桐溪渡槽裂缝补强加固处理技术研究

卢陈涛

(浙江珊溪经济发展有限责任公司， 浙江 温州　325000)



桐溪渡槽裂缝补强加固处理技术研究

卢陈涛

(浙江珊溪经济发展有限责任公司， 浙江 温州325000)

【摘要】本文通过对桐溪渡槽槽身结构复核计算，结合工程运行监测数据，分析了渡槽裂缝是由于槽身结构抗裂强度不足及原材料老化等引起，通过采取封缝、补强加固、止水结构修复等工程措施，在不影响工程运行安全的前提下完成了修复工作并取得良好的效果。

【关键词】渡槽裂缝； 修复； 技术

1工程概况

桐溪渡槽是赵山渡引水工程输水渠系北干渠主要建筑物之一，位于乌岩脚隧洞出口和丁岙渡槽之间，全长272m，共有9跨，其中顺水流方向1～8号槽段长32m，第9号槽段长16m，设计流量22.80m3/s，校核流量24.70m3/s。槽身4.80m×3.90m(宽×高)，250号钢筋混凝土薄壁矩形箱式结构，侧墙和板的厚度为0.30m，顶板为0.20m。支座基础从上至下依次为直径1m 的250号钢筋混凝土墩帽和250号钢筋混凝土灌注桩。槽身伸缩缝设橡胶与铜片两道止水，由钢板和螺栓固定。

1997年9月，该工程正式开工，2001年12月完工投入试运行，2002年10月通过初步竣工验收正式投入运行。

2桐溪渡槽槽身裂缝现状调查

桐溪渡槽自从投入运行以来，至今已10余年，近年来槽身侧墙及底板陆续出现众多细小裂缝，并且有加速趋势。槽身裂缝主要分布在顺水流方向的支座位置和侧墙的中部，走向为垂直水流方向，外观呈倒八字形。槽身底板细裂缝位于跨中部位，走向为垂直水流方向。详细情况见表1。

表1　桐溪渡槽槽身裂缝检测统计

注槽段顺序按顺水流方向排列

3槽身裂缝成因分析

3.1槽身结构复核成果分析

桐溪渡槽的计算受力分析见表2。

表2　桐溪渡槽的计算受力分析

槽身结构复核计算成果表明，在不考虑混凝土和钢筋强度与原设计差异条件下， 纵向结构支座抗裂与斜裂缝验算不满足现行规范要求，是槽身产生裂缝的主要原因。

3.2建设条件分析

桐溪渡槽建设时间为20世纪90年代， 受当时建设条件的限制，桐溪渡槽在施工图设计阶段的结构尺寸、混凝土强度、钢筋用量等方面安全余度偏小，再加上当时施工工艺较为简单，如混凝土浇筑过程中没有采取温控措施与监测，可能导致渡槽的实际受力与设计计算值有所偏差，也是渡槽产生裂缝的原因之一。

4槽身加固和修补措施

4.1槽身裂缝处理

4.1.1材料选用

环氧树脂的特点是固化速度快、硬度大、抗冲磨损强、抗化学等。而以环氧树脂制成的环氧树脂浆液，更是具有黏结性强、收缩率小、密封性好等优势。因此，渡槽身裂缝采用环氧树脂与浆液进行充填灌浆的方式进行补强加固。

4.1.2补强处理方式

缝深小于5cm的浅层裂缝，采用沿裂缝开宽5cm、深5cm 的V形槽，槽内充填环氧砂浆方法进行处理；缝深大于5cm的深层裂缝，用环氧树脂浆液为材料进行灌浆处理。

4.1.3施工工艺

ⓐ钻孔采用骑缝孔，孔直径是20mm，孔间距50cm，钻孔位置根据现场进行调整；ⓑ清缝过程吹净孔内全部碎屑；ⓒ埋入灌浆管；ⓓ用风、水或浆等进行试漏；ⓔ由低到高、由一端向另一端依次推进，初始灌浆压力0.15MPa，然后，根据实际情况进行调整压力；ⓕ在15～30min内，吸浆率控制在10mL/min范围，并且压力不变时拔管封孔。

4.2槽身的结构加固措施

4.2.1材料选用

槽身需要使用粘贴碳纤对混凝土结构进行加固。碳纤维布是修复混凝土内部结构的新型高效材料，采用树脂类材料，使得碳纤维粘贴于混凝土表面同时利用其良好的抗拉强度，增强构件承载力，并对结构和构件补强，充分体现出高强、便捷、工效高、抗渗性好等优点。

4.2.2碳纤维布布置

槽身横向结构采用粘贴碳纤维布环形箍进行加固，布宽20cm，厚1.20mm，间距20～50cm；纵向结构，对侧墙的顶部和底部采用粘贴碳纤维布直线板进行加固，布宽10cm，厚1.20mm，间距10cm；纵向与横向接头部分，先进行侧墙顶部和底部碳纤维布粘贴，粘贴完成后在外侧进行碳纤维布环形箍粘贴，碳纤维布环形箍在侧墙外侧底部重叠并用不锈钢压条和膨胀螺栓进行锚固，如下图所示。

桐溪渡槽使用碳纤维布的加固图

4.2.3施工工艺

ⓐ清理加固工程的障碍物，运用砂轮机把底部位置打磨平整，用风砂机清除表面杂物和刷丙酮树脂；ⓑ在基底部位涂刷环氧树脂，将其材料渗透到混凝土内部，提高混凝土同碳纤维两个部位的黏结力；ⓒ使用整平材料修补树脂，填充不平整的部位；ⓓ涂刷粘贴树脂，之后粘贴碳纤维；ⓔ粘贴完所有碳纤维布后再涂刷一层粘贴树脂。

4.3槽段间伸缩缝止水结构修复

4.3.1伸缩缝内侧处理

伸缩缝内侧部分采用开槽、嵌填柔性填料、盖片封闭、聚合物砂浆保护抹平的方法进行处理。主要施工步骤：ⓐ清除原伸缩缝内止水材料；ⓑ沿原U形槽两侧各切割宽30～50mm，在切割中如有局部松动混凝土块脱落，用聚合物砂浆浇筑填平，确保槽身结构平整；ⓒ用钢丝刷等工具将槽内杂、污物清理干净，用煤气喷枪烘烤槽身内表面并保持干燥；ⓓ先嵌填膨胀止水条(尺寸为2cm×2cm)，要求止水条平顺不扭曲。在U形槽内表面、矩形槽底面及侧面15mm范围内涂刷SR底胶，将预制的SR塑性止水条嵌入伸缩缝内，压紧、压实、压平整，并高出槽底10～15mm；ⓔ根据不锈钢压条中成孔在矩形槽底布置螺栓孔，在SR塑性止水材料表面粘贴一层SR防渗盖片，两侧用不锈钢膨胀压条与螺栓固定，要求不锈钢压条平顺无翘曲，不锈钢膨胀螺栓不漏设，盖片周边用961增厚环氧(或8503弹性聚氨酯)封闭；ⓕ用903聚合物水泥砂浆将矩形槽封闭、抹平，中间在原伸缩缝相应位置预留15mm宽小槽，待903聚合物水泥砂浆终凝后嵌填弹性聚氨酯。

4.3.2伸缩缝外侧处理

伸缩缝外侧部分采用缝内嵌柔性填料缝面安装钢板支撑，防止填料脱落的方法进行处理。主要施工步骤： ⓐ预制长度与伸缩缝适应，宽厚为30cm×4mm(宽×厚)的钢板，在钢板一侧以25cm间距预留φ10mm螺栓孔；ⓑ将制作好的钢板对称放置在伸缩缝上，在其预留孔一侧用膨胀螺栓将其固定，另一侧无需固定，以适应伸缩缝变形。

5小结

通过对结构复核计算和运行监测资料数据分析可知，造成桐溪渡槽槽身裂缝主要是槽身结构抗裂强度不足及原材料老化等原因，针对这些原因，先对槽身细裂缝进行封缝处理，然后采用粘贴碳纤维布材料进行补强加固，同时，对伸缩缝止水部分采取迎水侧嵌SR止水条、背水侧设置钢板压条进行补强。经过处理后渡槽运行工况良好，节省了资金，提高了渡槽的使用寿命，为保障枢纽供水安全与效益发挥重要作用。

参考文献

韩峰.浅谈渡槽补强加固中增设支座方案的设计 [J].小水电,2012,4.

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

中图分类号：TV672+.3

文献标志码：A

文章编号：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