桃花江渡槽環氧玻璃鋼補強加固施工技術

胡衛平

（桃江縣桃花江灌區管理局 益陽市 413400）

1 概 述

1.1 工程概況

桃花江渡槽是桃花江灌區西干渠跨越資江一級支流桃花江的一座大型輸水建筑物，始建于1967年7月，1971年5月竣工。該工程為簡支梁排架和U形槽身結構形式，肋拱結構21 跨，全長277 m（西干渠0+560－0+837），預制混凝土槽身，鋼筋混凝土排架，建筑物最大排架高度12 m，槽箱寬2 m，高3.2 m，設計流量14.81 m3/s，加大流量17.77 m3/s，承擔著下游1.12 萬hm2（16.79 萬畝）農田的灌溉輸水任務。槽身型式及外形尺寸及標號：鋼筋混凝土（C20）、壁厚（0.14m），U 型，槽殼總高2.48 m、直段高0.70 m、槽內半徑1.60 m、槽外半徑1.74 m、槽殼最大寬度4.20 m、槽殼底厚0.18 m、槽殼上大頭寬度0.36 m。

1.2 運行狀況及險病情況

由于工程運行已久，渡槽槽身經過水流沖刷、風化剝蝕，大部分混凝土面剝蝕露筋，且鋼筋銹蝕嚴重，局部有滲漏；止水橡皮老化失效，以致伸縮縫漏水嚴重；進出口段連接段長度不符合規范要求，且破損嚴重。

1.3 加固改造方案

本次除險加固項目設計對桃花江渡槽槽身剝蝕的混凝土迎水面采用環氧玻璃鋼補強處理，對渡槽已老化失效的止水橡皮進行全部更換，拆除重建進出口連接段。渡槽槽身及排架基本完好，本次加固不做結構性處理。

2 環氧玻璃鋼的特點

玻璃鋼又稱為玻璃纖維增強材料, 它是以玻璃纖維及其制品為增強材料、以合成樹脂為膠粘劑、加入多種輔助材料, 經過一定成型工藝制作而成的復合材料。環氧玻璃鋼是以環氧樹脂為膠粘劑制成的復合材料。環氧樹脂是一種高分子聚合物, 它是由環氧氯丙烷和二酚基丙烷在堿性作用下縮聚而成的, 其平均分子量一般在300～700 之間。由于環氧樹脂具有粘合力、收縮性小、化學穩定性高、耐腐蝕性優良、韌性好等優點，被廣泛應用于工程、冶金、化工、機械制造等領域。在輔助材料中, 傳統上常用的固化劑有乙二胺或間苯二胺, 常用的增韌劑有苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二丁酯。近年來多采用一種新型的固化劑兼增韌劑——聚酰胺樹脂。聚酰胺樹脂是一種呈淺黃色或淺棕色的透明粘稠液體,其技術指標用胺值和分子量表示。用于環氧玻璃鋼的聚酰胺樹脂，其胺值一般為200±20, 分子量為600～1000。

3 環氧玻璃鋼施工工藝（附圖）

附圖 環氧玻璃鋼施工工藝

3.1 打 底

內部和底部的基層檢查合格后，用環氧樹脂膠料打底。分兩次進行打底施工，有利于加強環氧樹脂與混凝土基體的結合力。先用Q587∶固化劑=100∶25的比例刷涂第一道底漆，目的是使樹脂能滲入混凝土基體內。待第一道底漆滲入基體，加涂第二道底漆，此時主料的配方為Q587∶固化劑=100∶20，加涂后目測檢驗，混凝土基體表面有油漆光澤為佳。對蜂窩麻面的處理要用堅硬的工件將其擴大使第一道底料完全刷到，固化后檢查有無缺陷，要完全滲入基體，使底料和水泥基體形成統一整體，要求涂刷均勻，不得漏涂、流淌，待固化后，用砂紙打平。

封閉底漆打底施工的質量直接影響到玻璃鋼結構層與混凝土基體的結合力。打底施工若是馬虎，容易造成涂層結合力不夠，導致起泡，甚至出現玻璃鋼整層剝離現象。

3.2 修 補

打好底層的基礎上，將凹陷不平處用環氧膠泥修補填充，轉角處用膠泥抹成圓弧過渡槽口處應仔細刮抹，對凹陷太深處，分幾次修補填充，亦可用樹脂砂漿修補，以防流淌，等固化后，用打磨機打平，保持膠泥表面的整體平整。環氧膠泥配方為618#環氧樹脂∶固化劑∶溶劑∶石英粉=100∶70∶50∶200。

3.3 貼玻璃布

（1）在環氧稀膠泥修補完全固化干燥24 h 后，涂刷一道環氧樹脂把0.18 mm 玻璃布浸透后襯貼第一層，一邊襯貼一邊加刷一道環氧樹脂，襯貼第二、三層方法相同，24 h 固化后，用環氧膩子表面修整找平24 h 固化后，涂刷環氧樹脂面漆一道24 h 固化后，涂刷環氧樹脂面漆第二道驗收交付（其中每道工序之間是一個監測控制程序，每個工序間若前道工序未能通過監測則嚴格禁止進入下一道工序）。

此施工方法稱為“間隙法施工”作業。雖然這種施工方法的施工周期較長，難度較大，成本較高，但以此法制作的玻璃鋼粘接力、抗壓強度、明顯優于連續法環氧玻璃鋼（一次成型連續粘貼玻璃布層）施工。

（2）玻璃布襯貼要求：每幅布上下左右之間搭接寬度不應小于50 mm，搭接應順物料流動方向，壁和底之間的搭接為200 mm、300 mm。混凝土基體轉角、附著建筑物接縫、陰陽角處及其它受力或受介質沖刷的部位，均應用環氧膩子圓滑過渡。襯布時，在貼襯玻璃布的部位先均勻涂刷一層和所襯玻璃布同寬的膠料，隨即襯上一層布，玻璃布應密貼，趕走氣泡，再在玻璃布上涂上一層膠料，后沿著混凝土基體逐步襯貼，用同樣貼布方法襯貼。檢查其質量，如有毛刺、流淌和氣泡等缺陷，應馬上清除。貼布原則大致是先壁后底，應在前一次鋪襯層完全固化后，再進行下一次玻璃布鋪襯層的施工，鋪襯到設計要求的層數后，自然固化24 h 后方可進行封面層施工。

4 施工配比實驗注意事項

采用玻璃鋼對渡槽進行補強加固，環氧漿液的材料配比非常重要，其配比主要根據使用目的和施工條件并通過試驗決定。選擇配比應主要考慮以下幾個因素：

（1）配方應滿足粘結力大、抗拉性能好、防滲指標高這一基本要求。

（2）配方所需材料要易于購買，不能因為材料供應不上而影響施工。

（3）由于槽深比較大，涂抹比較困難，為減少拋散掉塊，要求所選配方韌性要好，砂漿本身粘結力要大，固化時間不能過長，同時還要便于施工。

5 工程施工及驗收要求

5.1 施工條件

濕度應不大于80%，基面溫度在（10～30）℃時施工效果最好，表面溫度應高于露點溫度至少3℃以上。

5.2 基面處理

混凝土表面應干燥、清潔，表面平整度＜5 mm。

5.3 玻璃鋼層粘貼

工程施工時，先涂一道環氧樹脂，并進行24 h固化，襯布時，在貼襯玻璃布的部位先均勻涂刷一層和所襯玻璃布同寬的環氧樹脂，隨即襯上一層玻璃布應密貼，趕走氣泡，邊施工邊檢查其質量，如有毛刺、流淌和氣泡等缺陷應馬上清除，刮膩子找平，再按以上步驟貼襯下一層。每副玻璃玻璃布搭接寬度不應小于5 mm，搭接應順物流動的方向，比和底之間的搭接為（200～300）mm，各層搭接要錯開，一般是2 層錯開1/2，3 層錯開1/3，4 層錯開1/4 或3/4，搭縫不應重疊。翻邊處應剪開粘緊，按以上步驟四油五布，按設計要求，最后用脫脂砂布使其表面光滑，更能防止滲漏，最后達到五布六油。

5.4 技術質量要求

（1）玻璃鋼襯里層之間的粘結應牢固，襯里與基面的結合應牢固，無分層脫層、無返白，無纖維裸露、無樹脂結塊、無起殼、無異物夾雜等。

（2）面層應無漏涂、無流掛、無氣泡。

（3）固化完全表面平整，色澤均勻。

（4）玻璃鋼表面允許最大氣泡直徑為5 mm，每平方米不大于5 mm 的氣泡少于5 個，可不修補，否則應修補。

6 結 語

本工程于2012年10月開工，2013年2月完工。經過近兩年來的通水運行觀察，防滲效果良好，補強的環氧玻璃鋼未發生任何脫落，與槽身復合好，協同工作度高。環氧玻璃鋼補強技術具有可推廣性：

（1）采用玻璃鋼對殼槽老化部位進行表層補強,不僅可以提高原槽身的強度, 而且還可使其剛度略有提高。

（2）采用玻璃鋼作表層復合后,各項材料可以協同工作,提高了殼槽的承載能力,加大了允許相對撓度值。

（3）維修投資少,較之其它補救方法更為經濟。

（4）施工方法比較簡便,易掌握,且原材料來源可靠,適用于不同地區的渡槽的補強,易于推廣,是解決渡槽工程老化問題的好辦法。