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潮河泄空隧洞混凝土结构安全检测及评价

文档作者：胡明罡高云柱文档来源：北京市密云水库管理处		点击数：	更新时间： 2024年02月21日
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一水利建设与管理 2016年·第11期
DOI：10．16616／j．cnki．11-4446／TV．2016．11．020
潮河泄空隧洞混凝土结构安全
检测及评价
胡明罡 高云柱
(北京市密云水库管理处，北京101500)
【摘要】 南水北调工程完工后，未来密云水库将在高水位持续运行，特殊时期需要紧急腾空库容情况下，潮河泄
空隧洞的安全运行就显得尤为重要。为确保泄空隧洞安全运行，开展了潮河泄空隧洞的安全检测，评价隧洞运行
现状。经检查检测发现洞身分布有较多环向发展裂缝，洞身混凝土表面侵蚀较严重，钢筋保护层厚度减小；进口闸
门井混凝土强度较低，碳化深度较大；建议对洞身侵蚀较严重区域进行修补处理。
【关键词】 潮河；泄空隧洞；混凝土；安全检测
中图分类号：TV331 文献标志码：B 文章编号：1005-4774(2016)11-0072-03
Safety testing and evaluation of concrete structure in
Chaohe River flood discharging tunnel
HU Minggang，GAO Yunzhu
(Beijing Miyun Reservoir Management Office，Beijing 101500，China)
Abstract：After the completion of South—to—NoAh Water Diversion Project，Miyun Reservoir will be in continuous operation
at a high water level in the future．It is very important for the safe operation of Chaohe River flood discharging tunnel under
the condition of emergency empting reservoir capacity in special period． In order to ensure the safe operation of flood
discharging tunnel，the safety testing of Chaohe River flood discharging tunnel is developed and the operating situation is
evaluated．It is found by the testing that the tunnel body has many annular cracks，the concrete surface of tunnel body is
eroded seriously，and the protective layer for steel bars is reduced in thickness．Moreover，the concrete strength of entrance
gate shaft is lower with bigger carbonation depth．It is suggested to make a repairing treatment to the seriously—eroded area of
tunnel body．
Keywords：Chaohe River；flood discharging tunnel；concrete；safety testing
l 前言
密云水库面积180 km ，库容43．75亿m ，控制流
域面积15700 km ，白河和潮河是两大人库河流。随着
国民经济建设的发展，密云水库任务由防洪、灌溉为主
转变为以城市供水、防洪为主。作为华北地区最大的
水库及北京最大的饮用水源供应地，工程安全至关
． 72．
重要。
近些年，密云水库一直在较低水位运行，南水北调
工程完工后，部分向城区周边各水厂供水以外，其余来
水将通过京密引水渠加压输水至密云水库，未来水库
将在高水位下持续运行，加大了工程运行期的风险。
在洪水期或其他特殊时期需要紧急腾空库容的情况
下，泄空隧}同的安全运行就显得尤为重要。
胡明罡等／潮河泄空隧洞混凝土结构安全检测及评价
密云水库 建成多年，潮河泄 隧洞 今仍末进
行过 而安个检测 为确保潮河泄 隧洲安全运行，
消除T 程发全隐患，俄据《水工混凝土建筑物缺 检测
乖fj “1 技术 程》《水L混凝十试验规程》《水工混凝
占卡勾没 范》及《水闸安全答定规定》等现行规范
J 洲河jIlf卒隧涮的安全检测与坪价．
2 工程概况
湖河泄 隧洞位于潮河E坝 坝头．全
697．889m，洞身距坝肩30余m，进出厂1距坝车II线分圳
为300,, 和260,1 ，包括进【1段、l1flJ门井上游洲身段、
J卜、俐门外下游洞身段、“5口段及尾水渠 I 游柃修
¨ 蚌中心掂 ()+000，距隧洞进u l59．945m，检修
平饭 J t 2．8Ill×3．7m，洞身内径3．7III圆形断
， ⋯ 口⋯ 室内没3．5m×2．5m弧形闸I'I．．
3 安全检测内容及评价
愉测内容包括潮河泄卒隧洞老化痫害状况的
( 1)币Il专项检测(见图2)，其叶1，普查内容包
括隧涮的缺陷、裂缝、剥蚀、伸缩缝状况等；专项检测包
括隧洲衬砌的抗压强度、碳化深度、钢筋保护层厚度、
分 、钢筋锈蚀程度及隧洞断面尺寸复核等
图1 泄空隧洞外观质量检测
图2 泄空隧洞洞身专项检测
3．1 外观质量
燧洲外观质 整体尚可，洲身卞要缺陷表现为裂
缝和混凝土表而侵蚀露筋 普查中 发现裂缝26条，
宽度大十2m,11的3条，均为半环形裂缝， ． 洲身0+
242车 侧 邴至拱顶，仃近似完祭环缝，裂缝较
细，有钙质忻出； 余洲身裂缝特征基小一敛，多l叶1
在混凝L浇筑分缝段的rl 问位置，代 性裂缝均较细
利川趟声波法』支表面波法榆测混凝土站卡勾裂缝， 瞍
均较小 涧身混凝土靠近进u闸f J 0～0+1 20范Ⅲlj、]
冲刷较严重，部分 域露『J．1{可筋网恪，拱顶 锈 痕
迹，fI r4身底部(芹，1 30。范『胡内)多处出 连续露筋
3．2 抗压强度
采片】川惮法俭洲付砌混凝土抗压灶度f}订操作简
单、检测便挫和赞川较低等优点 潮河泄空洲混凝十
纣彻原没计环号均为200 ‘，利刑回掸法检测得到山
u闸 名性子、 水广I闸墩左边墙、 水u 墩 边墩、
进水门闸卒边墙、洲身0+50～0+451段故⋯ 口 4
镤埔的抗JI 强 的血 【到 图3，愉测结果抗 瞍
最低为l3．1 M1 a，化丁进水几闸室边端，最高为
44．7MPa， 于删身0+203处 钻 ：取样 凝土j=J!=压
强度俭测n勺取样 置位1二隧涮出VI}Il：惜年侧蠛埔顶
部，陔位 凝土 发味设汁标弓’为200号，芯样机
强度为28．8MPa 俭洲结 表叫除进Lj 部他
外边墙 瞍低 没计混凝土怀 指际外， 余 邴
位混凝l： 度均满足原设汁要求
J上曲iJ)2／{g m )
图3 泄空隧洞混凝土衬砌抗压强度直方图
3．3 碳化深度
混凝j 碳化深度榆测结果 下页衷，愉测 ^ 表
叫，隧涮进L1 I'ql】室段和⋯I21翼端碳化深度卡¨埘较火，
余洞身段碳化深度均较小， 均碳化深 仅3．8llnl，远
小于混凝I 的殴汁保护层厚 ，隧 14洞身混凝 付砌
． 73 ．
Inl水利建设与管理 2016年·第11期
钢筋处于术锈蚀状态。
潮河泄空隧洞混凝土碳化深度检测结果表
}单位：mm
编 部 位 最大值 最小值 平均值 评定分类
I 进水I1 室边墙1号 7．O 5．O 6．0 A
2 进水f1闸窒边墙2号 50．0 40．0 46．7 B
3 {ff4身0+451处 5．0 4．O 4．5 A
4 涮身0+405处 3．0 2．5 2．8 A
5 洲身0+349处 4．0 2．5 3．0 A
6 ii,4身0+293处 3．5 3．O 3．2 A
7 洲身0+250处 3．0 2．0 2．5 A
8 涧身0+203处 3．0 2．O 2．5 A
9 洞身0+150处 3．O 2．O 2．5 A
l0 洲身0+50处 3．0 2．0 2．5 A
l1 }I【Il左侧翼墙 20．0 l7．() l8．3 B
3．4 钢筋保护层厚度
钢筋保护层厚度检测结果直方图见图4，检测结
果表明．出口闸室顶梁梁底、出水口闸墩左边墙、出水
口闸墩右边墩、进水口闸室边墙、洞身0+50～0+45l
段及出口左侧翼墙多处钢筋保护层厚度较小，低于原
设汁标准50ram；洞身0+70处保护层厚度仅llmm。
结合外观检测结果，保护层较薄处可从混凝土外面清
晰地看出钢筋网．个别部位出现连续露筋。从钢筋保
护层厚度分布统汁结果看，小于50ram的占53％ ，其中
洞身部分占33％ 。
图4 泄空隧洞混凝土钢筋保护层厚度直方图
3．5 钢筋锈蚀
钢筋锈蚀采用仪器检测和综合分析评定，在泄空
隧洞洞身和出口闸室底板各布置一检测区，采用钢筋
锈蚀仪进行锈蚀发生概率检测。泄空洞洞身测区选择
钢筋保护层厚度较小的区域，测区面积为1m X lm，每
隔l5cm布设1个测点，测点数共计49个，电位值范围
． 74 ．
一93～一19mV，平均电位值一57mV，半电位法检测等
值线图见图5。泄空洞出口渐变段测区面积为lm×
1m，每隔15cm布设l测点。检测点数共计49个，电位
值范围⋯342 228mV，平均电位值一294mV，半电位
法检测等值线图见图6
{ 0．00
尽
乓0．0o
尽
0．I5
0I30
O．45
0．6O
O．75
r向／m
0．00 0．15 0_3O ()．45 0．60 0．75
图5 洞身钢筋锈蚀电位图
x向／m
0．00 0．15 O，30 0．45 0．60 0．75
图6 出口渐变段钢筋锈蚀电位图
检测结果表明，洞身段产生钢筋锈蚀的可能性较
低，洞身露筋区仅为外露钢筋的表面锈蚀；综合外观检
查、碳化深度测量结果及电位法检测结果，可以看出未
出现明显锈蚀痕迹。
3．6 探地雷达扫描
探地雷达扫描采用8000Hz天线，在洞身衬砌左右
各布设一条测线，每条测线延水流方向进行扫描。检
测结果显示，受检区段部分钢筋网片在深度方向有起
伏，多处钢筋保护层厚度偏薄，0+013～0+019左侧
拱腰混凝土局部内部有脱空现象，脱空深度约0．3m。
(下转第54页)
：。 ∞
O n O n O
■ 水利建设与管理 2016年·第11期
算，此类工程投资一般不超过1200元，国家投入资金
基本可以解决单户饮水安全。
3．2 多户共建自来水工程改造
针对第二类贫困人口多户共建简易自来水，又不适
合单独另建饮水工程的，可以采取以下方式：对贫困户
和其他非贫困户共有的简易自来水工程进行必要改造，
包括：水源取水、沉淀、过滤，管道等工程设施和消毒设
备的巩固改造提升。具体措施为新建、扩建、改造拦河
坝、取水井、沉淀池、过滤池等工程设施和消毒设备。极
少数工程只需改造其中的一项，大多数工程包括多项改
造内容，因此其投资一般较大。根据相关调查测算，此
类工程投资均需几万元，甚至十几万元，国家投入资金
远远不足，所以一般情况下不建议采取此种方案。
3．3 集中供水工程巩固提升
针对已经建有农村饮水安全工程，但需要进行巩
固提升或改造的贫困户，其解决办法类似于“多户共建
自来水工程改造”，不过其投资相对较少，经测算约需
几万元，国家投入资金不足，所以一般情况下也不建议
采取此种方案。
·蔓 ·昱曼· ·蔓E·S
(上接第74页)
￡
4 建议
农村饮水安全巩固提升精准扶贫由于贫困人口
多、贫困户居住极其分散、户均人口少，基本均需逐户
解决饮水，难以建设集中供水工程连片解决。通过分
析以上几种解决方案可知，钻机井安装水泵蓄水桶或
一体化供水设备、改造现有共建简易自来水设施、改造
或巩固提升已建农村饮水安全工程三种方案，将超过
国家投资标准，所以建议实施该项目时，以乡镇为责任
单位，统一招标，资金使用以村为单位统一调度，统筹
安排，将资金投入少的贫困户的结余资金，统筹安排到
本村内其他投入大的贫困户饮水工程建设中，仍有不
足的，应由各县(市)自筹资金解决，确保贫困户饮水
安全问题得以解决。
5 结语
本文分析了山区贫困人口农村饮水安全精准扶贫
工程建设中存在的问题，提出了合理的解决对策，以确
保贫困人口农村饮水安全巩固提升工程“精准扶贫、精
准脱贫”目标的顺利实现，确保完成农村饮水扶贫攻坚
任务。
3．7 隧洞断面尺寸复核
采用隧洞断面仪对泄空洞典型断面尺寸复核，通
过与原设计标准比较，来确定隧洞断面的尺寸偏差及
整体变形情况。潮河泄空隧洞共选择3个断面进行测
量，检测结果表明，所检断面形状和尺寸与原设计标准
基本一致，正负偏差均很小，断面无明显整体变形。
4 安全评价 ·
密云水库潮河泄空洞的作用极其重要，虽然正常
运行时期并不使用，一旦遇地震或其他特殊情况需要
紧急放空水库时，是泄空潮河库区140m高程以下库
水的唯一通道。因此潮河泄空洞不论在任何时期都必
须保持良好的安全状态，以备不时之需。
潮河泄空洞建成几十年，目前存在的主要问题为
混凝土的老化病害，经检测混凝土强度除进口闸边墙
强度低于原设计混凝土标号指标外其他部位满足要
· 54 ·
求；进口闸和隧洞出口碳化深度较大；隧洞洞身表面侵
蚀较严重，分布较多环向发展裂缝，局部有脱空，保护
层厚度小于规范要求，露出钢筋表面有锈蚀痕迹。虽
然现在的混凝土质量尚能维持工程运行，但考虑该建
筑物投入运行时间长、老化问题突出，一旦过水高速水
流易对混凝土产生侵蚀，因此建议对混凝土老化病害
区域进行彻底的工程治理。
参考文献
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