钢管内衬法在排水箱涵中的修复应用.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER150第 39 卷第 8 期0 引言排水箱涵在给排水管网中起到重要作用,但经过长时间的运行,在多种因素的综合作用下,箱涵内部逐步出现顶板混凝土腐蚀剥落,钢筋锈断等结构性缺陷,承载力大大减弱,严重者甚至出现坍塌、污水外漏的现象。箱涵内衬加固,对腐朽严重的老旧箱涵结构提高承载力具有较好的作用。目前关于箱涵加固的研究主要集中在快速灌浆技术1、组合加固技术2、粉喷桩加固3等不同加固工艺应用,计算原理及数值分析4-5,箱涵病害成因分析6-7,加固管涵监测及方案优化8等方面。排水箱涵往往埋深较大,覆土深度大于8 m,且常常处于市政道路或者老旧房子下面,如进行
2、常规性的土方开挖,不但需要交通疏解、封闭围挡,而且交通占道的审批时间长且繁琐,大大影响工期。此外,对覆土深度大于8 m的箱涵,大面积开挖成本也比较高。针对此类较深埋深排水箱涵修复工程问题,以四联河地面坍塌隐患治理及水环境综合整治工程为研究对象,应用排水箱涵内衬钢管填充混凝土加固施工工艺,该工法效果好,工艺标准化程度高,并且在实际应急抢险工程施工中得到了成功应用。钢管内衬法在排水箱涵中的修复应用张贝贝(深圳市广汇源水利建筑工程有限公司,广东 深圳 518000)摘要:排水箱涵在给排水管网中起到重要作用,但经过长时间的运行,在多种因素的综合作用下箱涵内部逐步出现结构性缺陷,承载力大大减弱,箱涵内衬
3、加固,对腐朽严重的老旧箱涵结构提高承载力具有较好的作用。四联河流域水环境综合整治箱涵普遍发育病害,为此提出排水箱涵内衬钢管填充混凝土加固施工工艺,该工法工艺标准化程度高,具有良好的经济、进度、社会、环保等效益。关键词:排水箱涵;内衬加固;内衬钢管;管线修复中图分类号:TU992.23文献标识码:B文章编号:1006-3951(2023)08-0150-05DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2023.08.034Application of Steel Pipe Inner Lining Method in Repairing Drainage Box CulvertsZ
4、HANG Bei-bei(Shenzhen Guanghuiyuan Engineering ConstructionCo.,Ltd.,Shenzheng 518000,China)Abstract:Drainage box culverts play an important role in the water supply and drainage network.However,after a long period of operation,structural defects gradually appear inside the box culvert under the comb
5、ined effect of various factors,greatly weakening its bearing capacity.The reinforcement of box culvert lining has a good effect on improving the bearing capacity of old box culvert structures with severe decay.The box culvert of the comprehensive water environment improvement project in the Silian R
6、iver Basin is commonly affected by diseases.Therefore,a construction process for reinforcing the drainage box culvert with steel pipe lining and concrete filling is proposed.This construction method has a high degree of standardization and has good economic,progress,social,and environmental benefits
7、.Key words:drainage box culvert;inner lining reinforcement;lined steel pipe;pipeline repair收稿日期:2023-03-10作者简介:张贝贝(1989-),女,广东深圳人,工程师,主要从事水利工程施工等工作。*张贝贝 钢管内衬法在排水箱涵中的修复应用1511 现状箱涵概况1.1 工程概况四联河流域位于深圳市龙岗区横岗街道境内,上游龙岗大道以上,有部分明渠;龙岗大道以下进入横岗街道的城建区,河流已经改造为暗涵。四联河(河口以上)全长 7.548 km,流域面积10.49 km2,河床平均比降为 4.24。工程
8、建设主要内容包括河道防洪整治和水质改善两部分内容。河道防洪整治包括拓宽河道、新建河道堤防、新建分洪箱涵及隧洞、加高加固堤防及相应的淤泥清除、原有危险箱涵内衬加固等;改善河道水质,旱季,沿河两岸漏排的污水 100截流。该 部 分 属 四 联 河 地 面 坍 塌 隐 患 治 理及 水 环 境 综 合 整 治 工 程,对 原 有 箱 涵 桩 号K0+000.00 K1+216.24 段 5 m4 m 箱涵加固(内 衬 20 mm 厚、直 径 2 m 钢 管),桩 号P2+735.28 P3+418.59 段 3.3 m3.3 m 箱涵加固(内衬 20 mm 厚、直径 2 m 钢管),箱涵内衬加固合计
9、 1 834.28 m,共计治理河长 8.31 km。其中危险箱涵内衬加固采用旧箱涵内衬钢管填充混凝土加固施工工法施工,工程实际应用质量优良,各项指标均满足设计和规范要求。1.2 箱涵结构病害为评估案例工程排水箱涵病害情况,现对原有箱涵桩号 K0+000.00 K1+216.24 段 5 m4 m箱涵和桩号P2+735.28P3+418.59段3.3 m3.3 m箱涵结构安全情况,进行 CCTV 专项检测,测点覆盖修复管涵各标段,累计监测长度合计1 834.28 m。根据现场监测排水管涵普遍发育钢筋裸露锈蚀、结构性裂缝、渗水渗斑、混凝土空鼓剥落等现象,检测病害分布及发育特征统计见表1。2 钢管
10、内衬法加固工艺原理及特点表 1 病害分布发育特征及成因表病害类型分布特征发育代表值分布区域病害成因钢筋裸露锈蚀细微裂缝,钢筋出露锈蚀,伴随混凝土鼓起剥落分布 500 600m钢筋锈蚀严重箱涵顶板1.表面细微裂缝吸收腐蚀性水汽发生碳化,裂缝扩展穿透保护层,锈蚀钢筋体积膨胀且剥落2.混凝土浇筑过程中,振捣不均匀或漏振,留下较多空隙,细微孔洞,模板漏浆,出现蜂窝渗水渗斑结构渗水,伴随砂浆冲刷破坏和水土流失分布箱涵全段渗水渗斑严重箱涵顶板及侧壁结构性裂缝发育且逐渐扩大渗水通道,管涵外部地层中的水沿裂缝进入管涵,导致砂浆冲刷破坏和水土流失的次生破损混凝土空鼓剥落混凝土保护层起胀脱落,伴随钢筋裸露及锈蚀分
11、布 400 550m混凝土剥落严重箱涵顶板及侧壁1.随钢筋锈蚀体积膨胀出现混凝土空鼓剥落2.钢筋骨架不准确或缺少保护层垫块,浇筑过程中紧贴模板处混凝土无法充分被振动,导致钢筋保护层无法满足设计要求结构性裂缝出现箱涵断面纵向及表面平面贯通性裂缝分布 30 50m裂缝深度 1 5cm裂缝发育严重箱涵顶板1.钢筋锈蚀后体积膨胀导致混凝土内力扩展,出现应力分布不均匀,加速裂缝贯通扩展2.混凝土质量不合格,水灰比过大,搅拌不均匀,砂石级配不合理,塌落度不符合设计要求,混凝土出现离析等,都容易留下细微孔洞和裂缝钢管内衬法加固工艺为在旧箱涵内安装大直径的钢管,在钢管和旧箱涵间浇灌混凝土,提高箱涵整体的强度和
12、稳定性,同时大口径钢管承担箱涵部分排水功能。2.1 钢管内衬法加固工艺原理该工法是采用在老旧箱涵内安装大直径钢管,箱涵和钢管之间浇筑混凝土来实现箱涵整体式加固。箱涵内底板首先要浇筑水下一期混凝土做内衬钢管施工平台。为了方便大型钢管在箱涵内的运输,需要铺设工字钢导轨。钢管通过导轨牵引到指定位置后,两侧采用工字钢(12 号)支撑固定。箱涵内衬钢管固定好后,箱涵和钢管之间的空隙采用 C20 自密实混凝土浇筑。涵内浇筑混凝土的泵送管安放在钢管上部。涵内三期混凝土浇筑,泵送管是通过预留孔从钢管内向外浇筑。第 3次浇筑混凝土前需完成以下准备工作。1)回浆管和预留泵送管埋设位置需预先用电钻在钢管上开孔,待混
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