一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003]環(huán)錨預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌在壓力隧洞中屬新型結(jié)構(gòu)并得到成功應(yīng)用，是通過張拉環(huán)形錨索擠壓襯砌混凝土，形成主動式預(yù)壓應(yīng)力，以此抵抗隧洞運行時由內(nèi)水壓力引起的襯砌混凝土拉應(yīng)力，具有抗裂性、抗?jié)B性好，結(jié)構(gòu)變形小，耐久性高等優(yōu)點。襯砌內(nèi)表面開設(shè)槽口，預(yù)應(yīng)力錨索在預(yù)留槽口內(nèi)張拉錨固，錨索張拉錨固完成后用微膨脹混凝土封閉槽口以封堵、保護(hù)錨具。錨具槽削弱了襯砌結(jié)構(gòu)的整體性，回填材料不具有預(yù)壓應(yīng)力，且回填材料和襯砌既有混凝土的粘結(jié)力不能有效保證，因預(yù)應(yīng)力筋束張拉后內(nèi)彎產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中以及內(nèi)水壓力的作用，槽口處混凝土很可能產(chǎn)生裂縫而使錨具接觸到空氣和水分等腐蝕介質(zhì)，繼而引起錨固腐蝕甚至失效。槽口處裂縫也會引起隧洞滲水，影響結(jié)構(gòu)安全。
[0004]為了解決槽口處的滲漏和承載力不足的問題，通常要求回填混凝土有微膨脹性，即在強度增長過程中同時產(chǎn)生體積膨脹，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力和壓應(yīng)變，以補償混凝土的收縮變形，抵消相應(yīng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，有效提高結(jié)構(gòu)的抗裂性。然而，為了獲得較好的槽口混凝土微膨脹性能，需要嚴(yán)格控制混凝土水灰比、加強對混凝土早期的養(yǎng)護(hù)及防護(hù)工作，水泥強度、用量及振搗等問題都要嚴(yán)格控制并根據(jù)具體的抗裂抗?jié)B要求調(diào)整施工方案，技術(shù)難度大，施工要求高，在施工實踐中通常難以確保質(zhì)量。因此，在工程實踐中，槽口處的各種施工缺陷和質(zhì)量缺陷較為常見，成為影響甚至威脅環(huán)錨預(yù)應(yīng)力襯砌隧洞安全穩(wěn)定運行的常見原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨所要解決的技術(shù)問題是提供一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)，不僅施工速度快、難度小，并且能保證槽口處混凝土的防滲、抗裂及承載要求。
[0006]一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)，包括混凝土襯砌和混凝土襯砌中的預(yù)應(yīng)力錨索，錨具槽口處回填混凝土，在回填混凝土區(qū)域粘貼一層或數(shù)層碳纖維布，在碳纖維布表面涂一層手刮聚脲材料。
[0007]環(huán)錨預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌的槽口為隧洞襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，將襯砌槽口回填混凝土表面及周邊區(qū)域處理后，通過在回填混凝土及周邊區(qū)域表面粘貼一層或數(shù)層碳纖維布來提高槽口區(qū)的承載能力及抗裂性、防滲性。粘貼好的碳纖維布需在水下工作，為了適應(yīng)水下工作環(huán)境，碳纖維布表面要涂一層防滲、耐水和抗沖刷的手刮聚脲材料。
[0008]粘貼碳纖維布加固隧洞襯砌槽口的方法，包括以下步驟:
(1)對襯砌槽口回填混凝土及周邊區(qū)域表面進(jìn)行處理:
被粘貼的混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。用高壓風(fēng)去除表面浮塵，干燥后待用。
[0009](2)按膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制底膠，用滾筒刷或毛刷將配好的底膠均勻涂抹于槽口回填混凝土及周邊經(jīng)過處理的混凝土表面。底膠風(fēng)干后應(yīng)對混凝土表面凹陷部位用修補膠填補平整，待修補膠表面指觸干燥后，按生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制結(jié)構(gòu)膠粘劑，并均勻涂抹于粘貼部位。將碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使膠液充分浸透碳纖維布。所粘貼的碳纖維布要根據(jù)設(shè)計要求裁剪尺寸，寬度和長度均應(yīng)大于槽口的尺寸，且其中心線與槽口中心線重合。粘貼碳纖維布的層數(shù)及處理區(qū)域的大小需要根據(jù)計算確定。
[0010](3)粘貼碳纖維布后，要對其進(jìn)行反復(fù)刮涂滾壓，趕出氣泡并進(jìn)行一段時間的固化養(yǎng)護(hù)。由于碳纖維布在特殊環(huán)境下工作，需要對碳纖維布做表面防護(hù)，應(yīng)在碳纖維布的表面涂刷一層環(huán)氧樹脂浸漬劑，最后涂刷一層防滲、耐水和抗沖刷的手刮聚脲材料。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點和效果如下:
(1)碳纖維布抗拉強度高，能承受較高的內(nèi)水壓力而不發(fā)生破壞；密閉性好，能保持隧洞襯砌內(nèi)表面的完整性，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，避免滲漏及錨具腐蝕失效等一系列問題。
[0012](2)碳纖維布輕薄，不影響過流能力，可根據(jù)槽口尺寸將碳纖維布裁剪成適合的形狀和尺寸，施工簡單、可靠。
【附圖說明】
[0013]圖1是一種粘貼碳纖維布加固隧洞環(huán)錨預(yù)應(yīng)力襯砌槽口結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0014]圖2是槽口處粘貼碳纖維布局部放大圖。
[0015]圖3是碳纖維布粘貼組合層局部放大圖。
[0016]圖中:1、錨具槽口 ；2、碳纖維布粘貼組合層(包括圖中所示的6、7、8、9、10五層)；
3、喇叭口 ；4、預(yù)應(yīng)力錨索；5、混凝土襯砌；6、底膠；7、結(jié)構(gòu)膠粘劑；8、碳纖維布；9、環(huán)氧樹脂浸漬劑；10、手刮聚脲材料。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施情況，但它們并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明，本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。
[0018](1)如圖1和圖2所示，預(yù)應(yīng)力襯砌槽口混凝土在錨索張拉錨固后回填，與隧洞襯砌結(jié)構(gòu)有粘結(jié)面，且在隧洞通水運行時要承受內(nèi)水壓力。
[0019]先對回填混凝土及周邊區(qū)域表面進(jìn)行表面處理。將混凝土表面打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。用高壓風(fēng)去除表面浮塵，干燥后待用。
[0020](2)按膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制底膠，用滾筒刷或毛刷將配好的底膠均勻涂抹于槽口回填混凝土及周邊經(jīng)過處理的混凝土表面。底膠的作用是增強混凝土表層，提供混凝土與修補膠及結(jié)構(gòu)膠粘劑界面的粘結(jié)強度。底膠風(fēng)干后應(yīng)對混凝土表面凹陷部位用修補膠填補平整，修補膠的作用是填充混凝土的表面缺陷，并進(jìn)行找平修整，使加固表面平整度符合要求。待修補膠表面指觸干燥后，按生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制結(jié)構(gòu)膠粘劑，并均勻涂抹于粘貼部位。結(jié)構(gòu)膠粘劑是粘貼碳纖維布的主要粘結(jié)材料，其作用是使碳纖維布與混凝土之間充分粘結(jié)，以共同承受結(jié)構(gòu)的作用。將碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使膠液充分浸透碳纖維布。所粘貼的碳纖維布要根據(jù)設(shè)計要求裁剪尺寸，寬度和長度均應(yīng)大于槽口的尺寸，且其中心線與槽口中心線重合。粘貼碳纖維布的層數(shù)及處理區(qū)域的大小需要根據(jù)計算確定。
[0021](3)粘貼碳纖維布后，需自然養(yǎng)護(hù)達(dá)到初期固化，然后在粘貼好的碳纖維布表面滾涂環(huán)氧樹脂浸漬劑，保證充分覆蓋碳纖維布表面，最后在碳纖維布的表面涂刷一層防滲、耐水和抗沖刷的手刮聚脲材料。
【主權(quán)項】
1.一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括混凝土襯砌和混凝土襯砌中的預(yù)應(yīng)力錨索，錨具槽口處回填混凝土，在回填混凝土區(qū)域粘貼一層或數(shù)層碳纖維布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于，碳纖維布中心線與錨具槽口中心線重合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于，在粘貼碳纖維布表面涂刷一層手刮聚脲材料。4.權(quán)利要求3所述的壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下步驟: (1)對混凝土襯砌錨具槽口及周邊區(qū)域表面進(jìn)行處理 被粘貼的混凝土襯砌錨具槽口表面打磨平整，除去表層浮漿、油污，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面，用高壓風(fēng)去除表面浮塵，干燥后待用； (2)按膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制底膠，用滾筒刷或毛刷將配好的底膠均勻涂抹于錨具槽口回填混凝土及周邊經(jīng)過處理的混凝土表面，底膠風(fēng)干后應(yīng)對混凝土表面凹陷部位用修補膠填補平整；待修補膠表面指觸干燥后，按生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制結(jié)構(gòu)膠粘劑，并均勻涂抹于粘貼部位；將碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使膠液充分浸透碳纖維布；所粘貼的碳纖維布寬度和長度均應(yīng)大于槽口的尺寸，且其中心線與槽口中心線重合； (3)粘貼碳纖維布后，要對其進(jìn)行反復(fù)刮涂滾壓，趕出氣泡并進(jìn)行一段時間的固化養(yǎng)護(hù)；然后在碳纖維布的表面涂刷一層環(huán)氧樹脂浸漬劑，最后涂刷一層防滲、耐水和抗沖刷的手刮聚脲材料。
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種壓力隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)。包括混凝土襯砌和混凝土襯砌中的預(yù)應(yīng)力錨索，錨具槽口處回填混凝土，在回填混凝土區(qū)域粘貼一層或數(shù)層碳纖維布。本發(fā)明不僅施工速度快，施工范圍小，且能保證槽口區(qū)回填混凝土的承載力和防滲能力，有效解決了槽口區(qū)域裂縫的產(chǎn)生及內(nèi)水滲漏、錨具腐蝕等影響隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌安全等技術(shù)難題，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】E21D11/12, E21D11/10
【公開號】CN105350989
【申請?zhí)枴緾N201510891399
【發(fā)明人】曹生榮, 王欣
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月30日