CN105442463A - 一种圆管涵的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆管涵的加固方法，包括以下步骤：在圆管涵内设置内衬管：将多个HDPE缠绕增强管依次连接并移至圆管涵洞内构成内衬管，在所述内衬管与圆管涵之间形成环形空腔；设置输料管和排气管：将输料管和排气管伸入环形空腔内；封闭环形空腔：在圆管涵进水口砌筑用于将环形空腔一端封闭的第一封堵端墙；在圆管涵出水口砌筑用于将环形空腔另一端封闭的第二封堵端墙；在相邻两个HDPE缠绕增强管的连接处设置用于防渗的环形钢带和钢带胀紧装置；通过输料管向所述环形空腔内灌注泡沫混凝土以形成填充加固层。该加固方法能实现对圆管涵的耐久性修复，并通过增大涵洞承载构件的截面积，提高涵洞承载力。

Description

一种圆管涵的加固方法

技术领域

本发明属于圆管涵加固技术领域，具体涉及一种圆管涵的加固方法。

背景技术

涵洞工程数量约占公路桥涵总数的50％以上。据统计，在平原地区，每公里有3～5道涵洞；在山岭重丘区，每公里平均有6～8道涵洞。随着涵洞运营年限的增加，在环境和荷载等因素影响下，一些钢筋混凝土圆管涵管节会不同程度地出现混凝土剥落和开裂等病害；由于圆管涵管节之间缺少联系，当地基出现不均匀变形时，往往会发生管节脱离、错牙等问题，进而导致涵洞渗漏和冲蚀病害，影响到涵洞的正常使用和长期性能。由于环境潮湿、水流中或多或少会含有侵蚀性物质和泥沙，波纹钢管(钢板)涵洞表面会出现不同程度锈蚀和磨蚀破坏，一些波纹钢管(钢板)涵洞涵底已经出现锈穿和磨穿现象。病害较为严重的涵洞，已经进一步影响到路基的承载力和路面使用性能，需要及时采取措施进行修复和加固。

对于因地基承载力不足造成的涵洞结构病害，往往采取注浆等技术措施进行地基处置和加固。对于因承重构件承载能力不足造成的钢筋混凝土盖板涵洞结构病害，可采用增加涵台和钢筋混凝土盖板厚度或者在涵内设置支撑构件等措施进行加固；对于盖板明涵或涵顶填土高度较小的盖板涵也通过更换或补强破损钢筋混凝土盖板方法进行修复。但是，对于钢筋混凝土圆管涵洞和波纹钢管涵洞，目前还缺乏可行的修复方法。事实上，无论对于钢筋混凝土盖板暗涵，还是钢筋混凝土圆管涵洞和波纹钢管涵洞，如果采用开挖路基更换或补强破损构件的修复加固方案，对于交通繁忙路段可能会影响道路正常通行，有时还需要修筑临时通行便道；而对于涵顶填土高度较大的涵洞，如果开挖涵顶和涵侧路基，施工难度较大，费用较高。因此，对于这些工况，应尽可能在涵洞内采取技术措施对涵洞进行修复加固。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种圆管涵的加固方法。该加固方法能实现对圆管涵的耐久性修复，并通过增大涵洞承载构件的截面积，提高涵洞承载力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种圆管涵的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在圆管涵内设置内衬管：将多个HDPE缠绕增强管依次连接并移至圆管涵洞内构成内衬管，在所述内衬管与圆管涵之间形成环形空腔；

步骤二、设置输料管和排气管：将输料管和排气管伸入所述环形空腔内；

步骤三、封闭所述环形空腔：在所述圆管涵的进水口砌筑用于将所述环形空腔一端封闭的第一封堵端墙；在所述圆管涵的出水口砌筑用于将所述环形空腔另一端封闭的第二封堵端墙，所述第一封堵端墙和第二封堵端墙上均设置供输料管和排气管伸出的通孔；

步骤四、在相邻两个HDPE缠绕增强管的连接处设置用于防渗的环形钢带和用于胀紧所述环形钢带的钢带胀紧装置；

步骤五、通过输料管向所述环形空腔内灌注泡沫混凝土以形成填充加固层。

上的一种圆管涵的加固方法，其特征在于，步骤四具体包括以下步骤：

步骤401、将环形钢带卷绕设置在相邻两个HDPE缠绕增强管的连接处，并将环形钢带的两端相互搭接；

步骤402、将钢带胀紧装置安装在环形钢带上，其包括以下步骤：

步骤4021、将第一角钢和第二角钢平行焊接在环形钢带上，并且将所述第一角钢设置在所述环形钢带搭接部位的内侧端头处，将第二角钢设置在所述第一角钢远离环形钢带搭接部位外侧端头的一侧；

步骤4022、将螺栓穿过第一角钢上的光孔，然后将锁紧螺母和驱动螺母依次套在所述螺栓上，再使螺栓穿过第二角钢上的光孔；

步骤4023、旋紧锁紧螺母，使其挤压第一角钢，从而使第一角钢卡在所述锁紧螺母与螺栓的头部之间；

步骤4024、旋紧驱动螺母以推动第二角钢，从而使第一角钢和第二角钢相互远离，相互远离的第一角钢和第二角钢推动环形钢带，以使环形钢带的搭接长度减小，进而使环形钢带紧贴在所述内衬管的内壁。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：步骤一之前，在所述圆管涵的内壁设置沿其长度方向布设的多个定位装置。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述定位装置采用工字钢或方木制成。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述环形空腔内设置有用于定位所述输料管和排气管的定位钢筋笼。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述HDPE缠绕增强管的一端设置有第一接头，所述HDPE缠绕增强管的另一端设置有第二接头，相邻两个所述HDPE缠绕增强管中一个HDPE缠绕增强管的第二接头位于另一个HDPE缠绕增强管的第一接头的内侧，所述第一接头上设置有多个第一凹槽和第一凸棱，所述第二接头上设置有多个第二凹槽和第二凸棱，所述第一凸棱与第二凹槽卡接配合，所述第二凸棱与所述第一凹槽卡接配合。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述输料管的一端位于所述环形空间内，所述输料管的另一端向上依次穿过圆管涵和路基填土层并与用于盛装泡沫混凝土的容器相连接。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：在所述环形钢带与相邻两个所述HDPE缠绕增强管的连接处之间设置有防渗密封层。

上述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述防渗密封层采用止浆带制成，所述止浆带通过密封胶粘结在所述HDPE缠绕增强管上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在相邻两个HDPE缠绕增强管的连接处设置环形钢带，能够有效避免在灌注泡沫混凝土从HDPE缠绕增强管接头处漏出，同时，通过设置钢带胀紧装置，能够对环形钢带进行有效的胀紧，使环形钢带紧紧的贴在HDPE缠绕增强管上，进一步提高了防渗效果。

2、本发明采用HDPE缠绕增强管组成内衬管，采用泡沫混凝土作为填充和增强材料组成填充加固层对病害涵洞进行修复和加固，所述内衬管和填充加固层相配合增大了涵洞承载构件的截面积，提高涵洞的承载力；并且在向所述环形空腔内灌注泡沫混凝土时，所述泡沫混凝土会入渗到原有构件的缺损、缺失部位内部，通过填充和黏结，恢复构件的承载能力。

3、本发明中，由HDPE缠绕增强管构成的内衬管作为圆管涵和填充加固层的防护层，增强了涵洞内壁抗锈蚀、抗磨蚀能力，提高了涵洞的耐久性。另外，HDPE缠绕增强管的重量轻，装配性能好，易于施工。

4、本发明中，由于HDPE缠绕增强管较混凝土圆管涵内表面光滑，较波纹钢管内表面平整，在涵洞修复与加固中，适当压缩原有涵洞的孔径，对涵洞泄洪能力不会带来显著的不利影响，并由于解决了涵洞管节渗漏问题，如果同时增强洞口铺砌的抗渗能力，可以作为有压涵洞使用。

5、采用本发明能够避免修筑便道、开挖路基等繁琐施工过程，对现有交通影响较小，并同时保证了施工作业安全和行车的安全。

6、本发明所提出的一系列加固施工配套措施便于操作，有利于施工质量控制。a、在HDPE缠绕增强管顶部、与旧涵洞内壁之间布设输料管和排气管；或者通过钻孔在涵洞顶部布设输料管和排气管，利用路基顶面与涵洞内拟填充部位之间的高差(势能)通过导管将泡沫混凝土导入旧涵洞内壁与HDPE缠绕增强管之间的空间，便于泡沫混凝土灌注；b、泡沫混凝土具有较强的流动性和填充狭小空间的能力，可保证填充部位的密实；c、在HDPE缠绕增强管接头处采用环形扩张钢带作为止浆装置，以及分层灌注泡沫混凝土，可有效防止泡沫混凝土泄漏；d、在旧涵洞内壁顶部、两侧及底部布设定位抗浮装置；并采取分段多点、分层逐级、管侧均衡方式灌注泡沫混凝土，可保证HDPE缠绕增强管的顺直。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明环形钢带与内衬管的连接关系示意图。

图3为图2中A处的放大图。

图4为图2中B处的放大图。

图5为本发明钢带胀紧装置与环形钢带的连接关系示意图。

图6为本发明圆管涵、内衬管和定位装置的相对位置关系示意图。

图7为本发明灌注泡沫混凝土时的状态示意图。

附图标记说明:

1—圆管涵；2—内衬管；2-1—HDPE缠绕增强管；

2-1-1—第一接头；2-1-2—第二接头；2-1-3—第一凹槽；

2-1-4—第一凸棱；2-1-5—第二凹槽；2-1-6—第二凸棱；

3—环形空腔；4—定位装置；5—输料管；

6—排气管；7—填充加固层；8—环形钢带；

8-1—内侧端头；8-2—内侧端头；9—防渗密封层；

10—钢带胀紧装置；10-1—第一角钢；10-2—第二角钢；

10-3—螺栓；10-4—锁紧螺母；10-5—驱动螺母；

11—第一封堵端墙；12—第二封堵端墙；13—容器；

14—路基填土层；15—定位钢筋笼。

具体实施方式

如图1所示的一种圆管涵的加固方法，包括以下步骤：

步骤一、在圆管涵1内设置内衬管2：将多个HDPE缠绕增强管2-1依次连接并移至圆管涵洞1内构成内衬管2，在所述内衬管2与圆管涵1之间形成环形空腔3；

步骤二、设置输料管5和排气管6：将输料管5和排气管6伸入所述环形空腔3内；

步骤三、封闭所述环形空腔3：在所述圆管涵1的进水口砌筑用于将所述环形空腔3一端封闭的第一封堵端墙11；在所述圆管涵1的出水口砌筑用于将所述环形空腔3另一端封闭的第二封堵端墙12，所述第一封堵端墙11和第二封堵端墙12上均设置供输料管5和排气管6伸出的通孔；

步骤四、在相邻两个HDPE缠绕增强管2的连接处设置用于防渗的环形钢带8和用于胀紧所述环形钢带8的钢带胀紧装置10；

步骤五、通过输料管5向所述环形空腔3内灌注泡沫混凝土以形成填充加固层7。

本实施例中，该加固方法采用HDPE缠绕增强管2-1组成内衬管2，采用泡沫混凝土作为填充和增强材料组成填充加固层8对病害涵洞进行修复和加固，所述内衬管2和填充加固层7相配合增大了涵洞承载构件的截面积，提高涵洞的承载力；并且在向所述环形空腔3内灌注泡沫混凝土时，所述泡沫混凝土会入渗到原有构件的缺损、缺失部位内部，通过填充和黏结，恢复构件的承载能力。并且由HDPE缠绕增强管2-1构成的内衬管2作为圆管涵1和填充加固层7的防护层，增强了涵洞内壁抗锈蚀、抗磨蚀能力，提高了涵洞的耐久性。另外，HDPE缠绕增强管2-1的重量轻，装配性能好，易于施工。

并且，本实施例中，通过在相邻两个HDPE缠绕增强管2-1的连接处设置环形钢带8，能够有效避免在灌注泡沫混凝土从HDPE缠绕增强管2-1之间漏出，同时，通过设置钢带胀紧装置10，能够对环形钢带8进行有效的胀紧，使环形钢带8紧紧的贴在HDPE缠绕增强管2-1上，进一步提高了防渗效果。

本实施例中，泡沫混凝土的配合比为：在配制设计强度为1.0MPa的泡沫混凝土时，每立方材料用量，水泥、添加材料(粉煤灰和细砂)、水和气泡群分别为：325kg、325kg、200kg、568.2L，湿容重为8.78kN/m³。其中，水泥为PO42.5O。

在配制设计强度为1.5MPa的泡沫混凝土时，每立方材料用量，水泥、添加材料(粉煤灰和细砂)、水和气泡群分别为：330kg、660kg、215kg、420.7L，湿容重为12.26kN/m³。其中，水泥为PO42.5O。

结合图2、图3、图4和图5，本实施例中，步骤四具体包括以下步骤：

步骤401、将环形钢带8卷绕设置在相邻两个HDPE缠绕增强管2-1的连接处，并将环形钢带8的两端相互搭接；

步骤402、将钢带胀紧装置10安装在环形钢带8上，其包括以下步骤：

步骤4021、将第一角钢10-1和第二角钢10-2平行焊接在环形钢带8上，并且将所述第一角钢10-1设置在所述环形钢带8搭接部位的内侧端头8-1处，将第二角钢10-2设置在所述第一角钢10-1远离环形钢带8搭接部位外侧端头8-2的一侧；

步骤4022、将螺栓10-3穿过第一角钢10-1上的光孔，然后将锁紧螺母10-4和驱动螺母10-5依次套在所述螺栓10-3上，再使螺栓10-3穿过第二角钢10-2上的光孔；

步骤4023、旋紧锁紧螺母10-4，使其挤压第一角钢10-1，从而使第一角钢10-1卡在所述锁紧螺母10-4与螺栓10-3的头部之间；

步骤4024、旋紧驱动螺母10-5以推动第二角钢10-2，从而使第一角钢10-1和第二角钢10-2相互远离，相互远离的第一角钢10-1和第二角钢10-2推动环形钢带8，以使环形钢带8的搭接长度减小，进而使环形钢带8紧贴在所述内衬管2的内壁。

本实施例中，通过设置由第一角钢10-1、第二角钢10-2、螺栓10-3、锁紧螺母10-4和驱动螺母10-5构成的钢带胀紧装置10，能够快速、有效的实现对环形钢带8的胀紧，其操作简单，使用起来非常方便。

结合图6，步骤一之前，在所述圆管涵1的内壁设置沿其长度方向布设的多个定位装置4。

本实施例中，通过设置定位装置4，设置在涵洞顶部的定位装置4可起到防止灌浆时HDPE缠绕增强管2-1在泡沫混凝土的浮力作用下向上移动的作用。设置在涵洞底部的定位装置4可起到轨道作用，以减小向涵洞内移动HDPE缠绕增强管2-1时的摩擦阻力。并且定位装置4沿涵洞长度方向交错断续布置，以避免妨碍泡沫混凝土在环形空腔3内的流动。另外，输料管5和排气管6可兼做定位装置4的组成部分。

本实施例中，所述定位装置4采用工字钢或方木制成。

本实施例中，所述环形空腔3内设置有用于定位所述输料管5和排气管6的定位钢筋笼15。通过设置定位钢筋笼15，能够在灌注水泥浆液时有效避免输料管5和排气管6的移位。

如图3所示，所述HDPE缠绕增强管2-1的一端设置有第一接头2-1-1，所述HDPE缠绕增强管2-1的另一端设置有第二接头2-1-2，相邻两个所述HDPE缠绕增强管2-1中一个HDPE缠绕增强管2-1的第二接头2-1-2位于另一个HDPE缠绕增强管2-1的第一接头2-1-1的内侧，所述第一接头2-1-1上设置有多个第一凹槽2-1-3和第一凸棱2-1-4，所述第二接头2-1-2上设置有多个第二凹槽2-1-5和第二凸棱2-1-6，所述第一凸棱2-1-4与第二凹槽2-1-5卡接配合，所述第二凸棱2-1-6与所述第一凹槽2-1-3卡接配合。

本实施例中，通过第二接头2-1-2和第一接头2-1-1的相互搭接能够有效实现相邻两个HDPE缠绕增强管2-1的快速连接,并具有良好的密封效果。

如图7所示，所述输料管5的一端位于所述环形空间3内，所述输料管5的另一端向上依次穿过圆管涵1和路基填土层14并与用于盛装泡沫混凝土的容器13相连接。利用容器13与涵洞内拟填充部位之间的高差，通过输料管3将泡沫混凝土导入所述环形空腔3，以便于泡沫混凝土的灌注。

本实施例中，在所述环形钢带8与相邻两个所述HDPE缠绕增强管2-1的连接处之间设置有防渗密封层9。通过设置防渗密封层9，进一步确保了相邻两个所述HDPE缠绕增强管2-1连接处不会发生漏浆现象。

本实施例中，所述防渗密封层9采用止浆带制成，所述止浆带通过密封胶粘结在所述HDPE缠绕增强管2-1上。这样能够确保所述止浆带能够与HDPE缠绕增强管2-1紧密连接在一起。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种圆管涵的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在圆管涵(1)内设置内衬管(2)：将多个HDPE缠绕增强管(2-1)依次连接并移至圆管涵洞(1)内构成内衬管(2)，在所述内衬管(2)与圆管涵(1)之间形成环形空腔(3)；

步骤二、设置输料管(5)和排气管(6)：将输料管(5)和排气管(6)伸入所述环形空腔(3)内；

步骤三、封闭所述环形空腔(3)：在所述圆管涵(1)的进水口砌筑用于将所述环形空腔(3)一端封闭的第一封堵端墙(11)；在所述圆管涵(1)的出水口砌筑用于将所述环形空腔(3)另一端封闭的第一封堵端墙(11)，所述第一封堵端墙(11)和第二封堵端墙(12)上均设置供输料管(5)和排气管(6)伸出的通孔；

步骤四、在相邻两个HDPE缠绕增强管(2-1)的连接处设置用于防渗的环形钢带(8)和用于胀紧所述环形钢带(8)的钢带胀紧装置(10)；

步骤五、通过输料管(5)向所述环形空腔(3)内灌注泡沫混凝土以形成填充加固层(7)。

2.根据权利要求1所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于，步骤四具体包括以下步骤：

步骤401、将环形钢带(8)卷绕设置在相邻两个HDPE缠绕增强管(2-1)的连接处，并将环形钢带(8)的两端相互搭接；

步骤402、将钢带胀紧装置(10)安装在环形钢带(8)上，其包括以下步骤：

步骤4021、将第一角钢(10-1)和第二角钢(10-2)平行焊接在环形钢带(8)上，并且将所述第一角钢(10-1)设置在所述环形钢带(8)搭接部位的内侧端头(8-1)处，将第二角钢(10-2)设置在所述第一角钢(10-1)远离环形钢带(8)搭接部位外侧端头(8-2)的一侧；

步骤4022、将螺栓(10-3)穿过第一角钢(10-1)上的光孔，然后将锁紧螺母(10-4)和驱动螺母(10-5)依次旋套在所述螺栓(10-3)上，再使螺栓(10-3)穿过第二角钢(10-2)上的光孔；

步骤4023、旋紧锁紧螺母(10-4)，使其挤压第一角钢(10-1)，从而使第一角钢(10-1)卡在所述锁紧螺母(10-4)与螺栓(10-3)的头部之间；

步骤4024、旋紧驱动螺母(10-5)以推动第二角钢(10-2)，从而使第一角钢(10-1)和第二角钢(10-2)相互远离，相互远离的第一角钢(10-1)和第二角钢(10-2)推动环形钢带(8)，以使环形钢带(8)的搭接长度减小，进而使环形钢带(8)紧贴在所述内衬管(2)的内壁。

3.根据权利要求1所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：步骤一之前，在所述圆管涵(1)的内壁设置沿其长度方向布设的多个定位装置(4)。

4.根据权利要求3所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述定位装置(4)采用工字钢或方木制成。

5.根据权利要求1所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述环形空腔(3)内设置有用于定位所述输料管(5)和排气管(6)的定位钢筋笼(15)。

6.根据权利要求1所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述HDPE缠绕增强管(2-1)的一端设置有第一接头(2-1-1)，所述HDPE缠绕增强管(2-1)的另一端设置有第二接头(2-1-2)，相邻两个所述HDPE缠绕增强管(2-1)中一个HDPE缠绕增强管(2-1)的第二接头(2-1-2)位于另一个HDPE缠绕增强管(2-1)的第一接头(2-1-1)的内侧，所述第一接头(2-1-1)上设置有多个第一凹槽(2-1-3)和第一凸棱(2-1-4)，所述第二接头(2-1-2)上设置有多个第二凹槽(2-1-5)和第二凸棱(2-1-6)，所述第一凸棱(2-1-4)与第二凹槽(2-1-5)卡接配合，所述第二凸棱(2-1-6)与所述第一凹槽(2-1-3)卡接配合。

7.根据权利要求1所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述输料管(5)的一端位于所述环形空间(3)内，所述输料管(5)的另一端向上依次穿过圆管涵(1)和路基填土层(14)并与用于盛装泡沫混凝土的容器(13)相连接。

8.根据权利要求1所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：在所述环形钢带(8)与相邻两个所述HDPE缠绕增强管(2-1)的连接处之间设置有防渗密封层(9)。

9.根据权利要求8所述的一种圆管涵的加固方法，其特征在于：所述防渗密封层(9)采用止浆带制成，所述止浆带通过密封胶粘结在所述HDPE缠绕增强管(2-1)上。