桃花江渡槽环氧玻璃钢补强加固施工技术

胡卫平

（桃江县桃花江灌区管理局 益阳市 413400）

1 概 述

1.1 工程概况

桃花江渡槽是桃花江灌区西干渠跨越资江一级支流桃花江的一座大型输水建筑物，始建于1967年7月，1971年5月竣工。该工程为简支梁排架和U形槽身结构形式，肋拱结构21 跨，全长277 m（西干渠0+560－0+837），预制混凝土槽身，钢筋混凝土排架，建筑物最大排架高度12 m，槽箱宽2 m，高3.2 m，设计流量14.81 m3/s，加大流量17.77 m3/s，承担着下游1.12 万hm2（16.79 万亩）农田的灌溉输水任务。槽身型式及外形尺寸及标号：钢筋混凝土（C20）、壁厚（0.14m），U 型，槽壳总高2.48 m、直段高0.70 m、槽内半径1.60 m、槽外半径1.74 m、槽壳最大宽度4.20 m、槽壳底厚0.18 m、槽壳上大头宽度0.36 m。

1.2 运行状况及险病情况

由于工程运行已久，渡槽槽身经过水流冲刷、风化剥蚀，大部分混凝土面剥蚀露筋，且钢筋锈蚀严重，局部有渗漏；止水橡皮老化失效，以致伸缩缝漏水严重；进出口段连接段长度不符合规范要求，且破损严重。

1.3 加固改造方案

本次除险加固项目设计对桃花江渡槽槽身剥蚀的混凝土迎水面采用环氧玻璃钢补强处理，对渡槽已老化失效的止水橡皮进行全部更换，拆除重建进出口连接段。渡槽槽身及排架基本完好，本次加固不做结构性处理。

2 环氧玻璃钢的特点

玻璃钢又称为玻璃纤维增强材料, 它是以玻璃纤维及其制品为增强材料、以合成树脂为胶粘剂、加入多种辅助材料, 经过一定成型工艺制作而成的复合材料。环氧玻璃钢是以环氧树脂为胶粘剂制成的复合材料。环氧树脂是一种高分子聚合物, 它是由环氧氯丙烷和二酚基丙烷在碱性作用下缩聚而成的, 其平均分子量一般在300～700 之间。由于环氧树脂具有粘合力、收缩性小、化学稳定性高、耐腐蚀性优良、韧性好等优点，被广泛应用于工程、冶金、化工、机械制造等领域。在辅助材料中, 传统上常用的固化剂有乙二胺或间苯二胺, 常用的增韧剂有苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二丁酯。近年来多采用一种新型的固化剂兼增韧剂——聚酰胺树脂。聚酰胺树脂是一种呈浅黄色或浅棕色的透明粘稠液体,其技术指标用胺值和分子量表示。用于环氧玻璃钢的聚酰胺树脂，其胺值一般为200±20, 分子量为600～1000。

3 环氧玻璃钢施工工艺（附图）

附图 环氧玻璃钢施工工艺

3.1 打 底

内部和底部的基层检查合格后，用环氧树脂胶料打底。分两次进行打底施工，有利于加强环氧树脂与混凝土基体的结合力。先用Q587∶固化剂=100∶25的比例刷涂第一道底漆，目的是使树脂能渗入混凝土基体内。待第一道底漆渗入基体，加涂第二道底漆，此时主料的配方为Q587∶固化剂=100∶20，加涂后目测检验，混凝土基体表面有油漆光泽为佳。对蜂窝麻面的处理要用坚硬的工件将其扩大使第一道底料完全刷到，固化后检查有无缺陷，要完全渗入基体，使底料和水泥基体形成统一整体，要求涂刷均匀，不得漏涂、流淌，待固化后，用砂纸打平。

封闭底漆打底施工的质量直接影响到玻璃钢结构层与混凝土基体的结合力。打底施工若是马虎，容易造成涂层结合力不够，导致起泡，甚至出现玻璃钢整层剥离现象。

3.2 修 补

打好底层的基础上，将凹陷不平处用环氧胶泥修补填充，转角处用胶泥抹成圆弧过渡槽口处应仔细刮抹，对凹陷太深处，分几次修补填充，亦可用树脂砂浆修补，以防流淌，等固化后，用打磨机打平，保持胶泥表面的整体平整。环氧胶泥配方为618#环氧树脂∶固化剂∶溶剂∶石英粉=100∶70∶50∶200。

3.3 贴玻璃布

（1）在环氧稀胶泥修补完全固化干燥24 h 后，涂刷一道环氧树脂把0.18 mm 玻璃布浸透后衬贴第一层，一边衬贴一边加刷一道环氧树脂，衬贴第二、三层方法相同，24 h 固化后，用环氧腻子表面修整找平24 h 固化后，涂刷环氧树脂面漆一道24 h 固化后，涂刷环氧树脂面漆第二道验收交付（其中每道工序之间是一个监测控制程序，每个工序间若前道工序未能通过监测则严格禁止进入下一道工序）。

此施工方法称为“间隙法施工”作业。虽然这种施工方法的施工周期较长，难度较大，成本较高，但以此法制作的玻璃钢粘接力、抗压强度、明显优于连续法环氧玻璃钢（一次成型连续粘贴玻璃布层）施工。

（2）玻璃布衬贴要求：每幅布上下左右之间搭接宽度不应小于50 mm，搭接应顺物料流动方向，壁和底之间的搭接为200 mm、300 mm。混凝土基体转角、附着建筑物接缝、阴阳角处及其它受力或受介质冲刷的部位，均应用环氧腻子圆滑过渡。衬布时，在贴衬玻璃布的部位先均匀涂刷一层和所衬玻璃布同宽的胶料，随即衬上一层布，玻璃布应密贴，赶走气泡，再在玻璃布上涂上一层胶料，后沿着混凝土基体逐步衬贴，用同样贴布方法衬贴。检查其质量，如有毛刺、流淌和气泡等缺陷，应马上清除。贴布原则大致是先壁后底，应在前一次铺衬层完全固化后，再进行下一次玻璃布铺衬层的施工，铺衬到设计要求的层数后，自然固化24 h 后方可进行封面层施工。

4 施工配比实验注意事项

采用玻璃钢对渡槽进行补强加固，环氧浆液的材料配比非常重要，其配比主要根据使用目的和施工条件并通过试验决定。选择配比应主要考虑以下几个因素：

（1）配方应满足粘结力大、抗拉性能好、防渗指标高这一基本要求。

（2）配方所需材料要易于购买，不能因为材料供应不上而影响施工。

（3）由于槽深比较大，涂抹比较困难，为减少抛散掉块，要求所选配方韧性要好，砂浆本身粘结力要大，固化时间不能过长，同时还要便于施工。

5 工程施工及验收要求

5.1 施工条件

湿度应不大于80%，基面温度在（10～30）℃时施工效果最好，表面温度应高于露点温度至少3℃以上。

5.2 基面处理

混凝土表面应干燥、清洁，表面平整度＜5 mm。

5.3 玻璃钢层粘贴

工程施工时，先涂一道环氧树脂，并进行24 h固化，衬布时，在贴衬玻璃布的部位先均匀涂刷一层和所衬玻璃布同宽的环氧树脂，随即衬上一层玻璃布应密贴，赶走气泡，边施工边检查其质量，如有毛刺、流淌和气泡等缺陷应马上清除，刮腻子找平，再按以上步骤贴衬下一层。每副玻璃玻璃布搭接宽度不应小于5 mm，搭接应顺物流动的方向，比和底之间的搭接为（200～300）mm，各层搭接要错开，一般是2 层错开1/2，3 层错开1/3，4 层错开1/4 或3/4，搭缝不应重叠。翻边处应剪开粘紧，按以上步骤四油五布，按设计要求，最后用脱脂砂布使其表面光滑，更能防止渗漏，最后达到五布六油。

5.4 技术质量要求

（1）玻璃钢衬里层之间的粘结应牢固，衬里与基面的结合应牢固，无分层脱层、无返白，无纤维裸露、无树脂结块、无起壳、无异物夹杂等。

（2）面层应无漏涂、无流挂、无气泡。

（3）固化完全表面平整，色泽均匀。

（4）玻璃钢表面允许最大气泡直径为5 mm，每平方米不大于5 mm 的气泡少于5 个，可不修补，否则应修补。

6 结 语

本工程于2012年10月开工，2013年2月完工。经过近两年来的通水运行观察，防渗效果良好，补强的环氧玻璃钢未发生任何脱落，与槽身复合好，协同工作度高。环氧玻璃钢补强技术具有可推广性：

（1）采用玻璃钢对壳槽老化部位进行表层补强,不仅可以提高原槽身的强度, 而且还可使其刚度略有提高。

（2）采用玻璃钢作表层复合后,各项材料可以协同工作,提高了壳槽的承载能力,加大了允许相对挠度值。

（3）维修投资少,较之其它补救方法更为经济。

（4）施工方法比较简便,易掌握,且原材料来源可靠,适用于不同地区的渡槽的补强,易于推广,是解决渡槽工程老化问题的好办法。