CN102691851A - 用纤维复合材料布加固管道的方法 - Google Patents

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宋志远
邵文康
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上海久坚加固工程有限公司
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Abstract

本发明公开了一种用纤维复合材料布加固管道的方法。方法分七个步骤实施:清理修复破损部位、修复加固管道裂缝、管道内壁打磨清洗、涂刷树脂胶、裁制纤维复合材料布并涂刷树脂胶、将纤维复合材料布环向粘贴管道内壁上、在纤维复合材料布上涂刷防护胶或涂刷用珍珠岩粉或石英砂与树脂胶混合配制的防护层。加固好的管道提高了管壁的强度、抗裂、抗渗、耐腐蚀、长寿命等性能,提高管道的承载能力;采用非开挖技术,不会对周围环境和城市交通造成任何影响;施工简单,易于操作,可以缩短工期,降低工程成本;加固后基本不改变管道断面尺寸,加固段水流量不减少。

Description

用纤维复合材料布加固管道的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及管道加固方法,更具体地说,本发明涉及一种用纤维复合材料布加固钢筋混凝土管道的方法。
背景技术
[0002] 在基础建设中,特别是在水工建筑物中,如引水排水管道、坝内埋管、电站的引水管、抽水站的抽水管、倒虹吸管、输水涵洞等均采用钢筋混凝土圆形管道。其受力性能好、弯矩小、水流条好、施工方便,且易于批量预制,对于高压管道更偏向于采用圆形截面钢筋混凝土管道。然而长时间使用,管道难免损坏,诸如管道出现管道裂缝,引起渗漏及管道裂缝处钢筋锈蚀等。管道的损坏会危及水库、大坝和管道覆盖区的安全。因此,对有安全隐患的重要结构管道,需定期进行检查,并及时修复或更新。目前国内管道修复的技术方法有••大开挖更换管道;非开挖插入套管法;CIPP翻转技术;内衬不锈钢法等。这些加固维修方法由于受周围环境、设计结构、使用年限等诸多因素影响,实施起来存在许多困难和不足,主要表现以下几点:一,施工难度大;二,成本费用高;施工周期长,工期压力大,尤其是对于抢险工程;四,安全风险高,可能影响到周围其他管线和建造物;五,对周围环境影响大,尤其在城市施工,管道修复施工对交通、环境影响甚大。为此,本发明提供一种新型的管道加固维修方法,即采用非开挖技术、使用纤维复合材料布加固的方、法,使管道的强度、防渗漏、耐腐蚀等功能得到进一步提闻。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服现有技术不足,提供一种用纤维复合材料布加固管道的方法。
[0004] 本发明发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种用纤维复合材料布加固管道的方法,所述的管道为员工能进入管内作业的大直径钢筋混凝土管道,所述方法分七个步骤实施:
第一步,清理管道内壁破损部位,对裸露的钢筋作除锈防腐处理,
根据破损程度补设钢筋网片,然后用聚合物砂浆或环氧砂浆进行填实抹平,恢复结构原有尺寸;
第二步,对出现的管道裂缝进行修复加固,对于管道裂缝宽度小于I. 5mm的,采取表面修补胶封闭处理,管道裂缝宽度大于I. 5mm的采取压力注浆修复补强;
第三步,对管道内壁进行表面打磨处理,做到平整光洁,后用丙酮对表面进行除尘清
洗;
第四步,均匀涂刷树脂胶,不能有明显的流痕,保证涂刷树脂胶后的管道表面平整光洁;
第五步,根据需要和设计尺寸,裁制纤维复合材料布,并用滚筒将树脂胶均匀涂刷在纤维复合材料布表面;
第六步,待树脂胶初凝后,将纤维复合材料布环向粘贴在管道内壁上,并用滚筒反复碾压,确保纤维复合材料布与管道壁粘贴紧密;
第七步,纤维复合材料布粘贴好后,在其表面涂刷防护胶,或采用珍珠岩粉或石英砂与树脂胶混合配置的防护层,均匀涂刷在纤维复合材料布表面, 并压实抹光。
[0005] 所述的第四步、第五步、第六步和第七步粘贴的纤维复合材料布为一层或多层。
[0006] 所述的纤维复合材料布为玻璃纤维材料布、芳纶纤维材料布或玻璃纤维材料布与芳纶纤维材料布混合编织布。
[0007] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
I.在输水管道内壁使用纤维复合材料布粘贴,具有较强的粘结力。经过一年多的泡水试验,其粘结正拉强度平均值可达3. 86MPa,满足《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》不小于2. 5 MPa的要求。在空管外水压力作用下,可抵抗250m 以上水头的剥离力。
[0008] 2.在纤维复合材料布的表面涂抹防护胶,其抗冲磨强度可达C40
混凝土的两倍,满足14m/s的过程流速,防护胶和纤维复合材料布层的抗渗能力与钢板相同,防护胶涂刷后洞壁的糙率系数O. 007,与玻璃相似。
[0009] 3.珍珠岩粉或石英砂与树脂胶混合配制而成的防护层,其表面
抗冲磨强度为可达C40混凝土的I. 5^1. 8倍,涂抹完成后表面光洁度高于原有混凝土管道。
[0010] 4.解决了纤维复合材料布与洞壁混凝土变形协调、联合工作问
题。通过钢筋混凝土圆管模型试验、线性和非线性有限元计算和输水管现场应变检测结果表明,钢筋混凝土输水管内的钢筋、混凝土和粘贴在管壁混凝土表面纤维复合材料布上的应力与应变关系基本上一致。理论和实践都表明:本发明的材料和工艺粘结,纤维复合材料布与输水管道结构变形协调、共同受力、联合工作。
[0011] 5.解决了纤维复合材料布对破损管道修复加固的作用机理和效
果问题,通过钢筋混凝土圆管模型试验和混凝土输水管道的三维有限元计算,了解混凝土管道在和用纤维复合材料布加固的混凝土管道水压力作用下管道结构变形、裂缝产生和破坏的全过程。从理论计算和实验结果都表明纤维复合材料布对混凝土输水管道具有明 显的加固效果。管壁混凝土开裂荷载可提高25%左右,极限承载力可提高扩10倍,并具有优良的防渗漏、防腐蚀的功能。
[0012] 6.具有良好的社会效益和经济效益。因采用非开挖施工方法,
不会对周围环境和城市交通造成任何影响;与现有技术相比,施工简单、易于操作、工期缩短,工程造价可降低30%〜40%。
[0013] 7.加固后基本不改变管道断面尺寸,加固段水流量不减少。
附图说明
[0014] 图I为用纤维复合材料布加固管道的方法端面剖视图;
图2为用纤维复合材料布加固管道的方法纵向剖视图;图3为用纤维复合材料布加固管道的方法断面局部图。
[0015] 图中:管道1,聚合物砂浆或环氧砂浆2,纤维复合材料布3,防护胶4,管道裂缝5, 钢筋网片6。
具体实施方式
[0016] 下面将结合附图和具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述: 如图I、图2、图3所示:一种用纤维复合材料布加固管道的方法,管道I为员工能进入
管内作业的大直径钢筋混凝土管道1,所述方法分七个步骤实施:
第一步,清理管道I内壁破损部位,对裸露的钢筋作除锈防腐处理,根据破损程度补设钢筋网片6,然后用聚合物砂浆或环氧砂浆2进行填实抹平,恢复结构原有尺寸;
第二步,对出现的管道裂缝5进行修复加固,对于管道裂缝5宽度小于I. 5mm的,采取表面修补胶封闭处理,管道裂缝5宽度大于I. 5mm的采取压力注浆修复补强;
第三步,对管道I内壁进行表面打磨处理,做到平整光洁,后用丙酮对表面进行除尘清
洗;
第四步,均匀涂刷树脂胶,不能有明显的流痕,保证涂刷树脂胶后的管道I表面平整光洁;
第五步,根据需要和设计尺寸,裁制纤维复合材料布3,并用滚筒将树脂胶均匀涂刷在纤维复合材料布3表面;
第六步,待树脂胶初凝后,将纤维复合材料布3环向粘贴在管道 I内壁上,并用滚筒反复碾压,确保纤维复合材料布3与管道I壁粘贴紧密;
第七步,纤维复合材料布3粘贴好后,在其表面涂刷防护胶4,
或采用珍珠岩粉或石英砂与树脂胶混合配置的防护层,均匀涂刷在纤维复合材料布3 表面,并压实抹光。
[0017] 第四步、第五步、第六步和第七步粘贴的纤维复合材料布3,视管道I破损情况和施工设计要求决定粘贴一层或多层。
[0018] 纤维复合材料布3为玻璃纤维材料布、芳纶纤维材料布或玻璃纤维材料布与芳纶纤维材料布混合编织布。

Claims (3)

1. 一种用纤维复合材料布加固管道的方法,所述的管道为员工能进入管内作业的大直径钢筋混凝土管道,其特征在于,所述方法分七个步骤实施:第一步,清理管道内壁破损部位,对裸露的钢筋作除锈防腐处理,根据破损程度补设钢筋网片,然后用聚合物砂浆或环氧砂浆进行填实抹平,恢复结构原有尺寸;第二步,对出现的管道裂缝进行修复加固,对于管道裂缝宽度小于I. 5mm的,采取表面修补胶封闭处理,管道裂缝宽度大于I. 5mm的采取压力注浆修复补强;第三步,对管道内壁进行表面打磨处理,做到平整光洁,后用丙酮对表面进行除尘清洗;第四步,均匀涂刷树脂胶,不能有明显的流痕,保证涂刷树脂胶后的管道表面平整光洁;第五步,根据需要和设计尺寸,裁制纤维复合材料布,并用滚筒将树脂胶均匀涂刷在纤维复合材料布表面;第六步,待树脂胶初凝后,将纤维复合材料布环向粘贴在管道内壁上,并用滚筒反复碾压,确保纤维复合材料布与管道壁粘贴紧密;第七步,纤维复合材料布粘贴好后,在其表面涂刷防护胶,或采用珍珠岩粉或石英砂与树脂胶混合配置的防护层,均匀涂刷在纤维复合材料布表面, 并压实抹光。
2.根据权利要求I所述的一种用纤维复合材料布加固管道的方法,其特征在于,所述的第四步、第五步、第六步和第七步粘贴的纤维复合材料布为一层或多层。
3.根据权利要求I所述的一种纤维复合材料布加固管道的方法,其特征在于,所述的纤维复合材料布为玻璃纤维材料布、芳纶纤维材料布或玻璃纤维材料布与芳纶纤维材料布混合编织布。
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