电力箱涵裂缝加固处理技术应用探析

张路波

(中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)



电力箱涵裂缝加固处理技术应用探析

张路波

(中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

结合工程实例介绍了高低压电力箱涵裂缝加固处理技术，即采用粘贴钢板支撑加固法+注胶法施工。该方法方便施工，进度快，质量有保障，对今后修补加固电力箱涵裂纹有较好经验借鉴和指导作用。

电力箱涵裂缝；粘贴钢板加固；注胶修补；加固处理技术

当前国民经济的高速发展，带动了城市地下综合管廊建设的极大需求，据悉，国务院常务会议宣布“十三五”期间在全国将开建城市地下管廊，以筑牢城市“里子”的方式开启中国的“地下管线革命”。作为地下综合管廊中的高低压电力箱涵工程，由于设计、施工及各种其他原因，在修建和运营过程中经常出现病害，直接影响了这些结构物的安全性、实用性和耐久性。本文以笔者曾参与施工的高低压电力箱涵工程出现的结构裂缝分析及处理为基础，进一步探讨研究电力箱涵病害处理及加固技术的应用。

1　工程概况

渔平大道电力箱涵工程位于福建省平潭综合实验区境内，电力箱涵断面尺寸为宽2.6 m，高2.8 m，结构板厚度为0.35 m，采用C40防水钢筋混凝土，设计抗渗等级为P8。它位于渔平大道路AK0+780—AK0+800段电力箱涵在路基挖方爆破时，致使高低压电力箱涵身受力出现裂纹，其中在侧墙中部区域裂缝较严重(图1)，经检测发现裂纹段长度约20 m，有26条竖、横向裂缝，缝宽在0.1～0.8 mm之间。

图1　一侧墙中裂缝

通过实地检测查明[1]，裂纹主要原因是外界的爆破冲击荷载、结构沉降等。致使箱涵本体不仅降低了自身整体性，而且很容易造成受力钢筋发生反应而出现锈蚀，大大影响使用寿命。由于该箱涵侧墙裂缝最大宽度达到了0.8 mm，均超过了裂缝容许宽度值0.2 mm，因此必须要对电力箱涵进行加固处理。

2　加固设计及施工

2.1加固设计

由于该电力箱涵内部已处于高压通电状态，经专家评审论证必须要在短时间内对结构进行加固处理，否则极易造成结构二次破坏，将会影响整个地区用电。结合现场实况、结构设计及裂缝情况经综合论证比较，决定采用粘贴钢板加固法，它能够较早使结构物承受荷载，并满足国家标准及设计规范的规定要求。该工艺方法是在受力体构造表面用专用的胶水与钢板进行固定粘贴，以增强自身承受力，延长其自身使用寿命的一种快捷处理方法。主要采用工程专用粘结胶把检测合格的钢板粘贴在受损部位，使其与结构一起受力，达到满足其承载能力。并可以很好地达到提高结构的抗弯、抗扭、抗剪、减少裂缝继续发展的效果。

主要施工步骤主要分为裂缝的修补和粘贴钢板的加固。具体实施根据《公路桥涵设计手册》桥梁上册[2]、《公路小桥涵设计示例》[3]等参考资料，结合本箱涵特点，施工中采用了MIDAS Civil 2010建立空间分析模型，对箱涵受力状态进行模拟分析。通过对加固箱涵的内力、应力、变形进行计算分析，提供了重要的理论依据。见图2～4。

图2　箱涵弯矩图

图3　箱涵剪力图

图4　箱涵轴力图

其中荷载取用物理参数列举分别为：土压力为36 kN/m2、土侧压力顶板为18 kN/m2、底板为53 kN/m2，自重按1.05的增大系数，人群荷载按照4.5 m人行道施加。在各种组合荷载受力下，其受力计算汇总见表1。

表1　箱涵加固内力汇总表

依照MIDAS受力计算结果分析，箱涵在加固后的自身承受能力和混凝土表面缝宽均满足要求。

2.2电缆线保护

2.2.1电缆缠包防护

先对电缆线用棉被缠包，并采用胶带或绳索固定。胶布(绳索)须缠绕多道牢固可靠，防止棉被在施工中触碰脱落。

2.2.2木板防护

1)为防止对电缆线重物打击，待棉被缠包完成后，根据现场缠包后电缆直径采用15 mm厚木板装订成沟槽护板形状，覆盖于电缆表面，形成三面(上方、左右两侧)防护。

2)注意所选用的木板采用不易破损的材质木板进行装订，严禁将内侧有裸露钉尾的木板覆盖于电缆表面。

2.3侧墙裂缝补强加固[4]

1)对箱涵内部侧墙结构裂缝进行封闭处理。

2)侧墙不平部位采用聚合物砂浆修补平整，使得侧墙内外平面竖直。

3)将裂缝严重一侧侧墙电缆支架卸除，在该部位侧墙内侧沿高度范围内粘贴16 mm厚×300 mm宽钢板，墙外侧布置30c号槽钢，与钢板螺栓对拉。见图5、图6。钢板布置位置、道数、间距按原支架设置。

4)施工工艺及技术要点。

①裂缝封闭处理[5]先用电力钢刷对混凝土裂纹不平部位进行处理，吹出缝里面的灰尘。再用清洗溶液洗净裂纹处，然后对开裂处用专用胶水型泥浆刮涂、平整。

②裂缝灌浆处理灌注料采用优质A级环氧树脂胶，使裂缝空隙均匀地被注入的胶体充填。灌浆具体施工步骤见图7。

对结构体裂缝表面灰尘进行清理。灌缝过程中，确保裂缝周围保持干燥。灌料采用专用胶，应短期内用完，防止凝固。待胶体注射完成后，等强度满足要求，并对混凝土表面修补处理。对灌浆效果不到位处，进行再次注射，确保合格。

2.4外墙加固处理

1)现有电力箱涵外侧施作[30c号槽钢钢架，钢架间距1.25 m。

2)箱涵墙身及顶板外侧浇筑500 mm厚钢筋混凝土包护，混凝土标号及抗渗等级与原设计相同；按图示在涵身部位植筋，需注意避让主筋，钢筋间距与原设计相同。

图5　侧墙钢板、型钢加固示意图

图6　侧墙钢板加固修复图

图7　工艺流程图

3)施工工艺及要点。

①外墙防水层处理先用凿毛机凿除现有箱涵外墙防水层，凿毛深入混凝土10 mm，吹尽表面灰尘，表面刷3遍界面剂。

②加固墙与现有箱涵结合面防水处理在箱涵底板安装橡胶止水条。加固前先按设计铺防水材料，在上面浇50 mm厚防水混凝土，再实行墙身加固。

③植筋处理[6]

a.打孔：确定植筋的位置后，做标记打孔，尽量避开箱涵内钢筋，打孔的深度为300 mm。

b.清理孔洞：用高压风枪把孔中的灰吹出，确保孔内干净，并保持孔中处于干燥状态。

c.植筋：将锚固胶和钢筋植入孔内，确保胶体均匀充满密实。

d.固化养护：固化期间严禁对钢筋进行扰动，设专人看护。

3　施工期间安全保证措施

1)严禁将施工中的所有工器具或其他物体施压于安装好的电缆防护木板上。

2)严禁施工人员在防护木板上踩踏施工或箱涵加固支撑杆顶靠在保护板上。

3)箱涵施工应派专人进行24 h监护，确保电缆保护板不被破坏、拆除及挪用移动等。

4)应对箱涵损伤的部分侧墙做好防倾覆倒塌措施，防止修复过程中造成部分侧墙倾覆倒塌伤及电缆。

5)进入箱涵内的施工人员所携带的工器具和材料等不得触碰或刮擦箱涵内未进行保护的电缆。

6)如有电焊作业时，应设有经过消防培训取证专业人员进行监护，并在现场配备足够合格的灭火装置，严防电渣起火[7]。

4　结　语

通过粘贴钢板支撑+注胶技术加固方法处理

后，经过后期验证，钢板与混凝土界面黏结情况良好，用该工艺补强，不仅进度快，而且提高了结构使用功能。特别是对于需要提高承载力的桥涵结构，该施工方法是结构加固修补时一种较好的施工方法，为今后同类裂缝病害施工的综合治理提供了一定的参考和帮助。

[1]宋彧.工程结构检测与加固[M].2版.北京：科学出版社，2011.

[2]徐光辉，胡明义.公路桥涵设计手册(上册)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]刘培文.公路小桥涵设计示例[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTG/T J22—2008公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.

[5]四川省建筑科学研究院.GB 50367—2006混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[6]郑先奇,宋中峰.京沪高速铁路钢筋混凝土结构植筋锚固施工技术[J].铁道建筑技术，2013(12)：123-127.

[7]沈阳建筑大学.JGJ 46—2005施工现场临时用电安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.

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

ZHANG Lubo

2016-02-24

张路波(1984—)，男，浙江湖州人，工程师，从事铁路、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