張路波

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

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電力箱涵裂縫加固處理技術(shù)應(yīng)用探析

張路波

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

結(jié)合工程實例介紹了高低壓電力箱涵裂縫加固處理技術(shù)，即采用粘貼鋼板支撐加固法+注膠法施工。該方法方便施工，進度快，質(zhì)量有保障，對今后修補加固電力箱涵裂紋有較好經(jīng)驗借鑒和指導(dǎo)作用。

電力箱涵裂縫；粘貼鋼板加固；注膠修補；加固處理技術(shù)

當(dāng)前國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，帶動了城市地下綜合管廊建設(shè)的極大需求，據(jù)悉，國務(wù)院常務(wù)會議宣布“十三五”期間在全國將開建城市地下管廊，以筑牢城市“里子”的方式開啟中國的“地下管線革命”。作為地下綜合管廊中的高低壓電力箱涵工程，由于設(shè)計、施工及各種其他原因，在修建和運營過程中經(jīng)常出現(xiàn)病害，直接影響了這些結(jié)構(gòu)物的安全性、實用性和耐久性。本文以筆者曾參與施工的高低壓電力箱涵工程出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫分析及處理為基礎(chǔ)，進一步探討研究電力箱涵病害處理及加固技術(shù)的應(yīng)用。

1　工程概況

漁平大道電力箱涵工程位于福建省平潭綜合實驗區(qū)境內(nèi)，電力箱涵斷面尺寸為寬2.6 m，高2.8 m，結(jié)構(gòu)板厚度為0.35 m，采用C40防水鋼筋混凝土，設(shè)計抗?jié)B等級為P8。它位于漁平大道路AK0+780—AK0+800段電力箱涵在路基挖方爆破時，致使高低壓電力箱涵身受力出現(xiàn)裂紋，其中在側(cè)墻中部區(qū)域裂縫較嚴(yán)重(圖1)，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)裂紋段長度約20 m，有26條豎、橫向裂縫，縫寬在0.1～0.8 mm之間。

圖1　一側(cè)墻中裂縫

通過實地檢測查明[1]，裂紋主要原因是外界的爆破沖擊荷載、結(jié)構(gòu)沉降等。致使箱涵本體不僅降低了自身整體性，而且很容易造成受力鋼筋發(fā)生反應(yīng)而出現(xiàn)銹蝕，大大影響使用壽命。由于該箱涵側(cè)墻裂縫最大寬度達(dá)到了0.8 mm，均超過了裂縫容許寬度值0.2 mm，因此必須要對電力箱涵進行加固處理。

2　加固設(shè)計及施工

2.1加固設(shè)計

由于該電力箱涵內(nèi)部已處于高壓通電狀態(tài)，經(jīng)專家評審論證必須要在短時間內(nèi)對結(jié)構(gòu)進行加固處理，否則極易造成結(jié)構(gòu)二次破壞，將會影響整個地區(qū)用電。結(jié)合現(xiàn)場實況、結(jié)構(gòu)設(shè)計及裂縫情況經(jīng)綜合論證比較，決定采用粘貼鋼板加固法，它能夠較早使結(jié)構(gòu)物承受荷載，并滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計規(guī)范的規(guī)定要求。該工藝方法是在受力體構(gòu)造表面用專用的膠水與鋼板進行固定粘貼，以增強自身承受力，延長其自身使用壽命的一種快捷處理方法。主要采用工程專用粘結(jié)膠把檢測合格的鋼板粘貼在受損部位，使其與結(jié)構(gòu)一起受力，達(dá)到滿足其承載能力。并可以很好地達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗扭、抗剪、減少裂縫繼續(xù)發(fā)展的效果。

主要施工步驟主要分為裂縫的修補和粘貼鋼板的加固。具體實施根據(jù)《公路橋涵設(shè)計手冊》橋梁上冊[2]、《公路小橋涵設(shè)計示例》[3]等參考資料，結(jié)合本箱涵特點，施工中采用了MIDAS Civil 2010建立空間分析模型，對箱涵受力狀態(tài)進行模擬分析。通過對加固箱涵的內(nèi)力、應(yīng)力、變形進行計算分析，提供了重要的理論依據(jù)。見圖2～4。

圖2　箱涵彎矩圖

圖3　箱涵剪力圖

圖4　箱涵軸力圖

其中荷載取用物理參數(shù)列舉分別為：土壓力為36 kN/m2、土側(cè)壓力頂板為18 kN/m2、底板為53 kN/m2，自重按1.05的增大系數(shù)，人群荷載按照4.5 m人行道施加。在各種組合荷載受力下，其受力計算匯總見表1。

表1　箱涵加固內(nèi)力匯總表

依照MIDAS受力計算結(jié)果分析，箱涵在加固后的自身承受能力和混凝土表面縫寬均滿足要求。

2.2電纜線保護

2.2.1電纜纏包防護

先對電纜線用棉被纏包，并采用膠帶或繩索固定。膠布(繩索)須纏繞多道牢固可靠，防止棉被在施工中觸碰脫落。

2.2.2木板防護

1)為防止對電纜線重物打擊，待棉被纏包完成后，根據(jù)現(xiàn)場纏包后電纜直徑采用15 mm厚木板裝訂成溝槽護板形狀，覆蓋于電纜表面，形成三面(上方、左右兩側(cè))防護。

2)注意所選用的木板采用不易破損的材質(zhì)木板進行裝訂，嚴(yán)禁將內(nèi)側(cè)有裸露釘尾的木板覆蓋于電纜表面。

2.3側(cè)墻裂縫補強加固[4]

1)對箱涵內(nèi)部側(cè)墻結(jié)構(gòu)裂縫進行封閉處理。

2)側(cè)墻不平部位采用聚合物砂漿修補平整，使得側(cè)墻內(nèi)外平面豎直。

3)將裂縫嚴(yán)重一側(cè)側(cè)墻電纜支架卸除，在該部位側(cè)墻內(nèi)側(cè)沿高度范圍內(nèi)粘貼16 mm厚×300 mm寬鋼板，墻外側(cè)布置30c號槽鋼，與鋼板螺栓對拉。見圖5、圖6。鋼板布置位置、道數(shù)、間距按原支架設(shè)置。

4)施工工藝及技術(shù)要點。

①裂縫封閉處理[5]先用電力鋼刷對混凝土裂紋不平部位進行處理，吹出縫里面的灰塵。再用清洗溶液洗凈裂紋處，然后對開裂處用專用膠水型泥漿刮涂、平整。

②裂縫灌漿處理灌注料采用優(yōu)質(zhì)A級環(huán)氧樹脂膠，使裂縫空隙均勻地被注入的膠體充填。灌漿具體施工步驟見圖7。

對結(jié)構(gòu)體裂縫表面灰塵進行清理。灌縫過程中，確保裂縫周圍保持干燥。灌料采用專用膠，應(yīng)短期內(nèi)用完，防止凝固。待膠體注射完成后，等強度滿足要求，并對混凝土表面修補處理。對灌漿效果不到位處，進行再次注射，確保合格。

2.4外墻加固處理

1)現(xiàn)有電力箱涵外側(cè)施作[30c號槽鋼鋼架，鋼架間距1.25 m。

2)箱涵墻身及頂板外側(cè)澆筑500 mm厚鋼筋混凝土包護，混凝土標(biāo)號及抗?jié)B等級與原設(shè)計相同；按圖示在涵身部位植筋，需注意避讓主筋，鋼筋間距與原設(shè)計相同。

圖5　側(cè)墻鋼板、型鋼加固示意圖

圖6　側(cè)墻鋼板加固修復(fù)圖

圖7　工藝流程圖

3)施工工藝及要點。

①外墻防水層處理先用鑿毛機鑿除現(xiàn)有箱涵外墻防水層，鑿毛深入混凝土10 mm，吹盡表面灰塵，表面刷3遍界面劑。

②加固墻與現(xiàn)有箱涵結(jié)合面防水處理在箱涵底板安裝橡膠止水條。加固前先按設(shè)計鋪防水材料，在上面澆50 mm厚防水混凝土，再實行墻身加固。

③植筋處理[6]

a.打孔：確定植筋的位置后，做標(biāo)記打孔，盡量避開箱涵內(nèi)鋼筋，打孔的深度為300 mm。

b.清理孔洞：用高壓風(fēng)槍把孔中的灰吹出，確?？變?nèi)干凈，并保持孔中處于干燥狀態(tài)。

c.植筋：將錨固膠和鋼筋植入孔內(nèi)，確保膠體均勻充滿密實。

d.固化養(yǎng)護：固化期間嚴(yán)禁對鋼筋進行擾動，設(shè)專人看護。

3　施工期間安全保證措施

1)嚴(yán)禁將施工中的所有工器具或其他物體施壓于安裝好的電纜防護木板上。

2)嚴(yán)禁施工人員在防護木板上踩踏施工或箱涵加固支撐桿頂靠在保護板上。

3)箱涵施工應(yīng)派專人進行24 h監(jiān)護，確保電纜保護板不被破壞、拆除及挪用移動等。

4)應(yīng)對箱涵損傷的部分側(cè)墻做好防傾覆倒塌措施，防止修復(fù)過程中造成部分側(cè)墻傾覆倒塌傷及電纜。

5)進入箱涵內(nèi)的施工人員所攜帶的工器具和材料等不得觸碰或刮擦箱涵內(nèi)未進行保護的電纜。

6)如有電焊作業(yè)時，應(yīng)設(shè)有經(jīng)過消防培訓(xùn)取證專業(yè)人員進行監(jiān)護，并在現(xiàn)場配備足夠合格的滅火裝置，嚴(yán)防電渣起火[7]。

4　結(jié)　語

通過粘貼鋼板支撐+注膠技術(shù)加固方法處理

后，經(jīng)過后期驗證，鋼板與混凝土界面黏結(jié)情況良好，用該工藝補強，不僅進度快，而且提高了結(jié)構(gòu)使用功能。特別是對于需要提高承載力的橋涵結(jié)構(gòu)，該施工方法是結(jié)構(gòu)加固修補時一種較好的施工方法，為今后同類裂縫病害施工的綜合治理提供了一定的參考和幫助。

[1]宋彧.工程結(jié)構(gòu)檢測與加固[M].2版.北京：科學(xué)出版社，2011.

[2]徐光輝，胡明義.公路橋涵設(shè)計手冊(上冊)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]劉培文.公路小橋涵設(shè)計示例[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4]中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司.JTG/T J22—2008公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2008.

[5]四川省建筑科學(xué)研究院.GB 50367—2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[6]鄭先奇,宋中峰.京滬高速鐵路鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)植筋錨固施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2013(12)：123-127.

[7]沈陽建筑大學(xué).JGJ 46—2005施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

Study on the Application of the Reinforcement TreatmentTechnique for the Culvert Cracks of the Power Box

ZHANG Lubo

2016-02-24

張路波(1984—)，男，浙江湖州人，工程師，從事鐵路、公路、市政以及其他工程的施工管理工作。

TU755

B

1008-3707(2016)06-0035-04