穿漳涵洞水毀修復工程試驗研究

1 前言

東風渠穿漳涵洞位于邯鄲市魏縣野胡拐鄉大王村東南約300 m的漳河上，距上游的岳城水庫約82 km。涵洞自南向北穿越漳河，為東風渠的主要工程，其主要作用是輸水灌溉。穿漳涵洞原設計等級為Ⅲ級，過水能力為50 m3/s，涵洞采用雙排布置，內徑4.0 m，為現澆鋼筋混凝土無壓涵洞，共28節，每節12.5 m，總長350 m。本次穿漳涵洞水毀修復工程設計等級仍為Ⅲ級，主要將下游側“96.8”洪水沖毀的6節涵管修復，設計輸水能力為25 m3/s，內徑3.9 m。未沖毀部分，在管內噴水泥砂漿補強處理。

2 材料組成

2.1水泥.河北太行集團生產的太行山425#普通硅酸鹽水泥和425#礦渣硅酸鹽水泥，其物理性能見表1、表25。由表1、表2可知，太行山425#普通硅酸鹽水泥和425#礦渣硅酸鹽水泥的物理性能均滿足國家標準GB175－92的技術要求。

2.2砂石骨料當地河砂與人工碎石，其物理性能檢測結果見表3、表45。

2.3鋼筋。新興鑄管公司(2672工廠)生產熱軋圓鋼、熱軋帶肋鋼筋，其機械性能見表55。

2.4壤土其主要理性能見表61 2 3 。

2.5外加劑石家莊市長安育才建材廠生產的GK-5A高效減水劑、GK-9引氣劑、GK-3A速凝劑。GK-5A高效減水劑的最佳摻量為水泥重量的0.6~0.8%；GK-3A速凝劑的最佳摻量為水泥重量的4~6%；GK-9引氣劑的最佳摻量為水泥重量的0.01%。

3 試驗內容混凝土：

立方體抗壓強度、抗滲性（逐級加壓法）、抗凍性（慢凍法）試驗；砂漿：立方體抗壓強度試驗；鋼筋：屈服強度、抗拉強度、伸長率、冷彎試驗；壤土：含水率(烘干法)、密度（環刀法）、顆粒分析（篩析法＋密度計法）、界限含水率（液、塑限聯合測定法）、擊實、滲透（變水頭法）、飽和固結快剪試驗。

3.1混凝土與砂漿試驗

3.1.1抗滲標號試驗4 抗滲試驗以6個上口內徑175 mm、下口內徑185 mm、高150 mm試件為一組。試件成型后24 h拆模，在試件拆模時，用鋼絲刷刷去兩端面的水泥漿膜，然后送入養護室養護。到達試驗齡期（28 h）時，取出試件，擦拭干凈并晾干表面。然后將熔化的石蠟火漆混合物（4：1）或其他防水材料均勻涂于試件側面。再用螺旋加壓器或壓力機將試件壓入經預熱的抗滲儀試件套模內（預熱溫度約50℃），要求試件與套模的底面壓平為止，待試件套模稍冷卻后，即可解除壓力。排除滲透儀管路系統中的空氣，并將密封好的試件安裝在滲透儀上。試驗開始時，施加0.1 MPa的水壓力，以后每隔8h增加0.1MPa的水壓，并隨時觀察試件斷面是否出現滲水現象（即出現水珠或潮濕痕跡）當6個試件中有3個試件表面出現滲水時可停止試驗，記下此時的水壓力H(MPa)。或加至規定壓力，在8h內6個試件中表面滲水的試件不超過兩個時你可停止試驗。混凝土的抗滲標號，以每組6個試件中4個未出現滲水時的最大水壓力(MPa)的10倍表示。抗滲標號按下式計算：S=10H-1式中：S—抗滲標號；H—6個試件中有3個滲水時的水壓力，MPa。在試驗過程中，如發現水從試件周邊滲出，則應停止試驗，重新密封。

3.1.2抗凍性能（慢凍法）試驗 在到達試驗齡期之前4天，將擬凍融的試件放入20±3℃的融化水槽中浸泡，水深應沒過試件頂面2cm以上。供檢驗的試件則繼續在標準養護室中養護。獎浸水完畢的凍融試件裝入底部墊有橡皮板（厚2～3㎜）的時間盒中，注入清水至試件下部淹沒2～3㎝，然后將試件連同試件盒一起放入冷凍設備中。試件的排列間距，水平方向不小于5㎝，垂直方向不小于25㎝。試件在-17～-20℃的氣溫中凍結4 h（氣溫未達到此溫度前的時間不計在內）。凍結完畢后，將試件連同試件盒一起放入融化水槽中融化4 h（水面應高出試件頂面2㎝，試件間距不小于2㎝）。至此，為一次凍融循環。其后，如此反復進行。達到規定的循環次數時，取凍融試件和在養護室中的檢驗試件各一組（3個試件為一組），同時進行抗壓強度試驗。當被凍融試件的抗壓強度與相應檢驗試件的抗壓強度相比，強度損失≥25%或重量損失≥5%或凍融達到所需的循環次數時，試驗即停止。根據抗壓強度損失不超過25%且重量損失不超過5%的最大凍融循環次數，確定抗凍標號。其它試驗操作及數據處理均按《水工混凝土試驗規程》（SD105—82）嚴格執行。

3.2鋼筋試驗5所有試驗操作及數據處理均按GB/T228—1987、GB/T232—1999嚴格執行。53.3壤土試驗1 2 3所有試驗操作及數據處理均按土工試驗方法標準（GB/T 50123—1999）、土工試驗規程（SL237—1999）、土工試驗方法標準(GB/T50123—1999)嚴格執行。四 結論經數理統計學分析：C20F100組：平均值C37.8，最大值C45，最小值C28，均方差σ=4.79，離差系數CV=0.127；M10組：平均值M15，最大值17，最小值10.4，均方差σ=1.84，離差系數CV=0.123；C10、C20F50、C20F50W6、M20、C25F50W6及土樣因樣本數量較小未作進一步統計分析。以上均滿足設計要求。 參 考 文 獻1 GB/T 50123—1999,土工試驗方法標準S.2 SL237—1999，土工試驗規程S.3 GB/T50123—1999，土工試驗方法標準S.4 (SD105—82)，水工混凝土試驗規程S.5 紀午生等.常用建筑材料試驗手冊M.北京：中國建筑工業出版社，1988.

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