基于碳纖維貼片方式的渡槽加固技術(shù)研究

黃文理

（浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限責(zé)任公司，浙江 溫州 325300）

隨著引水渠系連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，渡槽結(jié)構(gòu)混凝土面將產(chǎn)生不同程度的裂縫。渡槽運(yùn)行一定時(shí)間后，在原裂縫或新裂縫產(chǎn)生基礎(chǔ)上，形成新的滲漏。對(duì)裂縫的處理，以往解決的方式是人工鏟除，費(fèi)時(shí)耗力，損傷混凝土面，不易清除干凈。因此對(duì)混凝土面進(jìn)行必要的整體防滲加固［2］。但是，要實(shí)施整體防滲補(bǔ)強(qiáng)加固，需要解決渡槽結(jié)構(gòu)承載能力不足的問(wèn)題。本文在比較和分析的基礎(chǔ)上，提出基于碳纖維貼片方式的渡槽加固技術(shù)，取得了較好效果。

1 工程概況

該渡槽工程（1期）實(shí)施三跨渡槽補(bǔ)強(qiáng)加固，施工包括灌注樁施工、鋼筋混凝土撐梁、承臺(tái)施工、槽身裂縫滲漏修補(bǔ)、原渡槽槽身頂升作業(yè)等內(nèi)容。工程于2011年10月開(kāi)始施工至2012年2月完成，施工工期135d。工程投資156萬(wàn)元。平均一跨渡槽投資52萬(wàn)元。工程處理前后渡槽槽身細(xì)裂縫情況統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 渡槽槽身細(xì)裂縫統(tǒng)計(jì)

由表1可見(jiàn)，2012年增設(shè)槽身支座處理完成至今，渡槽槽身細(xì)裂縫數(shù)量和長(zhǎng)度仍有較大增加，滲漏問(wèn)題仍較嚴(yán)重。

2 案例分析

趙山渡引水渠系工程自2001年6月投入試運(yùn)行以來(lái)，已運(yùn)行達(dá)17年，運(yùn)行期間，2005年12月進(jìn)行了一次停水大檢修，2010年6月渠系南干渠進(jìn)行了一次停水檢修［3］。為保證渡槽安全運(yùn)行，采用碳纖維貼片方式，進(jìn)行了整體防滲補(bǔ)強(qiáng)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(jié)構(gòu)承受能力方案。該工期（1期）實(shí)施四跨渡槽補(bǔ)強(qiáng)加固，工程（2期）實(shí)施四跨渡槽補(bǔ)強(qiáng)加固，施工包括粘貼碳纖維材料補(bǔ)強(qiáng)加固、裂縫滲漏修補(bǔ)等內(nèi)容。工程（1期）于2016年7月開(kāi)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(kāi)始施工至2017年9月完成，施工工期70d。工期投資（1、2期）274萬(wàn)元。工程處理前后渡槽槽身細(xì)裂縫情況如表2。

表2 該渡槽槽身細(xì)裂縫情況

從處理前后渡槽槽身細(xì)裂縫情況看，由于未在處理前進(jìn)行斷水減載，2018年槽身碳纖維貼片加固處理完成后，渡槽細(xì)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(jié)合已實(shí)施和試點(diǎn)的兩個(gè)渡槽槽身加固處理施工及運(yùn)行情況，從施工條件、施工內(nèi)容、施工難度、施工工期、投資及處理效果等方面，對(duì)糟身增設(shè)支墩處理方案和碳纖維貼片材料補(bǔ)強(qiáng)加固處理方案比較，如表3。

表3 補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)加固處理涉及的工程內(nèi)容相對(duì)較少，工程施工專業(yè)技術(shù)要求雖高，但復(fù)雜程度略低，對(duì)原渡槽結(jié)構(gòu)損傷較輕，施工工期較短，工程規(guī)?？煽?，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(jù)各個(gè)渡槽的加固設(shè)計(jì)進(jìn)行，分為結(jié)構(gòu)整治與缺陷處理兩部分。

4.1.1 結(jié)構(gòu)整治

優(yōu)先采用貼碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)方式，裂縫、滲水等缺陷處理采用環(huán)氧材料灌漿?；咎幚戆ǎ菏紫韧Ｋ疁p載，然后對(duì)槽身細(xì)裂縫進(jìn)行封縫處理，完成后再?gòu)目v向、橫向?qū)Y(jié)構(gòu)復(fù)核不滿足的部位、對(duì)渡槽進(jìn)行碳纖維加固處理，從而使渡糟槽身混凝土結(jié)構(gòu)得到加固。

4.1.2 缺陷處理

設(shè)置檢修應(yīng)急通道對(duì)渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)流減載，對(duì)槽身已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行封閉處理，對(duì)橫向結(jié)構(gòu)復(fù)核不滿足的部位進(jìn)行碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固處理，對(duì)縱向結(jié)構(gòu)復(fù)核不滿足的部位進(jìn)行碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固處理，對(duì)完成碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固處理后的槽身表面噴涂聚合物砂漿保護(hù)。

4.2 防滲處理

根據(jù)各渡槽具體情況，基本處理包括先將結(jié)構(gòu)過(guò)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(nèi)過(guò)水面范圍設(shè)置聚脲涂層。防滲處理主要在渡槽內(nèi)部進(jìn)行：渡槽混凝土結(jié)構(gòu)縫漏水檢修；渡槽混凝土過(guò)水結(jié)構(gòu)面防滲加固處理；渡權(quán)混凝土解筋修補(bǔ)；混凝土面附著生物處理。

4.3 槽身細(xì)裂縫處理

為減少加固處理過(guò)程中對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響，已有槽身裂縫處理采用沿縫貼灌漿盒，縫內(nèi)灌注改性環(huán)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(jù)渡槽結(jié)構(gòu)、跨度、支撐方式等制定。

4.4.1 橫向結(jié)構(gòu)

支座兩側(cè)各4.1m范圍內(nèi)，槽身橫斷面采用粘貼碳纖維布環(huán)形箍進(jìn)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(huán)形箍進(jìn)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(jié)構(gòu)

槽身縱向結(jié)構(gòu)方面，對(duì)側(cè)墻的頂部和底部采用粘貼碳纖維布直線板進(jìn)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(gè)接頭做無(wú)縫處理。先進(jìn)行側(cè)墻頂部和底部的碳纖維布粘貼，粘貼完成后在外側(cè)進(jìn)行碳纖維布環(huán)形箍的粘貼，碳纖維布環(huán)形箍在側(cè)墻外側(cè)底部重疊后，在外側(cè)采用不銹鋼壓條和膨脹螺栓進(jìn)行加固。

5 結(jié)語(yǔ)

在渡槽通水運(yùn)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(shí)際工程問(wèn)題，值得借鑒。