論水下玻纖套筒加固系統(tǒng)

陳洋

大連熱電工程設(shè)計(jì)有限公司 遼寧大連 116000

水下玻纖套筒加固系統(tǒng)是一種新型的修復(fù)加固方法，該系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)加固方法施工工期長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用高、圍堰施工和復(fù)雜的施工工藝等缺點(diǎn)，具有操作簡(jiǎn)單、無(wú)需圍堰、維護(hù)費(fèi)用低和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。大量應(yīng)用于國(guó)外的橋梁墩柱的修復(fù)，主要用于修復(fù)浪濺區(qū)和潮汐帶等水中受損的鋼筋混凝土樁、鋼管樁、H型鋼樁和木樁等。隨后，我國(guó)的高校和研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)始對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行研究，成果豐碩。

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

華能營(yíng)口仙人島首站原設(shè)計(jì)供熱能力180MW，現(xiàn)實(shí)際供熱能力已達(dá)到設(shè)計(jì)能力。隨著供熱區(qū)域不斷擴(kuò)大，熱網(wǎng)首站供熱能力已捉襟見(jiàn)肘，急需要對(duì)首站進(jìn)行升級(jí)改造，增加首站的供熱能力；另外仙人島能源化工區(qū)內(nèi)蒸汽負(fù)荷逐年增加，原有蒸汽管網(wǎng)已不能滿(mǎn)足新增負(fù)荷要求，為了滿(mǎn)足工業(yè)用汽及首站增容用汽需求，本次首站的升級(jí)改造工作必須結(jié)合蒸汽管網(wǎng)改造同時(shí)進(jìn)行[1]。首站需要在電廠最大供汽能力滿(mǎn)足仙人島能源化工區(qū)工業(yè)蒸汽用戶(hù)用汽負(fù)荷的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容改造。

本次管網(wǎng)部分改造需要將熊岳河段將DN700管道擴(kuò)徑為DN900。熊岳河全長(zhǎng)300米，原橋20米設(shè)置一處橋墩。原設(shè)計(jì)中，管道走向與熊岳河橋平行，為保證河流正常通流，新設(shè)支架柱子與原橋墩保持一致，管道支架的底標(biāo)高應(yīng)與橋底標(biāo)高一致。擴(kuò)管后固定支架水平荷載較大，經(jīng)過(guò)核算，擴(kuò)管以后柱配筋不滿(mǎn)足要求，只能通過(guò)加固的方法來(lái)解決。

由于本段支架位于熊岳河內(nèi)，如果采用傳統(tǒng)的加固方法，還將涉及到圍堰等施工方法，從施工難度方面比較繁瑣，從造價(jià)方面來(lái)看，也比較浪費(fèi)，所以經(jīng)過(guò)對(duì)比，建議采用水下玻纖套筒加固法方式進(jìn)行加固，這種工藝與傳統(tǒng)加固工藝相比較施工簡(jiǎn)易，承受荷載大，施工周期短，不需要養(yǎng)護(hù)可直接進(jìn)行使用。

1.2 水下玻纖套筒加固系統(tǒng)相比較傳統(tǒng)加固方法，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)

（1）強(qiáng)度高、耐UV、免維護(hù)；

（2）環(huán)氧灌漿料與套筒粘結(jié)強(qiáng)度高；

（3）適用性強(qiáng)，對(duì)木、混凝土和鋼墩柱都有效；

（4）防腐性能好，耐海水腐蝕和各種化學(xué)制劑；

（5）耐干濕、冷熱、凍融的交互作用；（零下20度施工都沒(méi)有問(wèn)題，適用于我們北方并且不受季節(jié)影響）

（6）施工快捷方便，無(wú)需封橋或斷路施工；

（7）可人工灌注或泵送環(huán)氧灌漿料。

1.3 該系統(tǒng)配套的材料有：

①玻璃纖維套筒；②水泥基灌漿料；③水下環(huán)氧封口膠；④水下環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠；⑤不銹鋼釘；⑥緊固帶；⑦可壓縮密封條

CFGJ玻璃纖維套筒：玻纖套筒是由玻璃纖維和聚合樹(shù)脂材料加工而成，聚合樹(shù)酯有穩(wěn)定劑以防止紫外線[1]。玻纖套筒的抗拉強(qiáng)度高達(dá)400MPa，防腐性能好（抗海水和化學(xué)制劑）。

CMEG水下環(huán)氧灌漿料：高強(qiáng)度，耐沖擊灌漿料；潮濕表面有極佳粘附性；可在水下固化和粘接；在腐蝕性水環(huán)境中具有良好耐化學(xué)性；且能實(shí)現(xiàn)水下自流平、自密實(shí)。

1.4 玻纖套筒加固系統(tǒng)施工步驟

（1）結(jié)構(gòu)表面處理：采用氣動(dòng)角磨機(jī)或者高壓水槍對(duì)有問(wèn)題部位的混凝土墩柱進(jìn)行表面處理，包括如清除結(jié)構(gòu)表面的水生物、除去松散的混凝土、處理鋼筋銹蝕表面和清理墩柱底部的泥漿等。目的是為了增加與灌漿料的粘結(jié)力。

表1 CFGJ玻璃纖維套筒參數(shù)

（2）根據(jù)墩柱的實(shí)際尺寸，對(duì)套筒進(jìn)行裁剪，裁剪完畢后，在套筒的鎖扣槽內(nèi)注入卡本CMSR氫脂環(huán)氧封口膠[2]。

（3）將套筒撐開(kāi)并包裹墩柱，根據(jù)不同項(xiàng)目的情況確定套筒的長(zhǎng)度，一般情況下，套筒的長(zhǎng)度是在病害區(qū)域上下各延長(zhǎng)50cm。

（4）使用緊固帶臨時(shí)固定套筒，間距大概50cm一道，臨時(shí)緊固帶待所有灌漿料初步固化后方可拆除。

（5）每隔10cm-15cm左右，使用氣動(dòng)起子將不銹鋼自攻螺絲緊固套筒鎖扣處。

（6）使用可壓縮密封條封住套筒底部，此密封條可在套筒安裝前提前粘接或用固定螺絲固定在套筒

（7）將CMEG水下環(huán)氧灌漿料采用高液漏斗法注入套筒底部至15cm高度處，待灌漿料固化至少8小時(shí)，如果有必要，可以現(xiàn)在加工一個(gè)PVC溜槽進(jìn)行灌注[3]。

（8）待底部封底灌漿料初步固化后，灌注水下水泥基灌漿料至離套筒頂部15cm左右的位置，最頂上15cm高度的灌漿料，仍采用水下環(huán)氧灌漿料進(jìn)行澆筑。

（9）在套筒頂端部用CUCR水下環(huán)氧封頂膠建個(gè)斜坡，進(jìn)行頂部密封。

（10）待CMEG水下環(huán)氧灌漿料固化后，取下臨時(shí)緊固帶?？ū舅虏＠w套筒加固系統(tǒng)安裝完畢。

2 結(jié)語(yǔ)

目前，水下玻纖套筒系統(tǒng)加固技術(shù)在我國(guó)使用較少，但其優(yōu)越的加固效果和綜合效益在國(guó)外得到認(rèn)可并普遍應(yīng)用。隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷普及，我國(guó)也積累了些許寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，為指導(dǎo)類(lèi)似的工程提供很大的幫助。當(dāng)然，該項(xiàng)技術(shù)仍有需要改進(jìn)的地方，通過(guò)不斷的工程實(shí)踐，該技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步完善。