CN117027079A - 一种水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构，包括混凝土基层、加强筋和修补填料，所述混凝土基层的表面上设有修补槽，所述修补槽的侧壁上设置有限位台，所述修补槽内灌装有修补填料，所述修补槽周围的所述混凝土基层上放置有定位环，所述加强筋的底端弯曲形成折弯，且所述折弯插入所述修补槽，所述修补槽的顶部覆盖有阻水膜。该水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构，利用封板和阻水膜对支撑筒进行密封，使支撑筒内的空腔与修补槽相互隔开，利用伸缩管抽吸空腔气体形成负压环境，同时伸缩管转动带动封板转动，使加强筋打破阻水膜，可使修补槽内的水被吸入空腔，利用抽吸水对封板进行压制，增强装置的稳定效果。

Description

一种水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构

技术领域

本发明涉及水下混凝土修复相关技术领域，具体为一种水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构。

背景技术

水下混凝土修补技术是一种重要的施工技术,可以对水下混凝土结构进行维修、加固和保护,提高结构的使用寿命和安全性。随着运行时间的增长，水下混凝土结构受到水流长时间冲刷和侵蚀，越来越容易产生缺陷和老化，使安全性也随之降低。

水下修复常用的两种修复方式：直接水下修复和干地作业修复，直接水下修复需要克服水流作用力，总体技术难度大，修复成本高，处理效果欠佳，干地作业修复需要创造干燥环境，过程耗时长，目前的水下混凝土结构损伤修补多采用局部干地作业，是指采用相关的设备或围堰将破损面圈围住，然后将围堰内的水抽取掉，从而形成一个相对于外界水域的局部干燥环境，以便工人进入对底板进行预处理和后期修复。

现有技术采用了局部干地作业，将装置笼罩在破损结构上，通过抽水管将壳体内的水抽取外排后向壳体内注入气体，使壳内气压足够抵抗外界水压，但是抽排壳体的水量远大于破损结构的水量，而且为了抵抗水压向壳内充气，使得装置内部气压随着水深增大，导致在填充修补损伤结构时需要克服的阻力增大，并且在填充浆料凝固后难以分离围挡装置。

发明内容

本发明为了弥补市场空白，提供了一种水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构。

本发明的目的在于提供一种水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构，以解决上述背景技术中提出的抽排壳体的水量远大于破损结构的水量，而且为了抵抗水压向壳内充气，使得装置内部气压随着水深增大，导致在填充修补损伤结构时需要克服的阻力增大，并且在填充浆料凝固后难以分离围挡装置的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下混凝土结构损伤修补结构，包括混凝土基层、加强筋和修补填料，所述混凝土基层的表面上设有修补槽，所述修补槽的侧壁上设置有限位台，所述修补槽内灌装有修补填料，所述修补槽周围的所述混凝土基层上放置有定位环，所述加强筋的底端弯曲形成折弯，且所述折弯插入所述修补槽，所述修补槽的顶部覆盖有阻水膜，所述阻水膜包括修补网和防水层，所述防水层上压制有扣片，所述修补网上开设有夹槽。

进一步的，所述定位环的顶板中心处开设有上连通槽，所述定位环的顶面边缘开设有环槽，所述定位环的侧壁上等间距开设有凹槽，所述定位环的底板中心处开设有下连通槽，且所述定位环的顶板和底板之间形成有卡槽。

进一步的，所述环槽内压装有压环，所述压环的外侧面上嵌装有调节腿，所述调节腿穿出所述凹槽，所述下连通槽连通修补槽，所述上连通槽内插装有支撑筒。

进一步的，所述支撑筒的底部设有裙板，所述裙板插入卡槽，所述支撑筒的内壁上设有凸环，所述支撑筒的顶板上熔接有套筒，所述套筒内插装有伸缩管，所述套筒顶部压扣有盖帽。

进一步的，所述伸缩管的底端口设有插槽，所述伸缩管的外壁上套设有限位管，所述限位管的底部开设有第二通气孔，所述伸缩管的侧壁上开设有第一通气孔，所述第一通气孔连通所述第二通气孔。

进一步的，所述加强筋的顶端贯穿封板，所述封板的顶部熔接有管接口，所述封板的中心处开设有流道，所述管接口连通所述流道。

进一步的，所述封板放置在所述定位环的底板上，所述封板和所述定位环的底板之间压装有阻水膜，所述阻水膜用于封闭流道和下连通槽，所述封板的顶面与凸环相抵接，所述封板和支撑筒之间形成有空腔。

进一步的，所述折弯的弯曲角度与所述限位台相适配，所述折弯的底端位于所述限位台下方，且所述加强筋的中下部包裹在所述修补填料内，所述加强筋的上部贯穿扣片、夹槽和封板。

进一步的，所述扣片呈Y形结构，所述扣片的中部插装有加强筋，且相邻扣片之间的防水层构成长条，所述长条的尖端连接中心片，所述长条的尾端连接外环，所述外环和所述中心片粘接在修补网上，所述外环和所述扣片之间的防水层构成短条，所述短条呈三角结构。

一种水下混凝土结构损伤修补结构的修补方法，包括以下步骤：

S1、挖坑清理，在修补槽侧壁的中下部挖坑形成限位台，并清理修补槽附近的灰尘和残渣；

S2、安装设备，将定位环、支撑筒、伸缩管和封板制组装在一起，使空腔处于封闭状态，根据限位台确定折弯的折角，将定位环放置在修补槽周围的混凝土基层上，使加强筋伸入修补槽，将压环压装在环槽上，调整调节腿的角度进行固定；

S3、抽气排水，将伸缩管的顶端接入抽气机，使空腔内形成负压环境，修补槽内的水经流道和管接口流入空腔；

S4、灌注填料，向下移动伸缩管连接管接口并进行转动，使加强筋转动撕开扣片，将伸缩管的顶端接入灌浆机，向修补槽内注入修补填料；

S5、压制凝固，注浆完成后利用空腔的水对封板进行压制，使修补填料凝固在修补槽内；

S6、拆卸设备，由外向内依次拆除压环、支撑筒、定位环和封板，截断加强筋伸出凝固修补填料的部分。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水下混凝土结构损伤修补方法以及修补结构，利用封板和阻水膜对支撑筒进行密封，使支撑筒内的空腔与修补槽相互隔开，利用伸缩管抽吸空腔气体形成负压环境，同时伸缩管转动带动封板转动，使加强筋将扣片从防水层上撕开，可使修补槽内的水被吸入空腔，利用抽吸水对封板进行压制，增强装置的稳定效果，利用伸缩管连接封板上的管结构口，将修补填料注入修补槽，修补填料凝固时扣片与长条随之埋入，且修补填料充分接触修补网，提高混凝土的粘接强度；

1、在修补槽的内壁上设置限位台，配合弯曲加强筋形成折弯，使折弯勾连限位台，加强筋不仅能增强修补填料与混凝土基层的连接稳固性，同时能在灌注修补填料时进行搅拌分散，避免修补槽出现空缺；

2、利用伸缩管上的限位管防止伸缩管从套筒中脱出，限位管的底部开设第二通气孔，第二通气孔与伸缩管上的第一通气孔相连通，方便向外抽吸气体，在灌注填料时第二通气孔浸入水，实现封闭气道效果；

3、利用封板带动加强筋沿夹槽移动，加强筋携带扣片从防水层上撕开，使，修补填料经流道和修补网向下掉入修补槽，修补填料冲断长条与中心片的连接点，扣片和长条均埋入修补填料，增强混凝土的强度。

附图说明

图1为本发明结构的抽气状态正视剖面示意图；

图2为本发明结构的灌浆状态正视剖面示意图；

图3为本发明结构的拆卸状态正视剖面示意图；

图4为本发明结构的定位环示意图；

图5为本发明结构的压环剖面示意图；

图6为本发明结构的封板和阻水膜示意图；

图7为本发明结构的阻水膜仰视示意图；

图8为本发明结构的阻水膜分离示意图。

图中：1、混凝土基层；2、定位环；3、支撑筒；4、伸缩管；5、压环；6、封板；7、加强筋；8、修补填料；9、阻水膜；11、修补槽；12、限位台；21、环槽；22、卡槽；23、凹槽；24、下连通槽；25、上连通槽；31、空腔；32、套筒；33、盖帽；34、裙板；35、凸环；41、限位管；42、插槽；43、第一通气孔；44、第二通气孔；51、调节腿；61、管接口；62、流道；71、折弯；91、修补网；92、防水层；93、扣片；94、长条；95、短条；96、外环；97、中心片；98、夹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种水下混凝土结构损伤修补结构，包括混凝土基层1、加强筋7和修补填料8，混凝土基层1的表面上设有修补槽11，修补槽11的侧壁上设置有限位台12，修补槽11内灌装有修补填料8，修补槽11周围的混凝土基层1上放置有定位环2，加强筋7的底端弯曲形成折弯71，且折弯71插入修补槽11，修补槽11的顶部覆盖有阻水膜9，阻水膜9包括修补网91和防水层92，防水层92上压制有扣片93，修补网91上开设有夹槽98。

在使用该水下混凝土结构损伤修补结构时，将修补槽11的内壁切削形成限位台12，根据限位台12的倾角确定加强筋7底端弯曲角度，将加强筋7的顶端穿过阻水膜9插入封板6，将伸缩管4自下向上贯穿套筒32，将支撑筒3自下向上插入定位环2，使裙板34嵌入卡槽22，将封板6自下向上抵靠在凸环35上，将阻水膜9夹装在封板6和定位环2底板之间，定位环2、支撑筒3、伸缩管4、封板6和阻水膜9可以预先组装在一起形成预制件，清理修补槽11内的杂质后将定位环2放置在修补槽11周围的混凝土基层1上，将质量重的压环5扣装在环槽21上，并使调节腿51穿出凹槽23接触混凝土基层1，利用锚固钉或牵拉结构固定调节腿51，使装置覆盖在修补槽11上，将伸缩管4接通抽气机，使空腔31内的气体经通气孔和管腔向外排出，使空腔31内形成负压环境，将伸缩管4接通管接口61，利用伸缩管4带动封板6和加强筋7转动，使加强筋7带动扣片93从防水层92上扯下，连通空腔31和修补槽11，排空修补槽11内的水，将伸缩管4接通灌浆机向修补槽11注入修补填料8，灌装修补填料8自上向下冲击长条94，使扣片93和长条94垂落在修补槽11内，等待修补填料8凝固后拆卸装置。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图1、图3和图7所示，定位环2的顶板中心处开设有上连通槽25，定位环2的顶面边缘开设有环槽21，定位环2的侧壁上等间距开设有凹槽23，定位环2的底板中心处开设有下连通槽24，且定位环2的顶板和底板之间形成有卡槽22，定位环2采用柔性材质，能更好贴合混凝土基层1，且方便安装支撑筒3、压环5和封板6等结构。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式二的进一步限定，如图1和图5所示，环槽21内压装有压环5，压环5的外侧面上嵌装有调节腿51，调节腿51穿出凹槽23，下连通槽24连通修补槽11，上连通槽25内插装有支撑筒3，调节腿51一端转动连接压环5，调节腿51另一端设有固定机构，可使调节腿51与混凝土基层1连接在一起。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，支撑筒3的底部设有裙板34，裙板34插入卡槽22，支撑筒3的内壁上设有凸环35，支撑筒3的顶板上熔接有套筒32，套筒32内插装有伸缩管4，套筒32顶部压扣有盖帽33，支撑筒3全程不接触修补填料8，方便拆卸，能多次使用。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图1和图2所示，伸缩管4的底端口设有插槽42，伸缩管4的外壁上套设有限位管41，限位管41的底部开设有第二通气孔44，伸缩管4的侧壁上开设有第一通气孔43，第一通气孔43连通第二通气孔44，伸缩管4不仅能抽气和灌浆，还能带动封板6转动，主要由伸缩管4顶端连接设备决定。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一进一步限定，加强筋7的顶端贯穿封板6，封板6的顶部熔接有管接口61，封板6的中心处开设有流道62，管接口61连通流道62，加强筋7不仅能增强修补填料8与混凝土基层1的连接牢固度，加强筋7还能转动过程中破坏阻水膜9，并且使修补填料8均匀分散充满修补槽11。

具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式六的进一步限定，封板6放置在定位环2的底板上，封板6和定位环2的底板之间压装有阻水膜9，阻水膜9用于封闭流道62和下连通槽24，封板6的顶面与凸环35相抵接，封板6和支撑筒3之间形成有空腔31，定位环2采用柔性材质具有弹力，能充分接触混凝土基层1防止泄露。

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图1和图7所示，折弯71的弯曲角度与限位台12相适配，折弯71的底端位于限位台12下方，且加强筋7的中下部包裹在修补填料8内，加强筋7的上部贯穿扣片93、夹槽98和封板6，加强筋7的上部贯穿扣片93、夹槽98和封板6，折弯71勾连限位台12，防止在拆卸封板6过程中用力破坏修补填料8，且折弯71放置掉落的扣片93和内圈修补网91下落至修补槽11底面，避免防水层92的碎片对修补缝隙造成阻碍，方便修补填料8充分流入修补缝隙。

具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图7和图8所示，扣片93呈Y形结构，扣片93的中部插装有加强筋7，且相邻扣片93之间的防水层92构成长条94，长条94的尖端连接中心片97，长条94的尾端连接外环96，外环96和中心片97粘接在修补网91上，外环96和扣片93之间的防水层92构成短条95，短条95呈三角结构，修补填料8向下冲击长条94，使长条94垂落到修补槽11内，修补网91包括内圆和外圈两个，修补网91与防水层92均采用编织结构，用于增强修补填料8的粘接强度。

具体实施方式十：一种水下混凝土结构损伤修补结构的修补方法，包括以下步骤：

S1、挖坑清理，在修补槽11侧壁的中下部挖坑形成限位台12，并清理修补槽11附近的灰尘和残渣；

S2、安装设备，将定位环2、支撑筒3、伸缩管4和封板6制组装在一起，使空腔31处于封闭状态，根据限位台12确定折弯71的折角，将定位环2放置在修补槽11周围的混凝土基层1上，使加强筋7伸入修补槽11，将压环5压装在环槽21上，调整调节腿51的角度进行固定；

S3、抽气排水，将伸缩管4的顶端接入抽气机，使空腔31内形成负压环境，修补槽11内的水经流道62和管接口61流入空腔31；

S4、灌注填料，向下移动伸缩管4连接管接口61并进行转动，使加强筋7转动撕开扣片93，将伸缩管4的顶端接入灌浆机，向修补槽11内注入修补填料8；

S5、压制凝固，注浆完成后利用空腔31的水对封板6进行压制，使修补填料8凝固在修补槽11内；

S6、拆卸设备，由外向内依次拆除压环5、支撑筒3、定位环2和封板6，截断加强筋7伸出凝固修补填料8的部分。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种水下混凝土结构损伤修补结构，包括混凝土基层（1）、加强筋（7）和修补填料（8），其特征在于：所述混凝土基层（1）的表面上设有修补槽（11），所述修补槽（11）的侧壁上设置有限位台（12），所述修补槽（11）内灌装有修补填料（8），所述修补槽（11）周围的所述混凝土基层（1）上放置有定位环（2），所述加强筋（7）的底端弯曲形成折弯（71），且所述折弯（71）插入所述修补槽（11），所述修补槽（11）的顶部覆盖有阻水膜（9），所述阻水膜（9）包括修补网（91）和防水层（92），所述防水层（92）上压制有扣片（93），所述修补网（91）上开设有夹槽（98）。

2.根据权利要求1所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述定位环（2）的顶板中心处开设有上连通槽（25），所述定位环（2）的顶面边缘开设有环槽（21），所述定位环（2）的侧壁上等间距开设有凹槽（23），所述定位环（2）的底板中心处开设有下连通槽（24），且所述定位环（2）的顶板和底板之间形成有卡槽（22）。

3.根据权利要求2所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述环槽（21）内压装有压环（5），所述压环（5）的外侧面上嵌装有调节腿（51），所述调节腿（51）穿出所述凹槽（23），所述下连通槽（24）连通修补槽（11），所述上连通槽（25）内插装有支撑筒（3）。

4.根据权利要求3所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述支撑筒（3）的底部设有裙板（34），所述裙板（34）插入卡槽（22），所述支撑筒（3）的内壁上设有凸环（35），所述支撑筒（3）的顶板上熔接有套筒（32），所述套筒（32）内插装有伸缩管（4），所述套筒（32）顶部压扣有盖帽（33）。

5.根据权利要求4所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述伸缩管（4）的底端口设有插槽（42），所述伸缩管（4）的外壁上套设有限位管（41），所述限位管（41）的底部开设有第二通气孔（44），所述伸缩管（4）的侧壁上开设有第一通气孔（43），所述第一通气孔（43）连通所述第二通气孔（44）。

6.根据权利要求1所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述加强筋（7）的顶端贯穿封板（6），所述封板（6）的顶部熔接有管接口（61），所述封板（6）的中心处开设有流道（62），所述管接口（61）连通所述流道（62）。

7.根据权利要求6所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述封板（6）放置在所述定位环（2）的底板上，所述封板（6）和所述定位环（2）的底板之间压装有阻水膜（9），所述阻水膜（9）用于封闭流道（62）和下连通槽（24），所述封板（6）的顶面与凸环（35）相抵接，所述封板（6）和支撑筒（3）之间形成有空腔（31）。

8.根据权利要求1所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述折弯（71）的弯曲角度与所述限位台（12）相适配，所述折弯（71）的底端位于所述限位台（12）下方，且所述加强筋（7）的中下部包裹在所述修补填料（8）内，所述加强筋（7）的上部贯穿扣片（93）、夹槽（98）和封板（6）。

9.根据权利要求1所述的一种水下混凝土结构损伤修补结构，其特征在于：所述扣片（93）呈Y形结构，所述扣片（93）的中部插装有加强筋（7），且相邻扣片（93）之间的防水层（92）构成长条（94），所述长条（94）的尖端连接中心片（97），所述长条（94）的尾端连接外环（96），所述外环（96）和所述中心片（97）粘接在修补网（91）上，所述外环（96）和所述扣片（93）之间的防水层（92）构成短条（95），所述短条（95）呈三角结构。

10.一种权利要求1-8任一项所述水下混凝土结构损伤修补结构的修补方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、挖坑清理，在修补槽（11）侧壁的中下部挖坑形成限位台（12），并清理修补槽（11）附近的灰尘和残渣；

S2、安装设备，将定位环（2）、支撑筒（3）、伸缩管（4）和封板（6）制组装在一起，使空腔（31）处于封闭状态，根据限位台（12）确定折弯（71）的折角，将定位环（2）放置在修补槽（11）周围的混凝土基层（1）上，使加强筋（7）伸入修补槽（11），将压环（5）压装在环槽（21）上，调整调节腿（51）的角度进行固定；

S3、抽气排水，将伸缩管（4）的顶端接入抽气机，使空腔（31）内形成负压环境，修补槽（11）内的水经流道（62）和管接口（61）流入空腔（31）；

S4、灌注填料，向下移动伸缩管（4）连接管接口（61）并进行转动，使加强筋（7）转动撕开扣片（93），将伸缩管（4）的顶端接入灌浆机，向修补槽（11）内注入修补填料（8）；

S5、压制凝固，注浆完成后利用空腔（31）的水对封板（6）进行压制，使修补填料（8）凝固在修补槽（11）内；

S6、拆卸设备，由外向内依次拆除压环（5）、支撑筒（3）、定位环（2）和封板（6），截断加强筋（7）伸出凝固修补填料（8）的部分。