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摘要：介绍了前淳于拦河闸的基本情况，详细分析了安全检测评估指标、依据、标准、办法及结果。
关键词：拦河闸；安全检测；评估
中图分类号；S782.15 文獻标识码：A
前淳于拦河闸工程位于莱阳市照旺庄镇境内前淳于村东0.25km的富水河干流上，上游控制流域面积635.2km2。
前淳于拦河闸于修建于1991年10月，1992年5月竣工。前淳于拦河工程由泄洪闸、冲砂闸、交通桥组成，全长83m，其中翻板闸净宽70m，冲砂闸净宽6m。
一 检测评估指标体系
该工程主要的检测评估指标：1.砼结构裂缝 ； 2.砼碳化 ；3.砼强度； 4.砼密实度；5.钢筋锈蚀 ；6.冻融剥蚀；7.砂浆剥蚀；8、砂浆强度；9.砌体坍塌、架空。
二 检测评估依据
1、《水闸安全鉴定管理办法》水建管〔2008〕214号；
2、《水闸安全鉴定规定》SL214—98；
3、《水闸设计规范》SD265-2001；
4、《水闸技术管理规程》SL75—94；
5、《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 》 JGJ/T23—92；
6、《水闸施工规范》SL27—91；
7、《砌体结构设计规范》GB50003—2001。
三 检测指标评估标准及检测方法
1、砼结构裂缝
裂缝给二氧化碳、氯化物和水分进入砼内部提供了通道，引起并加速钢筋锈蚀，使碳化作用在砼内部裂缝的表面产生，从而严重地影响建筑物的使用寿命。根据水工钢筋砼设计规范中有关限裂设计的原则和调研资料，为满足耐久性和防止钢筋产生锈蚀的要求，我们把砼构件的结构裂缝分为四个等级，详见表3-1。
表3-1 砼裂缝老化病害评级标准
结构厚度 ≥0.6
2、砼碳化
碳化是引起混凝土老化的主要因素之一。大气中的二氧化碳进入多孔结构的砼中，与水泥水化物Ca(OH)2反应，生成CaCO3和H2O,ph值降低，使砼中性化—碳化。碳化一旦到达钢筋表面，钢筋表面的碱性钝化膜（抑制钢筋锈蚀）就会遭到破坏而产生锈蚀。除CO2 以外，其它酸性物质也会引起砼碳化。碳化产生的损害可以用碳化系数来反映，定义：
K2=1-0.9(dmax/H)2
式中： K2——碳化系数
dmax——最大碳化深度，单位mm
H——钢筋保护层厚度，单位mm
0.9——折减系数；即k不是仅考虑最大碳化深度那一点，而是考虑约占总面积10%的碳化最深那部分对建筑物的影响。
碳化系数无量纲，其物理意义是相对碳化深度。
根据K值的大小，可以把碳化损害分为四个等级，详见表3-2。
表3-2砼碳化病害评级标准
3、砼强度
众所周知：砼的抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映，对既有建筑物，根据其砼表面质量及强度，可以分为四个等级，详见表3-3。
表4.3.3 砼强度评级标准
注：表中fcu,e为实测结构砼强度推定值；fc为设计资料中的砼强度等级。
4、冻融剥蚀
冻融破坏是指在水饱和或潮湿状态下，砼毛细空隙中的水分在零下时结冰，水结成冰体积约膨胀9%，与此相当的水量便被挤到砼的胶凝孔中，使胶凝孔受到压力，冰融解时压力消失，这样一张一弛，产生疲劳应力，造成砼由表及里逐渐剥蚀破坏。
评估冻融的破坏作用，既要考虑冻融剥蚀面积、剥蚀的深度，也要考虑钢筋保护层的厚度，可用冻融老化系数来综合反映上述三个因素:
K4=Sh/H
式中 ： k4——冻融老化系数
S——相对冻融剥蚀面积，即：冻融剥蚀面积与可冻融面积的比值。
h——冻融剥蚀的深度，单位mm
H——钢筋保护层厚度，单位mm
冻融老化系数无量纲，其物理意义是可冻融面积内冻融剥蚀的平均深度与钢筋保护层厚度的比值。评级标准见表3-5。
表3-5冻融老化病害评级标准
检测方法：现场观测，尺子丈量和贯入测深法。
5、钢筋锈蚀
完好的砼保护层在没有腐蚀物质侵蚀的情况下，砼中水泥水化物产生的碱性很高，具有防止钢筋锈蚀的保护作用。随着腐蚀性物质的侵蚀，砼表面开始碳化。当碳化至钢筋表面时，对钢筋具有保护作用的碱性环境遭到破坏，钢筋开始锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，混凝土保护层被胀裂甚至剥落，直至构件破坏。
评估钢筋锈蚀的病害作用，既要考虑锈蚀的程度，也要考虑其与砼的粘结力。通常用截面损失率来反映钢筋锈蚀的程度：
K5=S 蚀/S
式中： k5——截面损失率 （%）
S蚀——钢筋受蚀面积，单位mm2
S——钢筋截面面积，单位mm2
钢筋与砼的粘结力目前尚无合适的现场测试指标，可凭裂缝剥离状态评估，评级标准见表3-6。
表3-6钢筋锈蚀评级标准
检测方法：自然电位法、破样检查法。
6、砂浆剥蚀
浆砌石体在冻融、渗流、温度等作用下，砌筑和勾缝砂浆会剥蚀损坏，严重时导致砌块松动、坍塌。砂浆剥蚀损坏可以用剥蚀老化系数来反映：
K6 = S·h
式中：K6——砂浆剥蚀老化系数，单位mm
S——相对剥蚀长度，即砌体、砂浆剥蚀长度与砂浆总长度之比
h——平均剥蚀深度，单位mm
剥蚀老化系数的量纲为长度，其物理意义为单位长度砂浆剥蚀的平均深度。评级标准见表3-7。
表3-7砂浆剥蚀老化病害评级标准
检测方法：现场观察，尺子丈量。
7、砂浆强度
浆砌石砂浆的抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映，对既有建筑物，根据砂浆强度，可将其老化状况分为四个等级，详见表3-8。
表3-8 砂浆强度评级标准
注：表mcu,e为实测砂浆抗压强度推定值，mc为设计资料中的砂浆强度标准值。
检测方法：贯入法。
8、砌体塌陷、架空
塌陷、架空是砌体的主要破坏形式，形成的原因较复杂，主要有浆砌石体设计或施工不合格，如块径小、垫层不合理、砌筑质量差，块石风化，土料未夯实，水流的冲刷、冻融和渗流产生的渗透变形等。
可以用砌体损毁系数反映其损坏状况。
K8=hS
式中：K8—砌体损毁系数，单位cm;
h—砌石塌陷下落深度，或架空空间高度，单位cm；
S—相对砌体损毁面积，即：砌体塌陷、架空的面积与被检查的砌体总面积的比值。
砌体损毁系数的量纲为长度，其物理含义是砌体总面积内损毁的平均深度。评级标准见表3-9。（表中：H为砌体厚度，单位cm。）
表3-9 砌体老化病害损毁评级标准
四 结构体安全检测及指标评估
该工程由溢流堰、拦河闸、冲砂闸三部分组成。检测时上下游河道有水，溢流堰全断面过流，挡土墙冲毁、塌陷。
检测指标：结构裂缝、混凝土碳化、混凝土强度、混凝土冻融剥蚀、钢筋锈蚀、砂浆强度、砂浆剥蚀、砌体沉陷架空及冲沙闸各项指标。
1、结构体裂缝：
现场检测发现结构体裂缝比较严重，包括引水闸的边墙裂缝、冲砂闸检修面板裂缝和主要是由于地基不均匀沉陷引起，砼消力坎裂缝，分析认为主要是由于地基的不均匀沉陷引起的，系施工时地基处理不彻底造成的。
2、混凝土碳化
现场取6个测点检测混凝土碳化程度，根据支撑墩的断面尺寸及图纸，钢筋保护层按3.0cm计。检测结果见表4-1。
表4-1 闸墩砼碳化检测成果表
由上表可知，经过近17年的运行，混凝土表层已产生碳化；根据检测结果，混凝土结构体处于较严重碳化状态，其等级评定为C级。
3、混凝土强度
该工程混凝土强度标号设计为200#，抽检50个测区进行了检测，检测结果见表4-2。
表4-2 溢流堰闸墩砼强度检测评估成果表
由检测结果知：混凝土强度稍低于设计强度。按混凝土强度和混凝土龄期的关系看，混凝土强度随龄期的增长而逐渐增长；又考虑到该闸混凝土强度离散性较大，其变异系数达0.167，说明混凝土浇筑质量不均匀。其强度等级评定为B级。
4、混凝土冻融剥蚀
受水流冻融循环和闸门开启震动作用，支撑墩混凝土剥蚀脱落严重，其等级评定为C级。
5、钢筋锈蚀
闸门冲走后，部分钢筋裸露，严重锈蚀，其等级评定为D级；测试未裸露钢筋的平均电位水平为-166mv，表明闸墩内钢筋处于轻微锈蚀状态，其等级评定为B级。
6、砂浆强度
该工程闸墩砌筑砂浆和镶面的勾缝砂浆强度标号设计均为75#，挡土墙砌筑砂浆为50#，勾缝砂浆为75#。检测结果见表4-3。
表4-3砂浆强度测试评估表
由上表知：该闸砂浆强度较低，尤其是砌筑砂浆强度更低。较低的砂浆强度降低了闸墩和挡土墙的整体性，使砌石体容易开裂破坏，砌体的强度等级评定为C级。
7、砂浆剥蚀
在闸墩和挡土墙上各选取三个测区，检测砂浆剥蚀程度，检测结果见表4-4。
表4-4 砂浆剥蚀老化检测评估表
8、砌体沉陷架空
该工程左、右岸为砂土，属软基。现场检测发现，工程地基处理不彻底，基础工程质量较差，挡土墙、冲沙闸等工程沉陷严重。严重的不均匀沉陷造成结构体开裂，严重影响工程的安全运行。其等级评定为C级。
关键词：拦河闸；安全检测；评估
中图分类号；S782.15 文獻标识码：A
前淳于拦河闸工程位于莱阳市照旺庄镇境内前淳于村东0.25km的富水河干流上，上游控制流域面积635.2km2。
前淳于拦河闸于修建于1991年10月，1992年5月竣工。前淳于拦河工程由泄洪闸、冲砂闸、交通桥组成，全长83m，其中翻板闸净宽70m，冲砂闸净宽6m。
一 检测评估指标体系
该工程主要的检测评估指标：1.砼结构裂缝 ； 2.砼碳化 ；3.砼强度； 4.砼密实度；5.钢筋锈蚀 ；6.冻融剥蚀；7.砂浆剥蚀；8、砂浆强度；9.砌体坍塌、架空。
二 检测评估依据
1、《水闸安全鉴定管理办法》水建管〔2008〕214号；
2、《水闸安全鉴定规定》SL214—98；
3、《水闸设计规范》SD265-2001；
4、《水闸技术管理规程》SL75—94；
5、《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 》 JGJ/T23—92；
6、《水闸施工规范》SL27—91；
7、《砌体结构设计规范》GB50003—2001。
三 检测指标评估标准及检测方法
1、砼结构裂缝
裂缝给二氧化碳、氯化物和水分进入砼内部提供了通道，引起并加速钢筋锈蚀，使碳化作用在砼内部裂缝的表面产生，从而严重地影响建筑物的使用寿命。根据水工钢筋砼设计规范中有关限裂设计的原则和调研资料，为满足耐久性和防止钢筋产生锈蚀的要求，我们把砼构件的结构裂缝分为四个等级，详见表3-1。
表3-1 砼裂缝老化病害评级标准
结构厚度 ≥0.6
2、砼碳化
碳化是引起混凝土老化的主要因素之一。大气中的二氧化碳进入多孔结构的砼中，与水泥水化物Ca(OH)2反应，生成CaCO3和H2O,ph值降低，使砼中性化—碳化。碳化一旦到达钢筋表面，钢筋表面的碱性钝化膜（抑制钢筋锈蚀）就会遭到破坏而产生锈蚀。除CO2 以外，其它酸性物质也会引起砼碳化。碳化产生的损害可以用碳化系数来反映，定义：
K2=1-0.9(dmax/H)2
式中： K2——碳化系数
dmax——最大碳化深度，单位mm
H——钢筋保护层厚度，单位mm
0.9——折减系数；即k不是仅考虑最大碳化深度那一点，而是考虑约占总面积10%的碳化最深那部分对建筑物的影响。
碳化系数无量纲，其物理意义是相对碳化深度。
根据K值的大小，可以把碳化损害分为四个等级，详见表3-2。
表3-2砼碳化病害评级标准
3、砼强度
众所周知：砼的抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映，对既有建筑物，根据其砼表面质量及强度，可以分为四个等级，详见表3-3。
表4.3.3 砼强度评级标准
注：表中fcu,e为实测结构砼强度推定值；fc为设计资料中的砼强度等级。
4、冻融剥蚀
冻融破坏是指在水饱和或潮湿状态下，砼毛细空隙中的水分在零下时结冰，水结成冰体积约膨胀9%，与此相当的水量便被挤到砼的胶凝孔中，使胶凝孔受到压力，冰融解时压力消失，这样一张一弛，产生疲劳应力，造成砼由表及里逐渐剥蚀破坏。
评估冻融的破坏作用，既要考虑冻融剥蚀面积、剥蚀的深度，也要考虑钢筋保护层的厚度，可用冻融老化系数来综合反映上述三个因素:
K4=Sh/H
式中 ： k4——冻融老化系数
S——相对冻融剥蚀面积，即：冻融剥蚀面积与可冻融面积的比值。
h——冻融剥蚀的深度，单位mm
H——钢筋保护层厚度，单位mm
冻融老化系数无量纲，其物理意义是可冻融面积内冻融剥蚀的平均深度与钢筋保护层厚度的比值。评级标准见表3-5。
表3-5冻融老化病害评级标准
检测方法：现场观测，尺子丈量和贯入测深法。
5、钢筋锈蚀
完好的砼保护层在没有腐蚀物质侵蚀的情况下，砼中水泥水化物产生的碱性很高，具有防止钢筋锈蚀的保护作用。随着腐蚀性物质的侵蚀，砼表面开始碳化。当碳化至钢筋表面时，对钢筋具有保护作用的碱性环境遭到破坏，钢筋开始锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，混凝土保护层被胀裂甚至剥落，直至构件破坏。
评估钢筋锈蚀的病害作用，既要考虑锈蚀的程度，也要考虑其与砼的粘结力。通常用截面损失率来反映钢筋锈蚀的程度：
K5=S 蚀/S
式中： k5——截面损失率 （%）
S蚀——钢筋受蚀面积，单位mm2
S——钢筋截面面积，单位mm2
钢筋与砼的粘结力目前尚无合适的现场测试指标，可凭裂缝剥离状态评估，评级标准见表3-6。
表3-6钢筋锈蚀评级标准
检测方法：自然电位法、破样检查法。
6、砂浆剥蚀
浆砌石体在冻融、渗流、温度等作用下，砌筑和勾缝砂浆会剥蚀损坏，严重时导致砌块松动、坍塌。砂浆剥蚀损坏可以用剥蚀老化系数来反映：
K6 = S·h
式中：K6——砂浆剥蚀老化系数，单位mm
S——相对剥蚀长度，即砌体、砂浆剥蚀长度与砂浆总长度之比
h——平均剥蚀深度，单位mm
剥蚀老化系数的量纲为长度，其物理意义为单位长度砂浆剥蚀的平均深度。评级标准见表3-7。
表3-7砂浆剥蚀老化病害评级标准
检测方法：现场观察，尺子丈量。
7、砂浆强度
浆砌石砂浆的抗压强度是其各种物理力学性能指标的综合反映，对既有建筑物，根据砂浆强度，可将其老化状况分为四个等级，详见表3-8。
表3-8 砂浆强度评级标准
注：表mcu,e为实测砂浆抗压强度推定值，mc为设计资料中的砂浆强度标准值。
检测方法：贯入法。
8、砌体塌陷、架空
塌陷、架空是砌体的主要破坏形式，形成的原因较复杂，主要有浆砌石体设计或施工不合格，如块径小、垫层不合理、砌筑质量差，块石风化，土料未夯实，水流的冲刷、冻融和渗流产生的渗透变形等。
可以用砌体损毁系数反映其损坏状况。
K8=hS
式中：K8—砌体损毁系数，单位cm;
h—砌石塌陷下落深度，或架空空间高度，单位cm；
S—相对砌体损毁面积，即：砌体塌陷、架空的面积与被检查的砌体总面积的比值。
砌体损毁系数的量纲为长度，其物理含义是砌体总面积内损毁的平均深度。评级标准见表3-9。（表中：H为砌体厚度，单位cm。）
表3-9 砌体老化病害损毁评级标准
四 结构体安全检测及指标评估
该工程由溢流堰、拦河闸、冲砂闸三部分组成。检测时上下游河道有水，溢流堰全断面过流，挡土墙冲毁、塌陷。
检测指标：结构裂缝、混凝土碳化、混凝土强度、混凝土冻融剥蚀、钢筋锈蚀、砂浆强度、砂浆剥蚀、砌体沉陷架空及冲沙闸各项指标。
1、结构体裂缝：
现场检测发现结构体裂缝比较严重，包括引水闸的边墙裂缝、冲砂闸检修面板裂缝和主要是由于地基不均匀沉陷引起，砼消力坎裂缝，分析认为主要是由于地基的不均匀沉陷引起的，系施工时地基处理不彻底造成的。
2、混凝土碳化
现场取6个测点检测混凝土碳化程度，根据支撑墩的断面尺寸及图纸，钢筋保护层按3.0cm计。检测结果见表4-1。
表4-1 闸墩砼碳化检测成果表
由上表可知，经过近17年的运行，混凝土表层已产生碳化；根据检测结果，混凝土结构体处于较严重碳化状态，其等级评定为C级。
3、混凝土强度
该工程混凝土强度标号设计为200#，抽检50个测区进行了检测，检测结果见表4-2。
表4-2 溢流堰闸墩砼强度检测评估成果表
由检测结果知：混凝土强度稍低于设计强度。按混凝土强度和混凝土龄期的关系看，混凝土强度随龄期的增长而逐渐增长；又考虑到该闸混凝土强度离散性较大，其变异系数达0.167，说明混凝土浇筑质量不均匀。其强度等级评定为B级。
4、混凝土冻融剥蚀
受水流冻融循环和闸门开启震动作用，支撑墩混凝土剥蚀脱落严重，其等级评定为C级。
5、钢筋锈蚀
闸门冲走后，部分钢筋裸露，严重锈蚀，其等级评定为D级；测试未裸露钢筋的平均电位水平为-166mv，表明闸墩内钢筋处于轻微锈蚀状态，其等级评定为B级。
6、砂浆强度
该工程闸墩砌筑砂浆和镶面的勾缝砂浆强度标号设计均为75#，挡土墙砌筑砂浆为50#，勾缝砂浆为75#。检测结果见表4-3。
表4-3砂浆强度测试评估表
由上表知：该闸砂浆强度较低，尤其是砌筑砂浆强度更低。较低的砂浆强度降低了闸墩和挡土墙的整体性，使砌石体容易开裂破坏，砌体的强度等级评定为C级。
7、砂浆剥蚀
在闸墩和挡土墙上各选取三个测区，检测砂浆剥蚀程度，检测结果见表4-4。
表4-4 砂浆剥蚀老化检测评估表
8、砌体沉陷架空
该工程左、右岸为砂土，属软基。现场检测发现，工程地基处理不彻底，基础工程质量较差，挡土墙、冲沙闸等工程沉陷严重。严重的不均匀沉陷造成结构体开裂，严重影响工程的安全运行。其等级评定为C级。