水库大坝混凝土的质量检测及分析

水库大坝混凝土的质量检测及分析

田 元

四川南充水利电力建筑勘察设计研究院

摘要：混凝土大坝在长期运行过程中，由于坝体混凝土老化、钢筋锈蚀或因地震、人为活动、生物破坏等，大坝的安全性将逐渐降低。目前，世界各国对大坝安全管理日益重视，大坝安全管理机制逐步健全，管理制度日益完善，大坝安全风险管理理论和应急管理水平都有了长足的发展，大坝安全管理已经从事故管理转向隐患管理。

关键词：混凝土大坝；质量；检测某水库是一座集供水、灌溉、发电、旅游为一体的大型水利枢纽工程，大坝坝型为“金包银”式碾压混凝土重力坝，该水库在迎水面采用常态混凝土作为防渗层，下游采用常态混凝土作为保护层，坝体内部为三级配碾混凝土。坝顶总长度为500m，坝项高程为147m，最大坝高75m，总库容9亿m3。在该水库建成并投入使用之后，其综合效益得到了有效发挥。但随水库的运行，其老化问题以及包括渗漏在内的很多其他问题都会出现，这对水库工程的安全运行带来很大影响。在此情况下，当地水库管理局以及水利水电部门一同承担了水库大坝混凝土质量安全检测的任务，为水库大坝的安全提供有力的科学依据。

1 大坝工程混凝土施工常见质量问题

(1)在水利大坝结构设计阶段，如果对结构设计不够重视，对施工顺序和施工材料随意更换，则很容易导致荷载裂缝问题。

(2)由于受到温度的影响，混凝土在硬化过程中，很容易产生水化热现象，则混凝土内外表面就会产生拉应力，在温度的降低过程中，混凝土表面很容易产生裂缝。所以，温度变化会导致混凝土裂缝的产生。在施工过程中，季节变化、天气变化都会导致混凝土表面裂缝的产生。

(3)塑性裂缝。通常情况下，塑性裂缝一般出现在混凝土没有硬化时， 塑性裂缝又可以被分为塑性收缩裂缝和塑性沉降裂缝。塑性收缩裂缝指的是在混凝土浇筑过程中，混凝土表面温度发生变化，温度差的存在会导致裂缝的产生。而塑性沉降裂缝指的是在混凝土硬化前，重量较大的骨料下沉，混凝土竖向体积减小，导致裂缝产生。

2 混凝土检测方法2.1 混凝土强度检测

无损检测与有损检测是混凝土强度检测的两种主要形式，无损检测具体来说就是在不破坏混凝土结构的前提下，采用物力参量计算机对混凝土强度进行计算，这种方式在面积极大的混凝土结构面中非常实用。相对来说，有损检测则是针对局部混凝土破坏的问题进行检测。本次检测采用回弹法无损检测，根据混凝土表面硬度来推导混凝土的强度。

2.2 混凝土的碳化检测

混凝土碳化是一种常见的现象，具体原因是水泥水化产物Ca(OH)2与空气中的CO2发生反应而生成CaCO3，属于中性化过程，能够在钢筋表层生成钝化膜，起到防止钢筋腐蚀的作用。但值得注意的是钝化膜只有在碱性环境下才可以更加稳定。如果混凝土中的碱度下降至11.5以下时，钢筋周围就会出现致密钝化膜被破坏的问题，钢筋就失去了保护层，必然会出现腐蚀现象。混凝土碳化深度的检测对于混凝土抗压强度推测与估算都有着巨大的意义，在混凝土耐久性检测的过程中，碳化深度是重要的评价标准。

2.3 坝面及廊道混凝土外观质量普查

对该水库的非溢流坝段、溢流坝段以及泄洪底孔坝段等部位进

行全面的检查，主要查看混凝土是否存在缺陷，记录缺陷的位置和类型。由于水库廊道内部没有照明设施，对底孔消力池0+145.35纵向排水廊道、溢流坝消力池下封闭灌浆廊道等部位进行了检测。

2.4 典型裂缝深度的检测

依据水工混凝土结构缺陷检测技术规程的规定，采用超声波平测法和钻孔法探测混凝土裂缝的深度。

(1)超声波单面平测法。依据超声波检测混凝土缺陷原理，在时间相同的条件下，采用脉冲波技术对脉冲波振幅与频率等方面的参数进行判断，从而确定混凝土的缺陷。如果混凝土结构出现裂缝，那么其整体性就被破坏了，超声脉冲在裂缝周围传播，利用波的反射与接收时间对裂缝深度进行计算。

(2)钻孔法。超声波进行混凝土裂缝深度的检测，实际上存在一定的局限性。为了克服这种局限，提升检测的精度，本次检测又采用了钻芯实测的方式进行了裂缝深度检测，结合超声波法检测两个方面的结果进行对比分析，从而得出更加具有科学性的裂缝深度数据。

3 水库大坝混凝土施工关键环节3.1 施工用混凝土配合比例

毫无疑问混凝土配合比是确保其质量及其形成构件强度重点，在具体施工过程中应该结合具体情况，在不同的施工部位选择合适的灰水比例，以此来得到不同的强度和坍落度。所以水库大坝中混凝土施工时必须要对灰水比例进行严格控制。不管是实验室的混凝土配比还是设计配合比，在工程正式开始之前都必须实施现场实验性复核，以确保混凝土的配合比满足具体工程需求。确保混凝土各项性能指标能够达到工程需求之后才可以用来指导现场混凝土施工。

3.2 混凝土的施工浇注

通常情况下水库大坝混凝土施工均为分段或者分项目进行施工，也就是说闸室以及闸墩是区别对待的。所以在施工过程中应该严格控制混凝土铺料，需要做好下面两个要求：①来料时应该对其均匀铺平，严格控制厚度在30~50cm范围内；②平仓时应该实施分散处理，此举是为了避免大骨料出现过度集中从而对构件强度造成影响。此外，在进行浇筑的时候还需要注意混凝土振捣工序，因为振捣工序会对混凝土浇注质量产生之间影响，振捣过程中直到混凝土不再继续下沉，且表面不再出现比较大的气泡为止，应该缓慢拔出振捣棒，整个过程应该注意操作的顺序以及振捣点的均匀布置，防止出现漏振以及振捣不足问题。

3.3 混凝土的后期养护

大坝混凝土施工的最后一个环节就是混凝土的养护，养护的目的就是避免由于外界因素的影响使得混凝土硬化出现不良状况，最终出现过度收缩、损坏、裂缝等情况。至于具体的混凝土养护方式应该结合浇注构件的实际情况进行，必须要确保各个侧面的养护要均匀。刚完成浇注的混凝土其主要养护方式就是洒水，混凝土初凝之后需要对其顶面进行养护，主要措施就是直接在需要养护的部位洒水，以确保整个混凝土块的湿润。

参考文献：[1] 马秀峰，熊冲玮. 湖塘水库大坝混凝土的质量检测及分析[J]. 江西水利科技，2001.

[2] 刘艳红. 某水库大坝混凝土面板检测及裂缝处理[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版)，2011.

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