基于碳纖維貼片方式的渡槽加固技術研究

黃文理

（浙江珊溪經濟發展有限責任公司，浙江 溫州 325300）

隨著引水渠系連續運行時間長，渡槽結構混凝土面將產生不同程度的裂縫。渡槽運行一定時間后，在原裂縫或新裂縫產生基礎上，形成新的滲漏。對裂縫的處理，以往解決的方式是人工鏟除，費時耗力，損傷混凝土面，不易清除干凈。因此對混凝土面進行必要的整體防滲加固［2］。但是，要實施整體防滲補強加固，需要解決渡槽結構承載能力不足的問題。本文在比較和分析的基礎上，提出基于碳纖維貼片方式的渡槽加固技術，取得了較好效果。

1 工程概況

該渡槽工程（1期）實施三跨渡槽補強加固，施工包括灌注樁施工、鋼筋混凝土撐梁、承臺施工、槽身裂縫滲漏修補、原渡槽槽身頂升作業等內容。工程于2011年10月開始施工至2012年2月完成，施工工期135d。工程投資156萬元。平均一跨渡槽投資52萬元。工程處理前后渡槽槽身細裂縫情況統計如表1。

表1 渡槽槽身細裂縫統計

由表1可見，2012年增設槽身支座處理完成至今，渡槽槽身細裂縫數量和長度仍有較大增加，滲漏問題仍較嚴重。

2 案例分析

趙山渡引水渠系工程自2001年6月投入試運行以來，已運行達17年，運行期間，2005年12月進行了一次停水大檢修，2010年6月渠系南干渠進行了一次停水檢修［3］。為保證渡槽安全運行，采用碳纖維貼片方式，進行了整體防滲補強加固施工。

2.1 碳纖維貼片方式加固

選取某渡槽采用槽身粘貼碳纖維加固提高槽身結構承受能力方案。該工期（1期）實施四跨渡槽補強加固，工程（2期）實施四跨渡槽補強加固，施工包括粘貼碳纖維材料補強加固、裂縫滲漏修補等內容。工程（1期）于2016年7月開始施工至2016年8月完工，施工工期65d。工程（2期）于2017年7月開始施工至2017年9月完成，施工工期70d。工期投資（1、2期）274萬元。工程處理前后渡槽槽身細裂縫情況如表2。

表2 該渡槽槽身細裂縫情況

從處理前后渡槽槽身細裂縫情況看，由于未在處理前進行斷水減載，2018年槽身碳纖維貼片加固處理完成后，渡槽細裂縫有較大程度的緩解，處理部位裂縫得到抑制。

3 比較分析

結合已實施和試點的兩個渡槽槽身加固處理施工及運行情況，從施工條件、施工內容、施工難度、施工工期、投資及處理效果等方面，對糟身增設支墩處理方案和碳纖維貼片材料補強加固處理方案比較，如表3。

表3 補強加固處理方案

從已加固的兩種方案比較看，渡槽采用碳纖維補強加固處理涉及的工程內容相對較少，工程施工專業技術要求雖高，但復雜程度略低，對原渡槽結構損傷較輕，施工工期較短，工程規模可控，投資較少，獲得處理效果較好。

4 總體處理方案

4.1 渡槽加固處理

渡槽加固處理具體依據各個渡槽的加固設計進行，分為結構整治與缺陷處理兩部分。

4.1.1 結構整治

優先采用貼碳纖維布補強方式，裂縫、滲水等缺陷處理采用環氧材料灌漿。基本處理包括：首先停水減載，然后對槽身細裂縫進行封縫處理，完成后再從縱向、橫向對結構復核不滿足的部位、對渡槽進行碳纖維加固處理，從而使渡糟槽身混凝土結構得到加固。

4.1.2 缺陷處理

設置檢修應急通道對渡槽結構進行導流減載，對槽身已出現的裂縫進行封閉處理，對橫向結構復核不滿足的部位進行碳纖維布補強加固處理，對縱向結構復核不滿足的部位進行碳纖維布補強加固處理，對完成碳纖維補強加固處理后的槽身表面噴涂聚合物砂漿保護。

4.2 防滲處理

根據各渡槽具體情況，基本處理包括先將結構過水表面附著生物及其他附著清理干凈，完成各類混凝土表面缺陷處后，再于渠內過水面范圍設置聚脲涂層。防滲處理主要在渡槽內部進行：渡槽混凝土結構縫漏水檢修；渡槽混凝土過水結構面防滲加固處理；渡權混凝土解筋修補；混凝土面附著生物處理。

4.3 槽身細裂縫處理

為減少加固處理過程中對原結構的影響，已有槽身裂縫處理采用沿縫貼灌漿盒，縫內灌注改性環氧灌漿填充，縫面涂層封閉處理。主要施工流程：檢査定位、沿縫貼灌漿盒、封閉縫面、灌漿填充、縫面封閉。

4.4 粘貼碳纖維加固處理

碳纖維粘貼形式根據渡槽結構、跨度、支撐方式等制定。

4.4.1 橫向結構

支座兩側各4.1m范圍內，槽身橫斷面采用粘貼碳纖維布環形箍進行加固，碳纖維布條寬20cm，厚1.2mm，間距20cm；其余范圍槽身橫斷面采用碳纖維布環形箍進行加固，碳纖維布條寬20cm，厚1.2mm，間距由20cm漸變至50cm。

4.4.2 縱向結構

槽身縱向結構方面，對側墻的頂部和底部采用粘貼碳纖維布直線板進行加固，碳纖維條寬10cm，間距10cm，厚度1.2mm。

4.4.3 接頭處理

各個接頭做無縫處理。先進行側墻頂部和底部的碳纖維布粘貼，粘貼完成后在外側進行碳纖維布環形箍的粘貼，碳纖維布環形箍在側墻外側底部重疊后，在外側采用不銹鋼壓條和膨脹螺栓進行加固。

5 結語

在渡槽通水運行不卸荷加固條件下，渡槽碳纖維貼片加固后槽身裂縫得到抑制，且具有投資少，效果好，有效解決了實際工程問題，值得借鑒。