淮安二堡船閘安全檢測技術應用

嚴 勵

(淮安市淮安區二堡船閘管理所， 江蘇 淮安 223200)

淮安市淮安區二堡船閘位于京杭大運河和頭溪河交匯處，上下游設計通航最大水位差7.5 m，工程安全直接關系到里下河地區人民生命財產安全，水利工程及設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《水閘安全評價導則》SL 214—2015的有關規定，水閘工程實行定期安全鑒定制度，首次安全鑒定應在竣工驗收后5年內進行，以后應每隔10年進行一次全面安全鑒定[1]。現場安全檢測是安全鑒定的重要基礎工作。本文介紹依據中華人民共和國行業標準《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規范》(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。根據中華人民共和國行業標準《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規范》(JGJ/T23—2011),將左右閘墩、電機大梁等作為單一構件來檢測，每個構件布置10個測區，相鄰兩測區的間距不應大于2 m,測區離構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,測區面積不宜大于0.04 m2。采用ZC3-A型回彈儀(具有產品合格證和檢定合格證)，彈擊的標準能量應為2.207J,在鋼砧上率定值為80±2，檢測時回彈儀的軸線應始終垂直于混凝土檢測面，緩慢施壓、準確讀數、快速復位，每個測區布設16個回彈點,每個測點的回彈值讀數應精確至1。測點宜在測區范圍內均勻分布，相鄰兩測點的凈距離不宜小于20 mm,測點距外露鋼筯、預埋件的距離不宜小于30 mm，測點不應在氣孔或外露石子上，同一測點應只彈擊1次[2]。

根據規程，構件混凝土強度推定值按式(1)確定：

(1)

回彈值測量完畢后，應在測區上測量碳化深度值，測點數不應少于構件測區數的30%，應取其平均值作為該構件每個測區的碳化深度值。采用沖擊鉆在構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壁，用游標卡尺測量自混凝土表面至內部不變色(未碳化部分變成紫紅色)與變色交界處的垂直距離，其讀數即為該點碳化深度值。

1.2 檢測結果

根據檢測記錄，運用《規程》方法進行相關計算，計算測區平均值時，應從該測區的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值，測區混凝土強度換算值由測區的平均回彈值和碳化深度通過測區強度換算表得到。

2 混凝土保護層厚度測定

2.1 檢測方法

對每種構件，根據受力主筋的走向，選擇3個點，用瑞士PROCEQ公司生產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 采用電磁脈沖感應技術探測鋼筯，開始測量之前應取下所有金屬物體。探測器中的線圈由電流脈沖定時充電，因而產生一個磁場。導電材料進入該磁場后，其表面產生渦流，會誘發一個反向磁場，儀器將利用隨之出現的電壓變化進行測量[3]。

2.2 檢測結果

混凝土保護層厚度檢測結果見表1。

表1 混凝土結構保護層厚度檢測

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中傳播時，聲速為常數遇到不同介質界面時，則產生反射波的特點，采用脈沖反射法進行厚度檢測。檢測時在構件表面涂上耦合劑，探頭斷面緊密接觸構件，當耦合標志正常時，讀取被測構件厚度[4]。

3.2 檢測結果

二堡船閘鋼閘門厚度檢測結果見表2。

表2 二堡船閘鋼閘門厚度檢測記錄 單位：mm

4 檢測結果的分析與評估

4.1 混凝土強度

結構的剩余承載能力計算直接依賴于材料的剩余強度及構件的截面尺寸，混凝土保護層厚度等因素，因此合理測定混凝土的強度，對結構剩余承載能力的評估起著關鍵作用?；貜椃ㄊ菣z測混凝土強度和評定混凝土質量的重要方法之一，根據混凝土回彈值評定表層混凝土質量的評定標準見表3。

表3 回彈法評定長期混凝土表面質量指標

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

表4 混凝土表面質量評定表

4.2 碳化深度

不同品質的混凝土在使用環境中，空氣中的二氧化碳滲透到混凝土內部的速度不同。當混凝土中的堿性物質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構耐久性的主要指標之一。

本次檢測混凝土最大碳化深度51 mm，表明部分構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件有效受力高度的大小，對結構的承載能力計算產生影響，它主要取決于施工質量。本次檢測結果表明部分構件混凝土保護層厚度大于原設計值。

5 結 語

水利工程及設備的安全檢測是水利工程正常運行的保障，現場安全檢測是安全鑒定的重要基礎工作。按照水利部《水閘安全鑒定管理辦法》(水建管〔2008〕214號)和《水閘安全評價導則》(SL 214—2015)的有關規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核計算提供了現場數據，也為后期除險加固措施的制定提供了依據。