常州市大運河東樞紐節制閘工程建筑物現場安全檢測分析

蔣 益，張 興，胡鵬鑫

(常州市城市防洪工程管理處，江蘇 常州 213000)

0 引言

水閘的運行安全至關重要，因此，我國實行水閘的定期安全鑒定制度，首次安全鑒定應在竣工驗收后每隔一段時間進行一次全面安全鑒定。常州市大運河東樞紐工程為常州運北片大包圍主要口門建筑物之一，是常州市水利分區運北片的重要防洪控制工程。為了保證工程運行安全，對大運河東樞紐節制閘工程建筑物現場安全檢測分析。

1 工程概況

大運河東樞紐為常州運北片大包圍主要口門建筑物之一，是常州市水利分區運北片的重要防洪控制工程。樞紐由一座2×16 m節制閘和一座100 m3/s的排澇泵站組成，節制閘為兩孔，單孔凈寬16 m，采用下臥式平面鋼閘門，液壓啟閉機操作。節制閘為整體塢式結構，門檻高程為0.00 m，底板面高程-1.50 m，閘墩頂高程6.80 m。

2 節制閘工程建筑物現場安全檢測

2.1 結構強度檢測

2.1.1 檢測方法

檢測方法為現場鉆取芯樣，檢測部位為1號孔左墩、2號孔右墩。標記取樣位置，安放鉆機，調整鉆機使鉆頭對準取樣位置，將水路、電路接通調試后，通電啟動，調整加壓手柄使鉆頭緩慢的靠近取樣部位，輕輕加壓，直到鉆頭入槽后，在逐漸加壓。冷卻水保持暢通，水流量控制在3 L/min～5 L/min，取樣深度約20 cm，達到深度候，開始退鉆出槽，關閉水路、電源。移開鉆機后，取出芯樣并編號保存。

在實驗室將芯樣做成柱體試塊，尺寸為φ100 mm×100 mm、兩端頭修整平整，測試破壞荷載。

試件強度計算如下：

取組內芯樣強度的最小值作為該組芯樣的抗壓強度代表值，與同齡期150 cm×150 cm×150 cm標準試塊抗壓強度相同。

2.1.2 檢測結果

鉆芯取樣法檢測混凝土抗壓強度成果見表1。

表1 大運河東樞紐混凝土鉆芯法強度檢測成果表

2.2 碳化深度檢測

2.2.1 檢測方法

檢測部位為1號孔左墩、中墩、2號孔右墩。人工用沖擊電鉆在測試結構表面打孔，深約15 mm，將孔內灰塵吹凈，用1%濃度的酚酞酒精溶液滴在孔內壁，用碳化深度測量儀測量已碳化與未碳化混凝土交界面至混凝土表面的垂直距離多次，其平均值為碳化深度值。

2.2.2 結果分析

測量結果見表2?？梢钥闯鲞叾仗蓟疃确植疾痪鶆?，其值在5.0 mm～20.0 mm之間，其中中墩最大碳化深度為20.0 mm；排架碳化深度分布均勻，其值在9.0 mm～13.0 mm之間。

表2 大運河東樞紐混凝土構件碳化深度檢測值 單位：mm

2.3 混凝土保護層檢測

2.3.1 檢測方法

檢測部位為1號孔左墩、中墩、2號孔右墩、1號孔左排架。對每個構件，根據受力主筋的走向，選擇五個點，用北京海創高科公司制造的HC-GY30型鋼筋位置測定儀測定混凝土保護層厚度。

2.3.2 檢測結果

混凝土保護層厚度檢測結果見表3?？芍筮\河東樞紐的1號孔左墩的實測混凝土保護層厚度均大于最大碳化深度、設計值和規范要求的最小保護層厚度；中墩、2號孔右墩的實測混凝土保護層厚度均大于最大碳化深度、設計值和規范規定的最小保護層厚度但小于設計值。

表3 大運河東樞紐混凝土保護層檢測結果 單位：mm

2.4 結構病害檢測

2.4.1 檢測方法

鋼筋混凝土結構病害的檢測主要是從裂縫寬度、長度、走向、位置、表面特征，混凝土是否膨脹、剝落、鋼筋是否銹蝕等幾個方面來進行檢測并綜合判斷。

2.4.2 檢測結果

大運河東樞紐檢測結果如下：(1)中墩1號孔側橡皮止水固定螺栓脫落；(2)中墩上游側輕微擦損；(3)中墩2號孔側液壓啟閉機座混凝土脹裂長約15 cm；(4)中墩2號孔側門槽水位變幅區露筋長約50 cm；(5)砼擋墻與漿砌塊石擋墻水位變幅區接縫處混凝土脫落露筋長約60 cm。

3 檢測結果評價

3.1 混凝土強度評價

根據混凝土強度的檢測結果評價混凝土強度，當混凝土的強度推定值大于混凝土的強度標準值時，混凝土強度滿足設計要求，否則混凝土強度不滿足設計要求。當混凝土強度雖低于設計強度標準值但大于設計強度標準值的90%，應進行復核計算，驗算結構的安全性。判定標準見表4。

表4 混凝土強度判定表

混凝土強度評定成果見表5?？梢钥闯觯捍筮\河東樞紐閘墩混凝土強度評定標度為A，表面基本完好。

表5 大運河東樞紐混凝土強度評定成果表

3.2 碳化評價

混凝土的碳化按其對結構的影響程度可分為四類，混凝土碳化程度判定標準見表6。

表6 混凝土碳化程度判定表

混凝土碳化評價成果見表7?？梢钥闯?，大運河東樞紐閘墩、排架混凝土碳化評定標度為A，表面基本完好。

表7 大運河東樞紐混凝土碳化程度判定成果表

3.3 保護層評價

式中：Dni為鋼筋保護層厚度實測值；n為檢測構件或部位的測點數。

檢測構件的鋼筋保護層厚度特征值Dne按下式計算：

應根據檢測構件后部位的鋼筋保護層厚度特征值Dne與設計值Dnd的比值，按表8的規定確定鋼筋保護層厚度評定標度。

表8 鋼筋保護層厚度判定系數

混凝土保護層評定成果表見表9。可以看出，閘墩保護層厚度評定標度為1，對結構鋼筋耐久性的影響不顯著。

表9 大運河東樞紐混凝土保護層評定成果表

4 結論與建議

4.1 結論

閘墩混凝土強度為41.25 MPa，混凝土強度滿足原設計及規范要求；混凝土強度評定標度為A，表面基本完好；碳化深度分布不均勻，其值在5.0 mm～20.0 mm之間，其中中墩最大碳化深度為20.0 mm；混凝土碳化評定標度為A，表面基本完好；1號孔左墩的實測混凝土保護層厚度均大于最大碳化深度、設計值和規范要求；中墩、2號孔右墩的實測混凝土保護層厚度均大于最大碳化深度、設計值和規范要求；保護層厚度評定標度為1，對結構鋼筋耐久性的影響不顯著；中墩1號孔側橡皮止水固定螺栓脫落；中墩上游側輕微擦損；中墩2號孔側液壓啟閉機座混凝土脹裂長約15 cm；中墩2號孔側門槽水位變幅區露筋長約50 cm。

4.2 建議

對照檢測結果，大運河東樞紐檢測結果基本滿足標準要求，運行中發現的質量缺陷對工程安全無影響，但針對大運河東樞紐現場病害檢測中發現的問題，應及時進行必要的維修，加強對該工程的維護工作。