常州市西市河泵站工程建筑物安全检测分析

王 强，荀 俊，王 敏

(常州市城市防洪工程管理处，江苏 常州 213000)

0 引 言

泵站是一种极为常见的水工建筑物，在长期使用过程中，泵站难免出现不同程度的破损，破损后的泵站其效益在一定程度上受到了限制，同时，也存在破坏的风险，将会下游城镇、居民的安全产生一定威胁。针对这一部分泵站，完成安全检测分析是十分重要的，准确划分泵站安全等级，可为泵站除险加固工程提供依据[1]。目前，泵站安全检测涉及到混凝土强度、碳化深度、保护层厚度、结构破损等多个方面。结合常州西市河泵站，对泵站安全检测进行分析。

1 工程概况

西市河泵站建成于1992年6月，位于常州市钟楼区西市河上，西市河河道起止位置为从大运河至关河，全长为712.6m，河面最窄处仅为7.0m，最宽处为15.1m，水面积为16523.8m2。西市河泵站工程结构型式为闸站结合结构，设计流量6m3/s。包括两台水泵机组，泵室净宽均为3.5m，泵站主机泵为32ZLB-125轴流泵，共2台，单机流量为3m3/s，每台配套功率为95kW；一座节制闸，节制闸为开敞式结构，单孔净宽6m，闸门为直升式钢闸门，配备液压式启闭机一台。泵站底板顶面高程▽0.9m，电机层高程▽6.1m；节制闸底板顶面高程▽1.6m，闸墩顶高程▽6.1m。该工程多年来与锁桥河泵站共同作用，充分发挥了防洪、排涝、调蓄和水环境改善等多项工程效益。

2 现场安全检测

2.1 混凝土强度检测

2.1.1 回弹法强度检测

1)基本理论：

剔除现场测得的回弹值中的3个最大、最小值后，按下式计算：

(1)

式中：Rm为测区平均回弹值；Ri为第i个测点的回弹值。

当无法从混凝土试件侧面测试时需对回弹值进行修正，首先将计算平均回弹值Rma，按下式进行修正：

Rm=Rmα+△Rα

(2)

式中：Rmα实测平均回弹值；△Rα为不同测角α的修正值。

当回弹仪水平方向测试混凝土浇筑表面或底面时，应按下式修正。

(3)

回弹值测量完毕后，应测量碳化深度值，取平均值作为测区的碳化深度值。极差>2.0mm时，应测量每个测区的碳化深度值。

构件混凝土强度推定值计算方法如下：

a)当结构或构件测区数少于10h：

fcu,e=fcu,minc

(4)

b)当测区强度值中有<10.0MPa时：fcu,e<10.0MPa。

c)当结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时，应按下列公式计算：

(5)

d)当混凝土强度标准差以下情况时，则应按单个构件检测：

当混凝土强度平均值<25MPa时：sfcuc>4.5MPa；

当混凝土强度平均值≥25MPa时：sfcuc>5.5MPa。

2)检测方法：

每构件布置10个测区，一个测区设置16个回弹点。测试过程中应当保持回弹仪与测试面垂直。测点宜均匀分布，测点间距一般≥20mm。

3)检测结果：

由回弹检测值，混凝土强度的推定值见表1。

表1 混凝土强度回弹检测法成果表

2.1.2 钻芯法混凝土强度检测

1)基本理论：

芯样试件的强度换算公式如下：

(6)

式中：fcuc强度换算值，MPa，；F为抗压试验最大压力，N；d为试块平均直径，mm。

2)检测方法：

3)检测结果：

钻芯取样法检测混凝土抗压强度成果分别见表2。

表2 西市河泵站混凝土钻芯法强度检测成果表

2.1.3 混凝土强度

综合各种检测手段测定的混凝土强度，各构件混凝土强度推荐值见表3。

表3 西市河泵站混凝土强度检测成果表

由表3可知：采用回弹法、钻芯法测得西市河泵站墩墙、排架、电机梁、泵房后墙混凝土强度满足原设计要求，满足《水工混凝土结构设计规范》(SL191—2008)有关混凝土最低强度等级要求。

2.2 碳化深度检测

2.2.1 检测方法

采用电钻垂直钻进孔径约15mm的钻孔，除去钻孔中的杂物，然后使用浓度为1%的酚酞酒精溶液均匀地喷洒在孔洞内壁，再用深度测量器具测量深度，应多次测量取平均值，该距离即为该测区的碳化深度值，每次读数精确至0.5mm。

2.2.2 检测结果

碳化深度检测结果见表4。

表4 混凝土构件碳化深度检测值 mm

从表4可以看出：西市河泵站墩墙的混凝土碳化深度分布均匀，其值在4.5-12.5mm之间；排架混凝土碳化深度分布不均匀，其值在11.0-22.0mm之间，其中3号孔左排架最大碳化深度为22.0mm；电机梁混凝土碳化深度分布均匀，其值在4.0-13.0mm之间；泵房后墙混凝土碳化深度分布均匀，其值在10.0-15.0mm之间。

2.3 混凝土保护层厚度检测

对每个构件，选择五个点，测定混凝土保护层厚度。检测结果见表5。

表5 西市河泵站混凝土保护层检测结果 mm

2.4 结构病害检测

钢筋混凝土结构病害的检测主要从表面特征、钢筋是否锈蚀等方面来综合判断。西市河泵站结构病害检测结果如下：

1)左闸墩与下游岸墙接缝处混凝土剥落。

2)右闸墩下游侧露筋1处。

3)左排架活动门槽处箍筋露筋严重。

4)左排架中部混凝土胀裂1处。

5)1号泵下游侧电机梁箍筋露筋。

6)启闭机梁底部露筋多处。

7)上游左侧浆砌块石岸墙接缝处块石脱落。

8)上游右侧浆砌块石岸墙接缝处止水填料脱落。

9)上游侧工作便桥底部露筋。

10)下游侧工作便桥底部露筋。

3 结 论

1)西市河泵站混凝土强度在26.30-35.14MPa之间，各区域混凝土强度均满足原设计和相关规范要求，混凝土评价标度为A。

2)西市河泵站墩墙、电机梁、后墙的混凝土碳化深度分布均匀，其值分别在4.5-12.5mm、4.0-13.0mm、10.0-15.0mm之间，碳化深度评定标度为A；排架混凝土碳化深度分布不均匀，其值在11.0-22.0mm之间，碳化深度评定标度为B。

3)除电机梁实测混凝土保护层厚度均大于最大碳化深度但小于设计值，对结构钢筋耐久性有较大影响外，其他部分混凝土保护层厚度满足要求。