3.3 输水泄洪建筑物质量综合评价
3.3.1 输水洞和泄洪洞工程质量分析评价
3.3.1.1 输水洞进水塔和泄洪洞进水塔工程质量分析评价
(1)施工期质量分析。
1)原材料评价。水泥采用500号硅酸盐水泥,所用部分水泥受潮严重,结块多。施工采用巴家嘴答河砂场山砂,其中有少量结块。
2)混凝土抗压强度评定。输水洞、泄洪洞进水塔混凝土抗压强度评定见表3.3-1。
表3.3-1 输水洞、泄洪洞进水塔混凝土抗压强度评定表
根据《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107—2010)的规定评定结果,输水洞进水塔、泄洪洞进水塔和交通桥混凝土强度皆不合格。特别是泄洪洞进水塔闸室250号混凝土的平均抗压强度小于28天设计抗压强度。输水洞进水塔和泄洪洞进水塔强度保证率小于规定值90%,不满足要求。除交通桥离差系数为一般外,其余皆为较差。
(2)运行期情况分析。目前低水位运用过程中未出现大的质量事故,运行正常。
(3)塔基和塔身混凝土现状评估。
1)塔体混凝土现状。输水洞进水塔和泄洪洞进水塔均于1975年左右设计施工,距今26年之久,塔体外观尺寸符合设计要求。目前塔体水位变动区高程1108.00~1100.00m冻融破坏严重,表面出现水泥、石子掉块现象,整个形成麻面区域,最大破坏区域约50cm×50cm,一般冻融破坏深度3cm,最深破坏深度6~10cm。输水洞进水塔和泄洪洞进水塔闸门槽下游、底板以上高程1087.00~1088.00m体型变化点出现磨蚀现象,发现蜂窝麻面,进水塔未发现贯穿性裂缝现象。
2)塔架混凝土强度检测。2001年4月,巴家嘴水库管理所对输水洞进水塔和泄洪洞进水塔进行了回弹仪检测。测量结果为:塔架上、下部40~44MPa,碳化深度3~4mm;塔架中部36~38MPa。根据《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107—2010)的规定,输水洞进水塔和泄洪洞进水塔现场检测混凝土强度判定为合格。但由于回弹法仪器本身的误差和混凝土碳化等因素的影响,回弹法的最高精度为±25%。因此仍认为输水洞进水塔和泄洪洞进水塔混凝土现状质量差。
(4)质量综合评价。输水洞进水塔和泄洪洞进水塔已运行26年之久,施工期混凝土强度不合格,强度保证率达不到规范要求,甚至出现试块平均强度小于28天设计强度的情况。运行期虽未出现大的质量事故,但迄今一直在较低的水位运行,混凝土现状质量差,并且运行期未进行大的维修。目前塔体局部冻融破坏严重,出现水泥、石子掉块现象,整个形成麻面区域。闸门槽局部体型变化范围出现磨蚀和蜂窝麻面现象。但进水塔现场回弹仪检测判定混凝土强度合格,且进水塔未发现贯穿性裂缝现象,整体性尚好。
3.3.1.2 输水洞和泄洪洞洞身及消能工质量分析评价
(1)施工期质量分析。
1)输水洞。原建部分由于缺乏竣工和施工时的各项质检指标,无法逐项进行质量评价。但据1964年5月《巴家嘴水库验收鉴定书》的结论:输水洞原建部分竣工断面尺寸和混凝土质量标准均符合设计要求。
改建部分断面尺寸及其他体型要素满足要求。
改建部分水泥、骨料、砂同塔架部分。
改建部分混凝土抗压强度根据当年的试验报告成果,输水洞、泄洪洞混凝土抗压强度评定见表3.3-2。
表3.3-2 输水洞、泄洪洞混凝土抗压强度评定表
根据《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107—2010)的规定,输水洞和泄洪洞混凝土强度皆不合格。混凝土强度保证率不满足规范要求,离差系数较差。因此混凝土强度指标未达到规范要求。
2)泄洪洞。原建泄洪洞根据施工后1964年5月《巴家嘴水库验收鉴定书》的结论:竣工断面尺寸和混凝土抗压强度符合设计要求,但混凝土骨料大部分使用的是礓石,钙质结核,吸水率大,软化系数较小,抗冻性和强度质量均较差。
改建部分断面尺寸和体型符合设计要求。
改建部分水泥、骨料、砂、级配、混凝土配合比以及掺加剂的实验结果见塔架部分。
据有关试验成果,对14m长的渐变段取样11块,设计要求为250号,所有试件均未达到设计要求,离差系数为0.117。混凝抗压强度不合格,混凝土平均抗压强度低于28天设计抗压强度。由此混凝土强度指标未达到规范要求。
(2)运行期情况分析。工程建成至今,最高运用水位为1115.80m,没有出现大的质量问题,工程运行基本正常。
(3)混凝土结构现状质量评估。
1)输水洞。根据对输水洞的现场检查和走访有关工程运行管理人员,从外观看输水洞主要存在以下质量问题:部分部位出现裂缝,多处因气蚀或冲刷等原因出现较大的凹坑和大范围粗骨料外露,骨料与混凝土分离,部分地方钢筋外露并出现表面锈蚀。止水老化并发生较严重渗水。混凝土外层因碳化侵蚀而老化。总体认为,输水洞现状质量差。
2)泄洪洞。对泄洪洞进行的现场检查和检测的结果如下:0+016处有两条裂缝,0+020处有一条较长的裂缝,出口洞顶有一条裂缝;0+040处出现一般性气蚀。自0+200以后约120范围内底板等部位出现非常严重气蚀。粗骨料外露,并有较大坑洞,0+342处约有10m2的范围内气蚀严重,钢筋出露长度约3m,0+347处气蚀严重,隧洞洞顶气蚀严重。出口泄流陡坡和挑流鼻坎部位气蚀非常严重,边墙和底板出现冲坑,骨料和部分钢筋外露,消力墩因冲刷磨损处于残缺不全状态。
根据回弹仪对泄洪洞的现场检测结果进行计算分析,泄洪洞现场检测混凝土强度判定为不合格。总体认为泄洪洞混凝土现状质量差。
(4)质量分析评价。输水洞和泄洪洞除进口段以外的大部分洞身和消能工运行时间已近40年,改建部分运行也已近30年。其中原建部分从已有的资料看混凝土施工质量基本满足要求,但泄洪洞粗骨料为礓石,强度标准和抗老化指标均较低。而改建部分混凝土强度指标均不合格。由于迄今一直在较低的水位运行,运行期未出现大的质量事故,但混凝土现状质量差,且运行期未进行过大的维修。
但应指出,输水洞和泄洪洞的结构整体性尚好,围岩变形基本稳定,经适当维修后,两条隧洞均可运行。
3.3.2 增建泄洪洞工程质量分析评价
3.3.2.1 增建泄洪洞进水塔工程质量分析评价
(1)施工期质量分析。
1)原材料评价。
水泥采用普硅425号和525号水泥,质量优良。工程所用细骨料主要技术指标符合要求,含泥量稍高。工程所用粗骨料为河床卵石,除含泥量外,其他指标合格。混凝土配合比的设计根据试验确定。
2)混凝土抗压强度。进水塔混凝土抗压强度计算成果见表3.3-3。
表3.3-3 进水塔混凝土抗压强度计算成果表
塔架混凝土强度合格,塔架混凝土抗压强度离差系数满足优秀条件,塔架混凝土强度保证率满足要求。
(2)运行期情况分析。
1)运行情况。巴家嘴增建泄洪洞进水塔。经1998~2000年汛期运行,一切正常,未出现任何质量问题。
2)运行期质量检查。甘肃省水利厅基本建设工程质量检测中心站1999年4月现场主要对进水塔塔架混凝土强度进行抽检。现场检测高程1115.00m以下用回弹法和射钉法校核,检测混凝土强度为31.1MPa,碳化深度大于6mm。1115.0~1132.7m设计200号混凝土,检测结果为25.4MPa。检测结果混凝土强度满足要求。
工作桥支墩设计150号混凝土,现场实测23.7MPa。桥面和桥梁都达到了200号和250号的设计标准。
(3)塔基和塔身混凝土现状评估。由于增建泄洪洞进水塔1997年建成,运用仅3年,塔架又未遇到高水位,塔基和塔体混凝土现状较好。
(4)质量分析评价。巴家嘴增建泄洪洞进水塔工程施工质量保证体系完善,施工用材水泥质量优良,骨料除含泥量稍高外其他指标比较稳定,混凝土配合比设计合理。混凝土抗压强度合格,离差系数达到优秀,强度保证率满足要求,混凝土浇筑质量达到优良等级。运行期和现状质量良好,工程质量优良。
3.3.2.2 洞身及消能工质量分析评价
(1)施工期质量分析。
1)开挖工程。隧洞开挖质量优良,进出口围岩覆盖较薄的洞段在开挖时根据具体情况采取了超前支护、锚喷和钢拱架支护等措施,至永久衬砌浇筑前,未发现有过大的变形。
2)混凝土工程。
(2)原材料。增建泄洪洞原材料同塔架部分。
(3)抗压强度质检结果。洞身部分桩号0+025~0+434共分5个分部工程,均分别取样进行了强度实验,其具体实验结果见表3.3-4。
表3.3-4 混凝土抗压强度实验成果表
从表3.3-4可以看出:洞身部分作为一单位工程,共分5个分部工程,优良率为100%。
(4)运行期情况分析。
1)运行情况。增建泄洪洞工程运行状况良好,未出现异常情况。
2)运行期质检部门检测结果。工程竣工后,甘肃省水利厅基本建设工程质量检测站于1999年4月对工程进行了现场质量抽检,其中隧洞部分对洞身和底板混凝土都进行了回弹法强度实测。混凝土强度合格。此外也对混凝土外观及开挖工程、模板、钢筋、伸缩缝及止水等项目进行了检测和评估,认定工程质量优良率为100%。
(5)洞身混凝土现状评估。根据增建泄洪洞运行3年以来的实际情况和现场查勘,认为混凝土现状良好。
(6)质量分析评价。根据设计和运用对增建泄洪洞的质量特性要求和以上各项分析,增建泄洪洞工程施工质量保证体系完善。其中,隧洞开挖质量优良。混凝土原材料基本满足有关要求。混凝土配合比及施工工艺合理,强度检验结果全部合格。其他如止水、排水和灌浆等效果较好,混凝土外观质量达到国标的要求。
3.3.3 进口黄土高边坡
(1)施工质量分析。从边坡开挖的外观质量看,边坡和平台均较平整,排水沟坡降均匀,整个边坡未发现有明显裂缝。
(2)运行期情况分析。黄土高边坡于1994年完成施工,运行已近7年。运行中经过多次暴雨的考验,只有局部因暴雨和洪水冲刷有小规模坍塌,并已重新修整处理,未发现影响整体稳定安全的险情,因此。可以认为运行情况良好。
(3)质量分析评价。进口黄土高边坡坡型结构较为合理,施工中体型尺寸与设计相比虽有所变化,但总体安全性能满足使用要求。施工期开挖质量较好,运行期运行状况良好,因此进口黄土高边坡总体质量合格。
3.3.4 结论
(1)输水洞进水塔和泄洪洞进水塔。输水洞进水塔和泄洪洞进水塔已运行近30年,施工期水泥受潮严重、结块多,混凝土强度不合格;运行期虽未出现质量事故;目前塔体水位变动区冻融破坏严重,流道体型变化点出现磨蚀现象,但进水塔未发现贯穿性裂缝现象,现场检测强度合格,整体性能尚好。
(2)输水洞和泄洪洞。输水洞和泄洪洞除进口段以外的大部分洞身和消能工运行时间已近40年,改建部分运行也已近30年。其中原建部分混凝土施工质量基本满足要求,但泄洪洞粗骨料为礓石,强度标准和抗老化指标均较低。而改建部分混凝土强度指标均不合格。运行期虽未出现大的质量事故,但迄今一直在较低的水位运行,混凝土现状质量差,并且运行期未进行大的维修。但应指出,输水洞和泄洪洞的结构整体性尚好,围岩变形均已基本稳定,经适当维修后,两条隧洞均可运行。
(3)增建泄洪洞及增建泄洪洞进水塔。增建泄洪洞及增建泄洪洞进水塔混凝土浇筑质量达到优良等级,运行期和现状质量良好,工程质量总体为优良。
(4)进口黄土高边坡。进口黄土高边坡施工期开挖质量较好,运行期运行状况良好,因此进口黄土高边坡总体质量合格。