桐溪渡槽裂縫補強加固處理技術研究

盧陳濤

(浙江珊溪經濟發展有限責任公司， 浙江 溫州　325000)

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桐溪渡槽裂縫補強加固處理技術研究

盧陳濤

(浙江珊溪經濟發展有限責任公司， 浙江 溫州325000)

【摘要】本文通過對桐溪渡槽槽身結構復核計算，結合工程運行監測數據，分析了渡槽裂縫是由于槽身結構抗裂強度不足及原材料老化等引起，通過采取封縫、補強加固、止水結構修復等工程措施，在不影響工程運行安全的前提下完成了修復工作并取得良好的效果。

【關鍵詞】渡槽裂縫； 修復； 技術

1工程概況

桐溪渡槽是趙山渡引水工程輸水渠系北干渠主要建筑物之一，位于烏巖腳隧洞出口和丁岙渡槽之間，全長272m，共有9跨，其中順水流方向1～8號槽段長32m，第9號槽段長16m，設計流量22.80m3/s，校核流量24.70m3/s。槽身4.80m×3.90m(寬×高)，250號鋼筋混凝土薄壁矩形箱式結構，側墻和板的厚度為0.30m，頂板為0.20m。支座基礎從上至下依次為直徑1m 的250號鋼筋混凝土墩帽和250號鋼筋混凝土灌注樁。槽身伸縮縫設橡膠與銅片兩道止水，由鋼板和螺栓固定。

1997年9月，該工程正式開工，2001年12月完工投入試運行，2002年10月通過初步竣工驗收正式投入運行。

2桐溪渡槽槽身裂縫現狀調查

桐溪渡槽自從投入運行以來，至今已10余年，近年來槽身側墻及底板陸續出現眾多細小裂縫，并且有加速趨勢。槽身裂縫主要分布在順水流方向的支座位置和側墻的中部，走向為垂直水流方向，外觀呈倒八字形。槽身底板細裂縫位于跨中部位，走向為垂直水流方向。詳細情況見表1。

表1　桐溪渡槽槽身裂縫檢測統計

注槽段順序按順水流方向排列

3槽身裂縫成因分析

3.1槽身結構復核成果分析

桐溪渡槽的計算受力分析見表2。

表2　桐溪渡槽的計算受力分析

槽身結構復核計算成果表明，在不考慮混凝土和鋼筋強度與原設計差異條件下， 縱向結構支座抗裂與斜裂縫驗算不滿足現行規范要求，是槽身產生裂縫的主要原因。

3.2建設條件分析

桐溪渡槽建設時間為20世紀90年代， 受當時建設條件的限制，桐溪渡槽在施工圖設計階段的結構尺寸、混凝土強度、鋼筋用量等方面安全余度偏小，再加上當時施工工藝較為簡單，如混凝土澆筑過程中沒有采取溫控措施與監測，可能導致渡槽的實際受力與設計計算值有所偏差，也是渡槽產生裂縫的原因之一。

4槽身加固和修補措施

4.1槽身裂縫處理

4.1.1材料選用

環氧樹脂的特點是固化速度快、硬度大、抗沖磨損強、抗化學等。而以環氧樹脂制成的環氧樹脂漿液，更是具有黏結性強、收縮率小、密封性好等優勢。因此，渡槽身裂縫采用環氧樹脂與漿液進行充填灌漿的方式進行補強加固。

4.1.2補強處理方式

縫深小于5cm的淺層裂縫，采用沿裂縫開寬5cm、深5cm 的V形槽，槽內充填環氧砂漿方法進行處理；縫深大于5cm的深層裂縫，用環氧樹脂漿液為材料進行灌漿處理。

4.1.3施工工藝

?鉆孔采用騎縫孔，孔直徑是20mm，孔間距50cm，鉆孔位置根據現場進行調整；?清縫過程吹凈孔內全部碎屑；?埋入灌漿管；?用風、水或漿等進行試漏；?由低到高、由一端向另一端依次推進，初始灌漿壓力0.15MPa，然后，根據實際情況進行調整壓力；?在15～30min內，吸漿率控制在10mL/min范圍，并且壓力不變時拔管封孔。

4.2槽身的結構加固措施

4.2.1材料選用

槽身需要使用粘貼碳纖對混凝土結構進行加固。碳纖維布是修復混凝土內部結構的新型高效材料，采用樹脂類材料，使得碳纖維粘貼于混凝土表面同時利用其良好的抗拉強度，增強構件承載力，并對結構和構件補強，充分體現出高強、便捷、工效高、抗滲性好等優點。

4.2.2碳纖維布布置

槽身橫向結構采用粘貼碳纖維布環形箍進行加固，布寬20cm，厚1.20mm，間距20～50cm；縱向結構，對側墻的頂部和底部采用粘貼碳纖維布直線板進行加固，布寬10cm，厚1.20mm，間距10cm；縱向與橫向接頭部分，先進行側墻頂部和底部碳纖維布粘貼，粘貼完成后在外側進行碳纖維布環形箍粘貼，碳纖維布環形箍在側墻外側底部重疊并用不銹鋼壓條和膨脹螺栓進行錨固，如下圖所示。

桐溪渡槽使用碳纖維布的加固圖

4.2.3施工工藝

?清理加固工程的障礙物，運用砂輪機把底部位置打磨平整，用風砂機清除表面雜物和刷丙酮樹脂；?在基底部位涂刷環氧樹脂，將其材料滲透到混凝土內部，提高混凝土同碳纖維兩個部位的黏結力；?使用整平材料修補樹脂，填充不平整的部位；?涂刷粘貼樹脂，之后粘貼碳纖維；?粘貼完所有碳纖維布后再涂刷一層粘貼樹脂。

4.3槽段間伸縮縫止水結構修復

4.3.1伸縮縫內側處理

伸縮縫內側部分采用開槽、嵌填柔性填料、蓋片封閉、聚合物砂漿保護抹平的方法進行處理。主要施工步驟：?清除原伸縮縫內止水材料；?沿原U形槽兩側各切割寬30～50mm，在切割中如有局部松動混凝土塊脫落，用聚合物砂漿澆筑填平，確保槽身結構平整；?用鋼絲刷等工具將槽內雜、污物清理干凈，用煤氣噴槍烘烤槽身內表面并保持干燥；?先嵌填膨脹止水條(尺寸為2cm×2cm)，要求止水條平順不扭曲。在U形槽內表面、矩形槽底面及側面15mm范圍內涂刷SR底膠，將預制的SR塑性止水條嵌入伸縮縫內，壓緊、壓實、壓平整，并高出槽底10～15mm；?根據不銹鋼壓條中成孔在矩形槽底布置螺栓孔，在SR塑性止水材料表面粘貼一層SR防滲蓋片，兩側用不銹鋼膨脹壓條與螺栓固定，要求不銹鋼壓條平順無翹曲，不銹鋼膨脹螺栓不漏設，蓋片周邊用961增厚環氧(或8503彈性聚氨酯)封閉；?用903聚合物水泥砂漿將矩形槽封閉、抹平，中間在原伸縮縫相應位置預留15mm寬小槽，待903聚合物水泥砂漿終凝后嵌填彈性聚氨酯。

4.3.2伸縮縫外側處理

伸縮縫外側部分采用縫內嵌柔性填料縫面安裝鋼板支撐，防止填料脫落的方法進行處理。主要施工步驟： ?預制長度與伸縮縫適應，寬厚為30cm×4mm(寬×厚)的鋼板，在鋼板一側以25cm間距預留φ10mm螺栓孔；?將制作好的鋼板對稱放置在伸縮縫上，在其預留孔一側用膨脹螺栓將其固定，另一側無需固定，以適應伸縮縫變形。

5小結

通過對結構復核計算和運行監測資料數據分析可知，造成桐溪渡槽槽身裂縫主要是槽身結構抗裂強度不足及原材料老化等原因，針對這些原因，先對槽身細裂縫進行封縫處理，然后采用粘貼碳纖維布材料進行補強加固，同時，對伸縮縫止水部分采取迎水側嵌SR止水條、背水側設置鋼板壓條進行補強。經過處理后渡槽運行工況良好，節省了資金，提高了渡槽的使用壽命，為保障樞紐供水安全與效益發揮重要作用。

參考文獻

韓峰.淺談渡槽補強加固中增設支座方案的設計 [J].小水電,2012,4.

DOI:10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.07.020

中圖分類號：TV672+.3

文獻標志碼：A

文章編號：1005-4774(2016)07- 0074- 03

Research on crack strenghening and reinforcement treatment technology in Tongxi Aqueduct

LU Chentao

(ZhejiangShanxiEconomicDevelopmentCo.,Ltd.,Wenzhou325000,China)

Abstract：In the paper, Tongxi Aqueduct body structure is rechecked and calculated. Engineering operation monitoring data is combined for analyzing that the aqueduct cracks are caused by insufficient aqueduct body structure anti-cracking strength, raw material aging, etc. The restoration work is completed and excellent effect is achieved under the precondition of not affecting engineering operation safety through adopting engineering measures such as crack sealing, strenghening and reinforcement, water stop structure repair, etc.

Key words：aqueduct cracks; repair; technology