論水下玻纖套筒加固系統

陳洋

大連熱電工程設計有限公司 遼寧大連 116000

水下玻纖套筒加固系統是一種新型的修復加固方法，該系統摒棄了傳統加固方法施工工期長、維護費用高、圍堰施工和復雜的施工工藝等缺點，具有操作簡單、無需圍堰、維護費用低和耐久性好等優點。大量應用于國外的橋梁墩柱的修復，主要用于修復浪濺區和潮汐帶等水中受損的鋼筋混凝土樁、鋼管樁、H型鋼樁和木樁等。隨后，我國的高校和研發機構開始對該系統進行研究，成果豐碩。

1 工程實例

1.1 工程概況

華能營口仙人島首站原設計供熱能力180MW，現實際供熱能力已達到設計能力。隨著供熱區域不斷擴大，熱網首站供熱能力已捉襟見肘，急需要對首站進行升級改造，增加首站的供熱能力；另外仙人島能源化工區內蒸汽負荷逐年增加，原有蒸汽管網已不能滿足新增負荷要求，為了滿足工業用汽及首站增容用汽需求，本次首站的升級改造工作必須結合蒸汽管網改造同時進行[1]。首站需要在電廠最大供汽能力滿足仙人島能源化工區工業蒸汽用戶用汽負荷的基礎上進行擴容改造。

本次管網部分改造需要將熊岳河段將DN700管道擴徑為DN900。熊岳河全長300米，原橋20米設置一處橋墩。原設計中，管道走向與熊岳河橋平行，為保證河流正常通流，新設支架柱子與原橋墩保持一致，管道支架的底標高應與橋底標高一致。擴管后固定支架水平荷載較大，經過核算，擴管以后柱配筋不滿足要求，只能通過加固的方法來解決。

由于本段支架位于熊岳河內，如果采用傳統的加固方法，還將涉及到圍堰等施工方法，從施工難度方面比較繁瑣，從造價方面來看，也比較浪費，所以經過對比，建議采用水下玻纖套筒加固法方式進行加固，這種工藝與傳統加固工藝相比較施工簡易，承受荷載大，施工周期短，不需要養護可直接進行使用。

1.2 水下玻纖套筒加固系統相比較傳統加固方法，有以下幾個優點

（1）強度高、耐UV、免維護；

（2）環氧灌漿料與套筒粘結強度高；

（3）適用性強，對木、混凝土和鋼墩柱都有效；

（4）防腐性能好，耐海水腐蝕和各種化學制劑；

（5）耐干濕、冷熱、凍融的交互作用；（零下20度施工都沒有問題，適用于我們北方并且不受季節影響）

（6）施工快捷方便，無需封橋或斷路施工；

（7）可人工灌注或泵送環氧灌漿料。

1.3 該系統配套的材料有：

①玻璃纖維套筒；②水泥基灌漿料；③水下環氧封口膠；④水下環氧結構膠；⑤不銹鋼釘；⑥緊固帶；⑦可壓縮密封條

CFGJ玻璃纖維套筒：玻纖套筒是由玻璃纖維和聚合樹脂材料加工而成，聚合樹酯有穩定劑以防止紫外線[1]。玻纖套筒的抗拉強度高達400MPa，防腐性能好（抗海水和化學制劑）。

CMEG水下環氧灌漿料：高強度，耐沖擊灌漿料；潮濕表面有極佳粘附性；可在水下固化和粘接；在腐蝕性水環境中具有良好耐化學性；且能實現水下自流平、自密實。

1.4 玻纖套筒加固系統施工步驟

（1）結構表面處理：采用氣動角磨機或者高壓水槍對有問題部位的混凝土墩柱進行表面處理，包括如清除結構表面的水生物、除去松散的混凝土、處理鋼筋銹蝕表面和清理墩柱底部的泥漿等。目的是為了增加與灌漿料的粘結力。

表1 CFGJ玻璃纖維套筒參數

（2）根據墩柱的實際尺寸，對套筒進行裁剪，裁剪完畢后，在套筒的鎖扣槽內注入卡本CMSR氫脂環氧封口膠[2]。

（3）將套筒撐開并包裹墩柱，根據不同項目的情況確定套筒的長度，一般情況下，套筒的長度是在病害區域上下各延長50cm。

（4）使用緊固帶臨時固定套筒，間距大概50cm一道，臨時緊固帶待所有灌漿料初步固化后方可拆除。

（5）每隔10cm-15cm左右，使用氣動起子將不銹鋼自攻螺絲緊固套筒鎖扣處。

（6）使用可壓縮密封條封住套筒底部，此密封條可在套筒安裝前提前粘接或用固定螺絲固定在套筒

（7）將CMEG水下環氧灌漿料采用高液漏斗法注入套筒底部至15cm高度處，待灌漿料固化至少8小時，如果有必要，可以現在加工一個PVC溜槽進行灌注[3]。

（8）待底部封底灌漿料初步固化后，灌注水下水泥基灌漿料至離套筒頂部15cm左右的位置，最頂上15cm高度的灌漿料，仍采用水下環氧灌漿料進行澆筑。

（9）在套筒頂端部用CUCR水下環氧封頂膠建個斜坡，進行頂部密封。

（10）待CMEG水下環氧灌漿料固化后，取下臨時緊固帶。卡本水下玻纖套筒加固系統安裝完畢。

2 結語

目前，水下玻纖套筒系統加固技術在我國使用較少，但其優越的加固效果和綜合效益在國外得到認可并普遍應用。隨著該項技術的不斷普及，我國也積累了些許寶貴的施工經驗，為指導類似的工程提供很大的幫助。當然，該項技術仍有需要改進的地方，通過不斷的工程實踐，該技術將會得到進一步完善。