港口湾水库安全检测报告1.doc
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1、港口湾水库安全检测报告 河海大学实验中心港口湾水库安全检测报告河 海 大 学2011年3月南京27港口湾水库安全检测报告项目负责: 参加人员: 报告编写: 审定: 目录1前言(1) 1.1工程概况(1) 1.2检测目的(4) 1.3检测内容(4)1.4仪器设备(5)1.5检测依据的规程、规范与标准(5)2检测与评价方法(6) 2.1外观检查(6) 2.2裂缝检测(6)2.3碳化深度检测(6)2.4保护层厚度检测(6)2.5混凝土抗压强度检测(6)3水工建筑物安全检测(9) 3.1主坝检测(9) 3.2溢洪道检测(13) 3.3泄洪洞检测(18)3.4交通桥检测(20)3.5副坝检测(21)附
2、录(24)1 前言1.1工程概况港口湾水库位于安徽省宁国市境内水阳江上游支流西津河上,距宁国市城区18km。是治理水阳江流域洪涝灾害的骨干控制工程,坝址控制流域面积1120km2,水库按百年一遇洪水设计、万年一遇洪水校核。水库死水位117.0m,汛期限制水位133.0m,正常蓄水位135.0m,设计洪水位140.71m,校核洪水位145.16m;水库总库容9.41亿m 3,其中调洪库容4.71亿m 3,兴利库容3.96亿m3,死库容1.35亿m3。港口湾水库是一座以防洪为主,结合发电、灌溉等综合利用的大()型水利水电枢纽工程。工程总投资11.034亿元。工程建成后,有效地减免了水阳江中、下游地
3、区的洪水灾害,保护沿江农田55万亩;沿江宣州区、宁国市等城镇和交通干线的防洪标准可提高到20年一遇;新增和改善灌溉面积46.5万亩;电站总装机容量为60MW,电站担任安徽电网调峰任务,多年平均发电量为1.13亿kWh。港口湾水库库区淹没耕地2.38万亩,迁移人口18324人。在正常蓄水位135.0m时水面面积 32.8km2,回水长度40.0km。1.1.1水库枢纽工程概要港口湾水库枢纽工程由主坝、溢洪道、泄洪洞(由导流洞改建而成)、发电引水隧洞、发电厂房、升压变电站及副坝组成。(一)主坝主坝为砼面板堆石坝,最大坝高68.0m,坝顶高程146.0m,坝顶长257.0m,坝顶宽7.0m;上游坝坡
4、为1:1.4,下游坝坡为1:1.3;坝顶采用6m高直立式防浪墙。坝体填筑设计方量为89.8万m3,由垫层区、过渡区、上游堆石区(主堆石区)和下游堆石区(次堆石区)组成。垫层料水平宽度为2m,过渡料水平宽度为3m,下游次堆石区高程89132m之间,掺入部分风化料。垫层料外层为钢筋混凝土面板,面板顶部高程为141.2m,共计29块,其中两岸17块,宽6m,河床段12块,宽12m。面板厚度自底部到顶部由0.4m渐变为0.3m。趾板厚度0.4m,左岸坡段总长120.2m,其中高程141.2102.5m趾板宽度为4m,高程102.578m段宽度为5m。河床段长109.5m、宽5m。右岸坡段总长110.9
5、m,其中高程 141.2101.2m趾板宽为4m,高程101.2m以下为5m。趾板设固结灌浆孔2排,5m宽趾板孔距为2m,排距3m,上游排孔深8m,下游排孔深5m;4m宽趾板孔距为2.4m,排距为2.4m,孔深均为5m。帷幕灌浆孔为单排孔,孔距为1.5m,孔深1034m。另外大坝上游高程88m以下设置由粘土和任意料组成的铺盖,粘土顶部厚2m,坡比1:1.2;任意料厚1m,坡比1:1.3,总方量约1万m3。大坝下游坡为干砌石护坡,坡面上共设置4个观测房。(二)溢洪道溢洪道布置于右岸,为岸边开敞式,由进水渠段、控制段、泄槽段、挑流鼻坎段和尾水渠等组成,全长295.45m(不包括尾水渠)。进水渠长7
6、6.0m,底板高程127.5m,砼衬砌长度33.2m。左侧为弧线型导水墩,与大坝右岸趾板和坝顶防浪墙相接;右侧为带支墩结构的扭曲型边墙,墙顶高程146m,长度30m。控制段长22m,分两孔,闸墩宽度1.5m,右边墩后设有支墩5个;溢流堰为驼峰式,堰顶高程130m,设10m8m弧形门两扇。泄槽段全长180.08m,净宽21.5m,每隔15m设一横向伸缩缝,底板纵坡为20%。泄槽基岩面上设有纵、横向排水系统,左侧纵向排水沟设置于纵向伸缩缝处,右侧排水沟沿f3断层布置,横向排水沟间距15m,设置于横向伸缩缝下。挑流鼻坎采用连续式,坎顶高程92.27m,反弧半径R=20m,挑射角25。溢洪道尾水渠呈八
7、字型,轴线长110.0m,渠底高程约为80.0m;左侧为浆砌石边坡,长约77m,与厂区边坡相接,边坡比1:1.5;右侧上游部分为混凝土与浆砌石挡土墙,长度为97.0m;下游部分为浆砌石边坡,长约91m,与下游河道护坡相接,边坡比1:1.5,挡墙后布置一条进厂公路。(三)泄洪洞泄洪隧洞由导流洞改建而成,并同时兼作放空洞。泄洪洞布置在大坝左岸,进口高程81m,出口高程80m,洞高8m,洞宽8m,断面为城门洞型,洞身全长347.17m。由进口明渠、喇叭口段、闸前渐变段、进口事故闸门闸室段、闸后渐变段、不衬段(洞身段)、出口改建段、出口明渠等组成。进口明渠长160m,砼衬砌段长15m,底宽8m。洞身进
8、口段砼衬砌长55m,包括喇叭口段、闸前闸后渐变段,砼衬砌厚度0.5m,以下大部分为不衬段。进口处设事故检修闸门井,闸门型式为平板钢闸门,尺寸为8.1m8.2m,检修平台在高程135m处。采用液压启闭机启闭。泄洪洞出口全长87.19m,由标准段、渐变段、闸室段、扩散段组成,另外还有启闭机室和通往启闭机室的交通洞等。标准段长25m,城门洞形断面,衬砌厚度0.5m;渐变段长16m,衬砌厚度由0.5m渐变至2m;闸室段长14m,宽度5m;扩散段长31.8m,衬砌厚度由2m渐变至0.5m;闸室段布置一扇弧形工作门。启闭机室地面高程97.4m,布置一台液压启闭机。(四)引水发电系统1发电引水隧洞发电引水隧
9、洞布置于坝体右岸,隧洞全长264.38m。进水口位于坝轴线上游约140m处,进口底板高程100m。建筑物包括拦污栅、喇叭形进水口、闸门井和高程135.5m以上的框架结构等,高程146m设交通桥连接永久公路。进口拦污栅分2孔,孔口尺寸6m15m,中部设隔墩,厚0.8m,进口检修闸门为平板滑动钢闸门,孔口尺寸为6.5m8m。洞身段包括闸后渐变段、上平洞、斜井、下平洞、岔管段和压力钢管等。闸后渐变段长15m,由矩形断面6.5m8m渐变为8.5圆形断面,砼衬砌厚度由1.1m渐变为0.3m。上平洞长61.05m,洞径8.5m,砼衬砌厚度0.3m,单层钢筋。斜井长42.96m,衬砌厚度0.35m。下平洞长
10、82.31m,衬砌厚度0.35m。岔管段长24.56m,衬砌厚度自0.6m渐变至1m。后接两条压力钢管,内径由4.8m渐变至4.3m。2厂房及变电站港口湾水电站为引水式地面厂房,位于主坝坝坡下游约40m右岸岸坡处。厂区建筑物包括主厂房(含安装间)、副厂房、尾水渠和开关站等。主厂房尺寸56.87m19.8m36m(长宽高),安装2台套立轴混流式水轮发电机组,单机容量30MW,机组安装高程81.5m。共分三层:发电机层(地面高程91.52m)、水轮机层(地面高程84.5m)和蝴蝶阀廊道层(地面高程77.493m)。机组间距15m。安装间布置在主厂房右端,与发电机层同高程、同宽,长22.5m。主厂房
11、内设一台电动双梁桥式起重机,主/副钩额定起重量140t/32t,跨度17m,轨顶高程101.00m。上游副厂房长度与主厂房相同,宽9.4m,共分二层,底层为电缆夹层,地面高程89.02m。上层布置有高压开关室、低压开关室、高压试验室、直流屏室、蓄电池室、消防配电室、母线廊道、机修间和工具间等生产辅助性房间,地面高程91.52m。端部副厂房位于主厂房的右端外侧,长17.62m,宽26m,共设五层,总建筑面积约1942m2。布置有中央控制室、计算机室、通信室、电工试验室、水库调度室、水文测报室和管理办公室等。110kv变电站布置在主厂房左侧与主坝下游坝坡之间,基础利用弃碴回填形成,长约92.4m,
12、宽44.2m,地面高程91.30m。变电开关站站内布置两台110kv主变压器及配套的开关设备,通过两回110kv线路送往宁国220kv变电所。(五)副坝副坝位于宁国市竹峰办事处桥头埠东北约2km处,在西津河与中津河分水岭垭口附近。副坝原为均质土坝,后将坝轴线下游部分坝体改为堆石体。坝顶高程146m,坝顶长87.5m,坝顶宽6m,最大坝高31m。上游坝坡高程135m以上坡比为1:2.5,高程135m以下坡比为1:3。下游坝坡高程135m以上坡比为1:2,高程135m以下坡比为1:2.5,坝体填筑总量约9万m3。为满足农业灌溉和城市供水需要,坝下设一条断面为1.2m1.8m钢筋砼引水涵洞,进口设检
13、修闸门,出口设直径0.8m闸阀控制。1.2检测目的通过安全检测掌握港口湾水库的运行性态,及时发现影响安全运行的隐患,提出消除隐患的措施和建议,为主管部门的决策提供科学依据。受港口湾水库管理处委托,2010年12月,河海大学对港口湾水库进行了现场安全检测。检测工作得到了港口湾水库管理处的大力支持和帮助,在此一并表示衷心感谢。1.3检测内容主要对港口湾水库的主坝、溢洪道、泄洪洞、副坝、高程、坡比等进行实地检测。具体如下:(1)外观检查,包括坝顶道路、防浪墙、护坡面板、主坝进口铺盖底板、泄洪洞闸口、副坝等建筑的表面缺陷、破损和变形等;(2)钢筋混凝土耐久性检测;(3)混凝土强度检测;(4)其它辅助检
14、测;1.4仪器设备ZC3-A型混凝土回弹仪;CM9型钢筋保护层测定仪;150mm游标卡尺;其它试验用辅助仪器设备。以上检测仪器均计量检定合格。1.5检测依据的规程、规范与标准 堤防工程施工质量评定与验收规程SL239-1999; 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23-2001); 水工混凝土试验规程(SL352-2006); 堤防工程施工规范SL260-1998; 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002; 砌体工程现场检测技术标准GB/T50315-2000; 水利水电建设工程验收规程SL223-1999。2、检测与评价方法2.1 外观检查外观检查主要是使用测尺、卡
15、尺、照相机等器具,采用察看、尺量、拍照等方法检查建筑物的表面缺陷、破损、变形等。2.2 裂缝检测采用裂缝检测仪、测尺等器具,检测建筑物主要结构部位混凝土的裂缝宽度、长度、深度及裂缝分布等。2.3 碳化深度检测由于空气中的CO2与混凝土中的Ca(OH)2作用,在混凝土表面会生成中性的CaCO3层,称为混凝土碳化层,其厚度即为碳化深度。混凝土未碳化以前呈碱性,碳化后为弱碱性,当遇酒精酚酞试剂后,前者显红色,后者为无色。混凝土碳化深度检测使用冲击钻、酒精酚酞试剂、游标卡尺等进行。检测要点为:用冲击钻在被测构件表面打孔,清除钻孔中粉末,滴入1%的酒精酚酞试剂,用游标卡尺测量表层不变色混凝土的厚度,测值
16、即为碳化深度。2.4 保护层厚度检测当混凝土碳化层深度超过钢筋在构件中的埋置深度时,钢筋会因为表面钝化膜遭到破坏而迅速锈蚀。因此,混凝土构件中钢筋的埋置深度即为钢筋保护层厚度。保护层厚度检测使用钢筋保护层测定仪(CM9 CoverMaster)进行。检测时,将保护层测定仪紧贴构件表面,分别沿纵向和横向或沿竖向和水平向缓缓移动,测定纵向和横向钢筋或竖向和水平向钢筋的位置及深度,仪器的深度示值即为保护层厚度。2.5 混凝土抗压强度检测根据现场实际情况,采用回弹法或取芯法检测混凝土抗压强度。2.5.1 回弹检测法回弹法是一种无破损检测方法。检测前应对被测构件表面进行处理,用钢丝刷、砂轮除去混凝土表面
17、的疏松层并磨平。检测时要尽量避开钢筋及表面破损露石、凹陷、气孔、混有杂物的区域和部位。检测要点如下:(1)在被测构件表面适当部位布置若干个(200200)mm2回弹测区,每个测区16个测点,测点宜均匀分布,相邻测点的净距不宜小于20mm,测点距外露钢筋预埋件的距离不宜小于30mm。(2)使用HT225A型回弹仪测量各测区的混凝土表面的碳化深度。检测时,回弹仪的轴线应始终垂直于检测面,缓慢施压,准确读数,快速复位。同一测点只应弹击一次,每个测区只记取16 个回弹测值,剔除3个最大测值和3个最小测值,以10个测点回弹测值的平均值作为该测区的回弹测值。(3)根据回弹值、碳化深度与混凝土强度之间的换算
18、关系得到各测区的混凝土强度值。(4)根据各构件的测值,分别计算混凝土强度的平均值、最大值、最小值、标准差。再根据相关规程,规范,确定各构件的混凝土强度的推定值。结构或构件第i个测区混凝土强度换算值按该测区的平均回弹值(Rm)及平均碳化深度值(dm)由回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23-2001)附录A 查表得出。根据结构或构件各测区的混凝土强度换算值,按下列公式计算各构件混凝土强度平均值和标准差:式中 结构或构件测区混凝土强度换算值的平均值(MPa) 精确至0.1MPa;n 对于单个检测的构件,取一个构件的测区数;对批量检测的构件,取被抽检构件测区数之和; 结构或构件测区混凝土强
19、度换算值的标准差(MPa),精确至0.01MPa。结构或构件的混凝土强度推定值()按下列公式确定:(1)结构或构件的测区数少于10 个时:式中 构件中最小的测区混凝土强度换算值。(2)结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时:1.645(3)结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa 时:10.0MPa注:结构或构件的混凝土强度推定值是指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的结构或构件中的混凝土抗压强度值。2.5.2 取芯检测法取芯法是采用钻机钻取直径100mm的混凝土芯样(每组3个),然后进行切割、打磨,使用相应量程的压力机进行混凝土抗压强度检测。如取芯部位为钢筋混凝土,取芯之
20、前要使用钢筋探测仪先探测钢筋位置,确保钻芯时避开钢筋;对现场取出的芯样要仔细包装,避免损坏;试验前要按规范要求对芯样端面进行补平处理。试验数据处理:以三个芯样测值的平均值作为试验结果。当破型后的试件出现下列情况时,剔除该试件的试验结果。(1)含有粗骨料的粒径大于芯样直径的0.5倍;(2)含有蜂窝、孔洞等缺陷;(3)试件端面出现裂缝与抹平面分离。3 水工建筑物安全检测3.1 主坝检测3.1.1 外观检查港口湾水库主坝坝顶整体形貌见(照片1),主坝迎水面护坡整体形貌见(照片2)。 主坝迎水面护坡为现浇混凝土结构,护坡面板表面风化冲刷(照片3)、出现不同程度裂缝(照片4),其中部分裂缝经处理,但用于
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