宝鸡峡倒虹工程输水混凝土管加固处理

宝鸡峡倒虹工程输水混凝土管加固处理情况如何呢，下面鲁班乐标为大家带来相关内容介绍以供参考。

一、引 言

陕西省宝鸡峡韦水倒虹工程全长880m，其中钢筋混凝土管长623m，内径3.25m。设计流量52m3/s，校核流量55m3/s，控制灌溉面积159万亩。该倒虹工程于1971年建成，至今已运行30多年。由于30多年前施工技术限制和质量不佳，加之长期的高水头水流冲刷及水中重推移质（砖头、石块等）的撞击，倒虹的钢筋混凝土管普遍存在着内壁磨损现象，尤其管底部位最为严重，据1999年实测结果，磨损深度5～6cm的有12节管子（平均每节砼管10米长），3～5cm的有60节管子，小于3cm的有28节管子，磨损最大宽度1.7m，最大深度6cm。磨损严重部位的表面积约1300m2，占管内壁面积12715 m2的10.2%。且有44节管子出现了不同程度的钢筋外露，露筋根数565根，累计长度104m。最严重的一节管子露筋40根，占该节管子主筋根数（77根）的52%，外露最长的一根露筋80cm，部分钢筋磨损部分已超过钢筋截面的50%。

输水混凝土管内壁的严重磨损直接影响着运行安全，2001年11月，该倒虹工程列入全国灌区续建配套与节水改造项目。鉴于砼管内壁磨损现象集中于管底部位，决定对管上部及中部的270°范围的混凝土内壁采用刷涂WSP防碳化处理，对钢筋混凝土管底部进行抗冲耐磨修复处理，使其恢复正常，继续发挥应有的效益，并满足对输水能力的更高要求。

二、方案比较

管底部90°范围混凝土抗冲耐磨修复比较了如下几种方案：

（1）采用环氧砂浆或防水混凝土修补。因内壁凿除深度有限（否则会裸露主筋），环氧砂浆或防水混凝土与老混凝土界面的结合很难保证，同时施工麻烦、成本较高。

（2）粘贴玻纤布或碳纤维布修复。目前市场使用的粘结胶通常耐水性较差，在水的长期浸泡作用下粘结强度会不断降低，加之水流速度较快，水头压力较高，易将布剥离使得修复失效。

（3）外粘钢板修复。在内壁先用自锁锚杆嵌固钢板，在内壁与钢板之间的缝隙中用压力灌注WSJ建筑结构胶。钢板在自锁锚杆的锚固力和结构胶的粘结力作用下，能与原混凝土共同受力工作。钢板补充了混凝土内部的配筋损失，同时可防混凝土构件的进一步碳化和在流水中的腐蚀及冲磨，因此，该方法具有强度高，抗冲磨、抗空蚀性能好和可靠性高等优点，是本工程的最优处理方案。

三、所用材料及其特点

粘钢所用的粘结剂为WSJ建筑结构胶，高强、无毒、内聚、粘结性能好，其剪切强度大于18MPa，且耐老化性能好，2000h人工加速老化试验各项力学指标不降低。

嵌固钢板时采用“巨成”牌自锁锚杆成套产品。该产品的技术特点是：在混凝土结构上先用普通钻头钻直孔至设计深度，然后改用扩孔钻头将直孔底部扩成倒锥面，锚杆安装时，在轴压力作用下锚杆端部开槽部位受楔块顶撑张开形成自锁，最后灌注无机粘结灌注材料ICG-Ⅰ填充锚杆与混凝土孔壁之间的空隙。这项技术很好地解决了耐久、耐水、耐温性的问题，与传统的直孔植筋锚固方法相比，可靠性极大地提高，且具有锚固速度快等特点。解决了弧形钢板安装时的对孔困难和焊接时的热效应，大大加快了施工速度，更能保证管底粘钢加固的质量。所用的无机粘结灌注材料ICG-Ⅰ具有优异的技术性能：①浆液：流动性大（自流）、析水率低、可灌性好、自密实性能好；②硬化体：早强、高强且持久高强；与混凝土孔壁、钢筋有良好的粘结性能，不收缩；耐老化、耐化学腐蚀、耐水、耐中温（500℃），适合永久性工程。

四、修复施工步骤及技术要点

修复的具体措施包括：

（1）在管底90°范围将基面混凝土下凿不小于15mm，并稍作平整，原冲刷较深超过15mm处要求表面凿毛，用C25细石混凝土填补至12mm的粘钢深度要求。

（2）待新做C25细石混凝土充分干燥后，在表面划线定出自锁锚杆孔位并钻孔：孔深300mm，孔径为D25，间距500×500mm，梅花形布孔，钻孔方向垂直基面；若遇钢筋，则将孔位适当调整；并在弧形钢板（Q235B钢板，δ=10 mm）上按相应孔位钻孔，成孔后，将钢板需贴合的表面打磨处理好。

（3）将锚杆孔内壁吹净润湿后，在钢板下适当垫置2mm的小钢垫块以保证胶层的厚度，将钢板对孔就位；向孔内灌注ICG-Ⅰ无机粘结材料，然后植入自锁锚杆，材质为I级钢，直径为Φ20，自锁锚杆套装完毕，割掉高出钢板面的部分，将锚杆与钢板焊接，并将相邻钢板之间的环向缝对接焊好。

（4）在嵌固好的钢板周边密封并埋置排气管；在弧形钢板底部埋置进浆管，采用压力灌注WSJ建筑结构胶。

（5）待WSJ胶液固化后，对钢板表面采用抗冲耐磨涂层防护处理。

施工要点包括：

（1）弧形钢板的卷板曲率要根据实际情况确定

因30年前混凝土管浇筑施工时内模变形，管壁成形不规整，造成实测的管底内壁弧形的拟合半径主要分布在1600--1700 mm范围内，该范围外的数据小于10%，故管底粘钢按2552 mm×2000 mm下料，按半径1700 mm卷板成弧形。统一的卷板曲率，既便于加工厂内的卷板质量保证，又便于混凝土管内的粘钢放线和孔位放样。

（2）钢板孔位的布置及钻孔要求

一定要按混凝土表面自锁锚杆实际成孔孔位确定钢板上的孔位，确保自锁锚杆与钢板孔口的同心偏差在容许范围内，以便自锁锚杆的套装顺利到位。在钢板上用磁座钻钻孔要求钻孔方向垂直钢板面，成孔后，再用大一号的钻头将孔口扩成坡口，以便安装后锚杆与钢板的焊接和焊缝厚度的保证。

（3）粘钢基面下凿深度的确定粘钢基面下凿不小于15mm，是为了保证粘结后钢板表面和管内壁平滑过渡，不影响管内过流。（4）自锁锚杆安装用电锤在混凝土内钻孔至设计深度，再改用扩孔钻头在孔底进行扩孔。自锁锚杆只对专用扩孔钻头所成形的钢筋混凝土倒锥形孔有效，扩孔钻头的钻杆需进至要求的进深才算扩孔合格。孔内用压缩空气吹净，润湿内壁后，注入无机灌注料ICG-Ⅰ，充填2/3满。将自锁锚杆表面化学清洗后配上插楔，稍用力夹紧后，插入扩孔内。在露出杆端上做标记，将锚杆用锤敲击加压，使锚杆下移不少于5 mm 达到进深要求为止。

（5）压力灌胶及效果检测

将嵌固好的钢板周边用密封材料封口，按适当间距埋置排气管，在弧形管段底部上下游钻孔埋置进浆管。灌注WSJ建筑结构胶的顺序自下游向上游逐步进行，注胶压力不超过0.2MPa（注胶压力的上限是以锚杆的抗拉能力来计算确定，并视气温作适当调整），直至所有排气管出浆。灌胶效果采用非破损检验，即在WSJ胶液固化后，外观检查钢板边缘溢胶色泽、硬化程度，以及小锤敲击钢板从音响判断粘结效果，如无空洞声，表示粘贴密实。

（6）粘钢表面抗冲耐磨涂层防护处理

底涂环氧富锌重防腐防锈漆具有优异的附着力和耐冲击性能，漆膜中含大量锌粉，具有阴极保护作用，具有优异的防锈性能和耐久性。

中涂环氧云铁中间封闭防锈漆具有优良的附着力和封闭性能，能在长时间内保持优良的抗冲击性能和柔韧性，与面涂具有良好的层间附着力。

面涂环氧沥青厚浆型防锈漆，具有优异的耐水性和防锈性能，具有良好的抗化学品性能和耐油性，对水及多种腐蚀介质具有优异的抗渗透性，具有良好的耐阴极保护性能，具有良好的附着力、耐冲击性、耐磨性，能有效抵抗砼管内长期的水流冲刷及水中推移质的撞击，起到钢板面抗冲耐磨的作用。