摘要:三峽雙線船閘地下輸水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,由平、斜、豎隧洞和豎井錯落相貫構(gòu)成了龐大的地下洞室群,施工歷時4 a 共完成混凝土澆筑59. 18 萬m3 。確?；炷临|(zhì)量優(yōu)良對雙線船閘的正常運行有至關(guān)重要的作用,為更好地檢查混凝土的內(nèi)部澆筑質(zhì)量,采取了混凝土無損檢測的措施,并結(jié)合檢測結(jié)果進行鉆孔取芯檢查。
關(guān)鍵詞:地下輸水系統(tǒng); 混凝土質(zhì)量; 檢查處理; 三峽雙線船閘
中圖分類號: U641. 3 + 22 文獻標(biāo)識碼: A
1 工程概況
三峽雙線船閘地下輸水系統(tǒng)由南坡、北坡、中墩3 條城門洞形輸水隧洞和36 條豎井組成,豎井分為6 級,隧洞分為5 級,總長約5 500 m ,每級隧洞之間由長度36 m、傾角57°的斜井進行連接。輸水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,平、斜、豎錯落相貫構(gòu)成龐大的地下洞室群,洞型多,斷面、縱坡變化頻繁,技術(shù)要求高,開挖施工程序、工期安排和技術(shù)要求均受地面施工時間的制約和影響。結(jié)構(gòu)混凝土于1998 年9 月開始澆筑,2002 年5 月主體建筑物混凝土澆筑全部完成,共完成混凝土澆筑59. 18 萬m3 。為檢查混凝土的內(nèi)部澆筑質(zhì)量,對地下輸水系統(tǒng)各主要部位進行了內(nèi)部質(zhì)量檢查,檢查方法主要采取混凝土鉆孔取芯檢查和無損檢測。
2 檢查的目的、方法、步驟及內(nèi)容
2. 1 目的
混凝土內(nèi)部質(zhì)量檢查的目的是檢查拌和物的密實性和均勻性;襯砌和圍巖之間是否存在明顯脫空;確定混凝土內(nèi)部相對薄弱區(qū)的分布位置,并判斷滲水部位的異常區(qū)域范圍。
2. 2 方法及步驟
檢查方法主要采取鉆孔取芯檢查和無損檢測法。無損檢測的方式主要有垂直反射法、雷達法、孔內(nèi)電視、聲波測試等。質(zhì)量檢查步驟為:首先對旁站記錄、施工澆筑記錄、開挖斷面測量成果資料、地質(zhì)缺陷資料及回填灌漿吸漿量資料等進行認(rèn)真分析,結(jié)合混凝土外觀檢查情況,針對發(fā)現(xiàn)的問題和疑點確定出需要進行混凝土內(nèi)部質(zhì)量檢查的重點區(qū)段和結(jié)構(gòu)部位,然后通過無損檢測手段找出存在異常現(xiàn)象和性狀較差的部位,再根據(jù)無損檢測成果資料分析,確定需要鉆孔取芯檢查的部位,鉆取混凝土芯樣進行檢查。
2. 3 檢查內(nèi)容
2. 3. 1 豎井井身段混凝土質(zhì)量檢查
根據(jù)設(shè)計文件及《船閘工程混凝土密實性鉆孔檢查技術(shù)要求(試行) 》,監(jiān)理有針對性地在中北一、南二、南三、南六、北四、北五閥門井周邊共布設(shè)終檢孔6 個,實際鉆孔總進尺297. 69 m。豎井終檢孔取芯工作完成后,對所有終檢孔均做了注水試驗和孔內(nèi)電視檢測,另對南三閥門井和北四閥門井終檢孔做了聲波檢測。
2. 3. 2 反弧門支墩及一、二期混凝土結(jié)構(gòu)面質(zhì)量檢查
為檢查閥門井段混凝土內(nèi)部質(zhì)量,查明反弧門支墩下部一期混凝土裂縫及一、二期混凝土縫面滲水的內(nèi)在原因,根據(jù)有關(guān)設(shè)計文件的要求,對北五、中六閥門井和北六上、下游檢修井相關(guān)部位進行鉆孔取芯和壓水檢查。取芯孔共布設(shè)8 個,實際鉆孔總進尺27. 4 m。
2. 3. 3 輸水隧洞混凝土質(zhì)量檢查
根據(jù)設(shè)計要求,地下輸水隧洞共布設(shè)自檢孔56 個,實際鉆孔總進尺99. 53 m。地下輸水隧洞自檢孔取芯前,先對輸水隧洞混凝土進行無損檢測,確定需要鉆孔取芯檢查的部位,然后鉆取混凝土芯樣進行檢查。
為了解輸水隧洞滲漏部位混凝土內(nèi)部性狀,以便分析和查清造成滲漏的內(nèi)在原因并作出相應(yīng)處理,根據(jù)設(shè)計文件的要求,對永久船閘地下輸水隧洞N62、S64、S90、S133 等滲漏部位各鉆取1 組ª110 mm混凝土芯樣,進行外觀描述,并加工試件做抗壓、容重、極限拉伸、抗?jié)B性能指標(biāo)測試。對其它洞段分散的混凝土滲水點(區(qū)) ,按每條隧洞實地各選1～2 組ª110 mm混凝土芯樣,進行芯樣描述,并加工試件做抗壓、容重和抗?jié)B性能指標(biāo)測試。取芯孔共布設(shè)20 個,實際鉆孔總進尺9. 38 m。
2. 4 質(zhì)量檢查成果分析及評價
2. 4. 1 閥門井井身段檢查成果分析及評價
(1) 混凝土取芯成果分析。閥門井井身段共布置取芯孔6個,檢查孔布置情況見表1 ,從取芯成果資料可以看出: ①大部分孔的芯樣多呈長柱狀,表面光滑,混凝土骨料分布均勻,有少量氣泡。鉆孔芯樣獲得率最大為100 % ,最小為98. 2 %優(yōu)良率為100 % ,合格率為100 % ,均滿足設(shè)計要求。芯樣描述共6 個孔,孔深297. 69 m ,優(yōu)良長度為292. 33 m ,優(yōu)良率為98. 2 % ,合格長度為294. 4 m ,合格率為98. 9 %。②因為閥門井周邊終檢孔的鉆孔孔位距離豎井邊墻混凝土內(nèi)側(cè)很近,最小距離只有6 m ,為避免破壞豎井結(jié)構(gòu)混凝土,閥門井終檢孔不要求做壓水試驗,需做注水試驗。向孔內(nèi)注水并與孔口平,讓孔內(nèi)水自然滲漏,每隔5 min 測讀1 次孔內(nèi)水位下降的長度,以實測鉆孔孔徑為計算值,然后計算出每單位注入水量,總體測讀時間為30 min。注水試驗結(jié)果見表2。③根據(jù)技術(shù)要求及混凝土評定標(biāo)準(zhǔn),永久船閘混凝土終檢孔的優(yōu)良率在80 %以上。④對混凝土芯樣進行物理力學(xué)性能檢測,共取樣檢測混凝土芯樣的抗壓強度4 組,表觀密度4 組,試驗依據(jù)《水工混凝土試驗規(guī)程》(SD105 - 82) 進行?？箟簭姸燃叭葜卦囼灲Y(jié)果見表3。由3 表可見:混凝土芯樣抗壓強度優(yōu)良率為100 %?；炷列緲涌箟簭姸仍囼灩灿?組,抗壓強度平均值為59. 2 MPa ,最小值為47. 2 MPa ,達到優(yōu)等級評定標(biāo)準(zhǔn)?；炷帘碛^密度試驗共計4 組, 容重平均值2 381. 67 kgPm3 ,最小值2 210 kgPm3 ?？?jié)B試驗結(jié)果:抗?jié)B標(biāo)號不小于S8 ,試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求。
(2) 混凝土無損檢測成果分析。終檢孔孔內(nèi)電視錄像共6個孔,中北一、南二、南三、南六、北四、北五閥門井各1 個,總長296. 91 m。按累計長度統(tǒng)計, 6 個孔的優(yōu)良率為99. 3 %～100. 0 % ,合格率為99. 96 %～100. 0 %;通過孔內(nèi)電視錄像顯示,絕大部分終檢孔孔壁光滑,混凝土骨料分布均勻,膠結(jié)密實,混凝土與基巖接觸緊密,個別孔孔內(nèi)有局部骨料集中現(xiàn)象。
2. 4. 2 閥門井反弧門支墩及混凝土質(zhì)量檢查成果
閥門井部位一、二期混凝土共鉆孔取芯8 個,總進尺27. 4m ,鉆孔取芯成果見表4 ,取芯孔的成果資料表明,北五閥門井及北六上、下游檢修井取芯孔芯樣表面光滑、致密、骨料分布均勻,中六閥門井南洞一期混凝土取芯孔芯樣有1 組存在局部氣孔密集現(xiàn)象,另外2 組芯樣表面基本光滑、有氣孔。芯樣抗壓強度值、采取率、獲得率值及壓水檢查透水率值均符合設(shè)計要求。
2. 5 輸水隧洞混凝土質(zhì)量檢查成果分析及評價
2. 5. 1 自檢孔取芯成果分析及評價
取芯孔的成果資料表明,芯樣表面光滑、致密、骨料分布均勻。除南四平洞S102 邊頂拱存在水泥砂漿與花崗巖脫空0. 4 m的現(xiàn)象,其余部位取芯孔芯樣中的水泥砂漿與花崗巖面均吻合,無脫空。
2. 5. 2 混凝土滲水部位鉆孔取芯成果分析及評價
地下輸水隧洞混凝土滲水部位共鉆孔取芯20 個孔,總進尺9. 38 m ,鉆孔取芯成果見表5。取芯孔的成果資料表明,取芯孔芯樣的抗壓、抗?jié)B等性能指標(biāo)均滿足設(shè)計要求,芯樣表面光滑、氣泡較少、骨料分布均勻,混凝土振搗密實;僅S133 單元塊取芯孔芯樣抗?jié)B指標(biāo)小于設(shè)計值,經(jīng)化灌處理后能滿足設(shè)計要求。
2. 6 混凝土內(nèi)部質(zhì)量缺陷處理
2. 6. 1 處理依據(jù)
根據(jù)檢查和成果分析,結(jié)合各部位的結(jié)構(gòu)特點,對局部有質(zhì)量缺陷部位的補強處理嚴(yán)格按照有關(guān)程序、設(shè)計技術(shù)要求及有關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。
2. 6. 2 處理方法及施工工藝
采用EAA 環(huán)氧材料進行化灌處理。點滲處理:利用鉆孔設(shè)備對點滲部位進行鉆孔,孔深20～30 cm ,孔徑大于18 mm ,清孔后埋設(shè)灌漿管,采用單孔灌注,灌漿壓力為0. 3～0. 8 MPa。面滲處理:以滲水最大處為中心,按扇形分布擴散型鉆孔,孔深40～50 cm ,孔距30 cm ,排距25 cm ,埋管封孔后,采用分序并聯(lián)多孔灌注。
2. 6. 3 處理成果分析及評價
灌后進行20 孔的取芯檢查,芯樣反映灌后混凝土內(nèi)部密實。并進行了26 孔壓水檢測,透水率平均值為0. 000 3 Lu。灌后質(zhì)量檢測結(jié)果表明,經(jīng)處理的混凝土表面不再滲水,處理效果較好,施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。
3 結(jié)語
通過混凝土的內(nèi)部質(zhì)量檢查,反映永久船閘地下工程的混凝土質(zhì)量總體良好,滿足設(shè)計及有關(guān)規(guī)范要求?；炷羶?nèi)部質(zhì)量缺陷從檢查到處理以及灌后質(zhì)量檢查,均嚴(yán)格按照有關(guān)程序、規(guī)程規(guī)范及設(shè)計技術(shù)要求執(zhí)行,有效的保證了施工質(zhì)量。從灌后質(zhì)量檢查結(jié)果看,處理后的混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計要求。
