老外对葛洲坝与三峡船闸引水隧洞施工情况的比较

哈扎国际工程公司
三峡工程
2001年2 月16日
TGP -16
发给: 质量总监办公室
发自:. Mitchell 混凝土质量总监
主题: 关于葛洲坝与三峡船闸引水隧洞施工情况的比较

最近，质量总监办公室组织有关人员参观了葛洲坝二号船闸的定期检修情况，这包括中南院监理和航建部的有关人员。这是参观与三峡船闸结构相似并已运行近二十年船闸的绝好机会。长江航道管理局副局长高雄说船闸每六年检查和保养一次，上次检查和保养是在1994年。
本报告目的在于比较葛洲坝船闸引水隧洞与在建的三峡船闸引水隧洞情况，通过仔细葛洲坝船闸引水隧洞砼表面的现状我们可以得到有益的启发。我将在报告中展示发生在葛洲坝船闸引水隧洞砼表面的典型的损坏情况并分析引起这些缺陷的可能原因，以便在三峡工程中将这些因素减少到最低限度。
据说葛洲坝船闸引水隧洞最大设计水流流速为4m/s~5m/s，而三峡船闸引水隧洞水流流速为15m/s~20m/s。这就意味着如果不消除发生在葛洲坝船闸引水隧洞缺陷隐患，三峡船闸引水隧洞的使用寿命可能会降低。
我在报告中展示发生在葛洲坝船闸引水隧洞砼表面的典型的缺陷情况是为进一步说明如果不高度重视三峡工程中存在的质量问题, 三峡船闸引水隧洞仍可能发生问题。
详细资料如下:
·平整度误差
·接缝直线误差
·过渡段错台
·从埋件到砼的过渡.
·表面平整度.
·除去裸露在砼的钢筋.
·关注修理方法和材料.
如果表面不平滑并有表面缺陷将大大增加潜在的气蚀现象，另外,应该引起注意的是在排水廊道中存在端面收缩的地方,砼易受到破坏。在三峡工程中存在潜在的磨损现象。在葛洲坝船闸,我认为一些损害是由于磨损的原因造成的。在图片 #5中有集中的区域展示水流引起严重的表面磨损以及暴露的钢筋。在修补前我无法对这区域作全面的检查但是我建议应有人作全面的检查，以便在修复方案确定前查明磨损造成的原因。在这区域需要用更耐磨的材料。

我在此感谢高先生及其员工对我的支持。当砼修复工作开始时，我计划再一次访问葛洲坝船闸，评估修理方法和材料，看是否可以用于三峡工程中。我鼓励监理密切关注本报告，使三峡船闸引水隧洞砼施工能按正确的方法进行。


图1
在图片 #1中葛洲坝船闸引水隧洞表面严重的磨损是由于气蚀现象造成的，并由于相临上游侧的质量差的垂直接缝而扩大。你会注意到那这区域已经至少修补过一次，而修补材料不能有效的控制砼表面继续恶化。如果没有首先确定接缝处是否偏移，则在这区域不应进行修复工作。这条接缝以前修补时只抹了一层浆，而没有真正修复。我怀疑修理材料只覆盖于接缝处(不区分)，在缝两侧进行粘和。或在接缝处的过渡面不平滑并受到相同的水力作用从而迫使导致原来的砼损坏。在这一区域包括这两种情况。
为了减少这种情况的发生，在三峡工程中应注意:
1. 确保所有施工缝、收缩缝、错台在规定表面允许误差范围内，使直
尺检查任何可疑之处，保证过渡段接缝平滑。
2.检查接缝处保证没有任何区域过早损坏。
3.如果修补正在进行,检查接缝表面施工准备情况、外形 、并保证表
面清洁.

图2
在图片 #2和 #3显示引水隧洞分水墩上的砼劈裂情况。此收缩缝的砼易损坏。另外,在照片 #2上的空洞显示以前的修复方法不正确。在此重要区域留下较脆弱的隐患。有迹象表明这区域曾被修补过但不成功。

我注意到三峡船闸引水隧洞中有相同外形的分水墩，三峡船闸引水隧洞的设计与葛洲坝船闸引水隧洞非常接近。正因为如此,我们能预计三峡船闸的引水隧洞会遭受相同侵蚀力 (如果不更大的话)。在图片 #3,除了仅在砼引水隧洞上部和分水墩内侧有水力侵蚀现象外，没有明显的缺陷。

图3
为此，在三峡工程中要注意：
1.在修理前彻底地打掉外面的空洞，直到坚实的砼表面。我注意到仅仅打磨表面，从表面不易看出，砼密度降低将更易损坏。
2. 注意分水墩外形设计，改变设计或恢复原设计需经设计者同意。
3.如果三峡船闸引水隧洞分水墩需要修理，我建议进行更全面的检查，以确保高质量修理
在图片 #4中显示在预埋的钢筋和砼表面之间没有平滑的过渡段。我注意到葛洲坝船闸引水隧洞砼表面有几处这样的问题，砼表面都受到影响。在这照片中砼表面被打磨，但不满足 50比 1的坡度。以前的修理工作也证明了这一点。在下游侧打磨出50比 1的坡度，然后再在靠近表面处进行处理。修复不成功是因为它与砼受到相同的破坏力的作用。

图4






为此，在三峡工程中要注意：
1. 避免跑模，在埋件与砼之间的过渡段要仔细检查防止跑模。
2. 如果在闸门附近需要过渡段, 过渡段要满足 50比 1的坡度。我建议由现场监理工程师在最终批准前作检查。

图5
在图片 #5中砼已经严重剥落而钢筋暴露在外。此部位位于引水隧洞的边墙。图中的部位正对于出水口。这可能是由于磨损和水流冲击两种因素相作用的结果。显然底板也受到侵蚀，在此处应考虑用耐磨材料。

为此，在三峡工程中要注意：
1无论在集水或分水区，现场监理和质量管理人员在实际工作中要特
别注意砼表面的质量。
2.如果需要修补, 我建议进行更全面的检查，以确保高质量修理果。
下列图片来自三峡船闸大、小引水隧洞。这些图片用于展示在实际工作中现场监理需要防止的质量缺陷。另外，要特别注意砼模板，许多情况表明，如果能注意这些问题，可以避免许多返工。
6号图片来自北 3闸室引水隧洞，承包商已打磨处理过。这些表面需要检查，看是否满足允许误差。还知道这表面是否已经过监理的检查，这是在此展示图片的原因。这类问题都与砼模板有关，如果仔细选择模板，则可以避免此类问题的出现。在高水流区，这种模板达不到设计寿命。此处的模板应使砼表面在允许误差范围内。否则承包商将返工，再一次打磨。浪费时间和金钱。承包商的质量控制人员在开仓前的检查中应发现这类问题，我用手电筒检查葛洲坝船闸引水隧洞砼表面，发现较少问题。记住三峡船闸引水隧洞水流量是葛洲坝船闸引水隧洞最大设计水流量的 3 –4倍，而葛洲坝船闸引水隧洞已出现问题。

图6
为此，在三峡工程中要注意：
1.在浇筑前检查模板是否符合要求。
2.如果承包商发现模板有问题应修理或更换。
3.确保模板工明白模板标准。

在下列照片我展示的是承包商的质量控制人员和细心的监理可以阻止的缺陷，也表明为确保三峡船闸引水隧洞长的使用寿命需要的改进地方，我不怀疑那些存在于葛洲坝船闸引水隧洞的缺陷需要更好的维护。为便于理解我已在图中标明。










重要的是在高速水流的冲击下，水工建筑物的性能。据报道当流速为26 英尺/秒(8 米/秒).表面缺陷引起气蚀现象，当流速为82英尺/秒(25 米/秒)时，错台不大于1/8英寸(3毫米 )。
施工时的不正确的修补在水流的冲击或其他外力的作用下会产生表面缺陷, 引起气穴向下游面扩展。在 Yellowtail水坝,蒙大拿，这种气蚀现象发生在高水头溢洪隧道,最终引起严重的气蚀和里衬损坏。(Borden et 1971;Colgate 1971).
完好的施工过程应包括浇筑和修补两方面，要仔细检查立模和未立模的表面，确保其在允许误差范围内。
如果有潜在气蚀现象存在,在布置钢筋时要特别注意。靠近砼表面的钢筋与水流的方向平行，即使钢筋达到深度腐蚀时，裸露的钢筋对水的阻力最小。靠近砼表面与水流方向一致的的钢筋也存在深度腐蚀。如下图所示，,不平的砼表面导致的气蚀现象，将损害下游砼。

这方面资料包括在 A.C.I. 210R-93 水工建筑物的砼腐蚀一文中。这份报告使我们更加认识到劣质的砼质量能减少水工建筑物的使用寿命。



诚挚的

米切尔
混凝土质量总监, 质量总监办公室
哈扎国际工程公司