南水北調濟南市區暗涵段輸水工程檢測分析

張東霞，呂鴻翔，任澤儉

（南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109）

南水北調濟南市區段輸水工程是膠東輸水干線西段工程的關鍵性工程，工程全長23.59 km，設計輸水流量50 m3/s，加大輸水流量60 m3/s，洪水設防標準采用100 年一遇，除澇標準10 年一遇。輸水暗涵為3 孔鋼筋混凝土箱涵，混凝土強度等級C30，設計比降1/8 700，標準過水斷面3～4.9 m×4.7 m。檢修孔為 0.8 m×0.8 m 及 1 m×1 m 兩種規格，沿途與輸水暗涵交叉的排水溝和排水溝處以局部下臥方式穿越，下臥段設置排氣孔。

暗涵一般每年10 月至次年5 月通水，6～9 月停水。暗涵輸水工程于2009 年開工，2012 年底主體工程完工，并于2013 年11 月正式通水，迄今已運行7 年。自運行至今尚未對箱涵內部進行過全面檢查，無法獲得對工程當前狀態的清晰認識，有必要對其進行全面的實地檢查，以了解其運行狀況。

1 檢測原則

結合類似水利水電工程暗涵的檢測經驗，制訂了如下三方面的檢測原則：一是以保障工程安全和正常運行為基本目標，合理掌控檢測頻次，避免過度投入造成浪費，盡量選擇在停水期進行檢修。二是定期檢測與不定期檢測相結合，水下檢測與排空檢測相結合，取長補短，協調安排。三是以無損檢測為主，十分必要時再取混凝土芯進行檢測。根據檢測結果，擬定檢修方案，并適時調整檢測計劃。

2 檢測計劃

2.1 定期檢測

暗涵為地下輸水工程，考慮工程線路較長，為使暗涵內具備檢測條件，排空檢測時需持續通風、供電，因此，無論排空檢測內容多少，每次排空檢測費用都會較高。參考南水北調中線相關工程擬定檢測（檢修）頻次，兼顧節省檢測工程投資，宜采用水下檢測方式，加密定期檢測頻次，定期水下檢測的時間宜為兩次定期排空檢測時間段之間，定為3～5 年為宜。

2.2 不定期檢測

基于上述原因，不定期檢測一般也采用水下檢測方式，不定期水下檢測時機根據以下情況確定：一是定期檢測發現問題，不能確定近期是否有較快惡化的可能，需間隔一定時間進行復檢。二是暗涵進、出口的水位與流量之間的關系發生變化。三是暗涵出口水質、濁度與暗涵進口相比發生變化。四是發現外觀變形異常。五是發生其他異?，F象，經分析認為需要檢測時。

當工程的局部破損較為嚴重，不及時檢修將影響到工程安全和正常運行，需安排排空檢測，并根據檢測結果實施檢修。

3 全面檢測方案

3.1 檢測內容

涵身段普查主要檢測表觀缺陷、回彈普查；涵身段詳查主要包括回彈強度、鋼筋銹蝕、無損無傷檢測。十分必要時，取混凝土芯進行芯樣強度、芯樣抗凍、芯樣抗滲、芯樣腐蝕檢測。輔助設施普查包括檢修孔、進人孔、排氣孔及閘門普查和鋼筋銹蝕、抗凍、抗滲、腐蝕性檢測等。

3.2 檢測方案

1）普查表觀缺陷檢測。根據通風口分布情況分區進行通風照明，排滲清淤，用高壓水槍清洗管壁，對涵節連續編號。涵壁表觀缺陷、裂縫分類編碼、測繪，采用裂縫顯微鏡對混凝土裂縫寬度進行測試，讀數精度為0.01 mm。使用非金屬超聲檢測分析儀進行混凝土裂縫深度檢測。對涵節間錯臺量測、接縫滲水進行記錄。

2）混凝土回彈法檢測?；炷粱貜椃ㄊ抢没貜梼x彈擊混凝土表面，以回彈值作為與強度相關的指標來推定混凝土強度的一種方法?；貜椃z測是混凝土結構現場檢測中采用的非破損檢測方法之一，已經普遍使用。

每節箱涵順流向2 m、高1.5 m 處設1 測區，測區面積控制在0.04 m2，每個測區布置測點16個，剔除其中3 個最大值和3 個最小值后，求平均值作為該測區的回彈值?；貜棛z測面為原狀混凝土面，須清除其疏松層和雜物，且不留有粉末及碎屑。

3）混凝土取芯檢測。鉆芯法是從結構混凝土中鉆取芯樣以觀察混凝土內部質量和檢測混凝土強度等情況。該檢測方法一般情況下不予采用，十分特殊情況下，選取有取芯檢測必要的涵節取樣，取樣時要對鋼筋分布進行檢測，避開鋼筋，取樣后要做好封堵恢復工作。

芯樣按內、中、外三層分別制樣，獲取抗壓強度值。每孔芯樣按內外兩層分別制樣，進行抗凍、抗滲檢測，獲取抗凍、抗滲指標?？箟恒@芯切樣前，用砂紙打磨，涂刷酚酞試液，測取內側與外側的碳化深度，進行碳化深度檢測。取抗壓試驗殘樣，分層檢測硫酸根、氯離子等常規腐蝕性物質含量，進行芯樣腐蝕檢測。

4）鋼筋銹蝕檢測。混凝土中的鋼筋銹蝕性狀檢測采用鋼筋半電池電位法，每詳查涵節布設3個鋼筋銹蝕測區，通過檢測鋼筋的半電池電位數據獲取鋼筋銹蝕情況。

5）無損測缺檢測。每個詳查涵節布置6 m2測區，即測線寬0.4 m 長15 m，可沿軸向、環向施測，采用混凝土雷達、超聲波儀獲取鋼筋分布、保護層厚度和內部缺陷情況，如檢測合格率高，可將余下工作量用于裂縫檢測，測取裂縫的深度及鄰近混凝土的內部缺陷情況。

6）混凝土密實性檢測。使用墻體透視儀（PS1000）對混凝土進行密實性檢測：一是在檢測部位張貼數碼定位紙；二是用鋼卷尺測量測區位置的詳細信息；三是使用墻體透視儀對混凝土進行橫向、縱向掃描；四是通過軟件反演混凝土墻體的三維影像圖，進而評定混凝土的密實性。

7）位移監測。暗涵設有位移觀測點，在緊鄰檢修孔位置采用鋼管與輸水暗涵頂板連接，鋼管頂部焊接測點標芯，按相關規范進行觀測，匯總數據進行分析，監測位移量。

4 檢測結果分析

根據詳查結果計算各孔芯樣抗壓強度，并按內、外兩層計算各層抗壓強度；將內層芯樣的抗壓強度與回彈強度進行相關分析，推測其余普查管節強度值；分析混凝土徑向腐蝕現狀、鋼筋銹蝕情況，并匯總混凝土缺陷情況；與設計資料對比，將強度、抗凍指標、缺陷情況等綜合分析，從結構安全角度，將各管節歸類分級，根據《城鎮給水管道非開挖修復更新工程技術規程》相關條文管道評估內容要求，進行維修處理。