本文介紹依據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T23—2011)對二堡船閘上下游閘首的左右閘墩、上下閘首啟閉機大梁采用回彈法進行混凝土強度,以及碳化深度檢測，混凝土保護層厚度測定，鋼閘門主要構(gòu)件(面板、橫梁、縱梁等)的實際厚度的測定。

1 混凝土強度、碳化深度檢測

1.1 檢測方法

對上下游閘首的左右閘墩、上下閘首啟閉機大梁采用回彈法進行混凝土強度、碳化深度檢測。根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T23—2011),將左右閘墩、電機大梁等作為單一構(gòu)件來檢測，每個構(gòu)件布置10個測區(qū)，相鄰兩測區(qū)的間距不應(yīng)大于2 m,測區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于0.5 m，且不宜小于0.2 m,測區(qū)面積不宜大于0.04 m2。采用ZC3-A型回彈儀(具有產(chǎn)品合格證和檢定合格證)，彈擊的標(biāo)準(zhǔn)能量應(yīng)為2.207J,在鋼砧上率定值為80±2，檢測時回彈儀的軸線應(yīng)始終垂直于混凝土檢測面，緩慢施壓、準(zhǔn)確讀數(shù)、快速復(fù)位，每個測區(qū)布設(shè)16個回彈點,每個測點的回彈值讀數(shù)應(yīng)精確至1。測點宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測點的凈距離不宜小于20 mm,測點距外露鋼筯、預(yù)埋件的距離不宜小于30 mm，測點不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一測點應(yīng)只彈擊1次[2]。

根據(jù)規(guī)程，構(gòu)件混凝土強度推定值按式(1)確定：

(1)

回彈值測量完畢后，應(yīng)在測區(qū)上測量碳化深度值，測點數(shù)不應(yīng)少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)的30%，應(yīng)取其平均值作為該構(gòu)件每個測區(qū)的碳化深度值。采用沖擊鉆在構(gòu)件表面垂直打直徑約15 mm左右的孔，深度略超過碳化深度，用橡皮吹氣球除去鉆孔中的碎屑及粉末，用砂紙及軟布擦去孔壁粉末，然后立即用濃度為1%的酚酞酒精溶液均勻地噴灑在孔洞內(nèi)壁，用游標(biāo)卡尺測量自混凝土表面至內(nèi)部不變色(未碳化部分變成紫紅色)與變色交界處的垂直距離，其讀數(shù)即為該點碳化深度值。

1.2 檢測結(jié)果

根據(jù)檢測記錄，運用《規(guī)程》方法進行相關(guān)計算，計算測區(qū)平均值時，應(yīng)從該測區(qū)的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值，測區(qū)混凝土強度換算值由測區(qū)的平均回彈值和碳化深度通過測區(qū)強度換算表得到。

2 混凝土保護層厚度測定

2.1 檢測方法

對每種構(gòu)件，根據(jù)受力主筋的走向，選擇3個點，用瑞士PROCEQ公司生產(chǎn)Profoscope型混凝土保護層測量儀和鋼筋定位儀測定其混凝土保護層厚度，Profoscope 采用電磁脈沖感應(yīng)技術(shù)探測鋼筯，開始測量之前應(yīng)取下所有金屬物體。探測器中的線圈由電流脈沖定時充電，因而產(chǎn)生一個磁場。導(dǎo)電材料進入該磁場后，其表面產(chǎn)生渦流，會誘發(fā)一個反向磁場，儀器將利用隨之出現(xiàn)的電壓變化進行測量[3]。

2.2 檢測結(jié)果

混凝土保護層厚度檢測結(jié)果見表1。

表1 混凝土結(jié)構(gòu)保護層厚度檢測

3 鋼閘門厚度檢測

3.1 檢測方法

采用OU1600型超聲波測厚儀鋼閘門主要構(gòu)件(面板、橫梁、縱梁等)的實際厚度。超聲波測厚儀是利用了超聲波的同一均勻介質(zhì)中傳播時，聲速為常數(shù)遇到不同介質(zhì)界面時，則產(chǎn)生反射波的特點，采用脈沖反射法進行厚度檢測。檢測時在構(gòu)件表面涂上耦合劑，探頭斷面緊密接觸構(gòu)件，當(dāng)耦合標(biāo)志正常時，讀取被測構(gòu)件厚度[4]。

3.2 檢測結(jié)果

二堡船閘鋼閘門厚度檢測結(jié)果見表2。

表2 二堡船閘鋼閘門厚度檢測記錄 單位：mm

4 檢測結(jié)果的分析與評估

4.1 混凝土強度

結(jié)構(gòu)的剩余承載能力計算直接依賴于材料的剩余強度及構(gòu)件的截面尺寸，混凝土保護層厚度等因素，因此合理測定混凝土的強度，對結(jié)構(gòu)剩余承載能力的評估起著關(guān)鍵作用。回彈法是檢測混凝土強度和評定混凝土質(zhì)量的重要方法之一，根據(jù)混凝土回彈值評定表層混凝土質(zhì)量的評定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 回彈法評定長期混凝土表面質(zhì)量指標(biāo)

本次檢測結(jié)果表明,混凝土強度等級較低，混凝土構(gòu)件的強度在C16.3～C21.7之間，滿足現(xiàn)行規(guī)范的最低要求，混凝土表層質(zhì)量較差 。表層混凝土質(zhì)量的評定見表4。

表4 混凝土表面質(zhì)量評定表

4.2 碳化深度

不同品質(zhì)的混凝土在使用環(huán)境中，空氣中的二氧化碳滲透到混凝土內(nèi)部的速度不同。當(dāng)混凝土中的堿性物質(zhì)與二氧化碳作用成碳酸鹽，使得混凝土的堿性度逐漸降低，形成碳化現(xiàn)象，它直接影響混凝土對鋼筋的保護作用，直至鋼筋銹蝕，混凝土碳化深度是評定結(jié)構(gòu)耐久性的主要指標(biāo)之一。

本次檢測混凝土最大碳化深度51 mm，表明部分構(gòu)件的碳化深度已接近混凝土保護層厚度。

4.3 保護層厚度

保護層的厚度決定構(gòu)件有效受力高度的大小，對結(jié)構(gòu)的承載能力計算產(chǎn)生影響，它主要取決于施工質(zhì)量。本次檢測結(jié)果表明部分構(gòu)件混凝土保護層厚度大于原設(shè)計值。

5 結(jié) 語

水利工程及設(shè)備的安全檢測是水利工程正常運行的保障，現(xiàn)場安全檢測是安全鑒定的重要基礎(chǔ)工作。按照水利部《水閘安全鑒定管理辦法》(水建管〔2008〕214號)和《水閘安全評價導(dǎo)則》(SL 214—2015)的有關(guān)規(guī)定水閘工程實行定期安全鑒定制度，本次安全檢測為后期的工程復(fù)核計算提供了現(xiàn)場數(shù)據(jù)，也為后期除險加固措施的制定提供了依據(jù)。