水库泄水建筑工程中的粘贴钢板加固技术

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摘要：在建筑工程加固改造工作中，粘贴加固是常用方法之一，尤其是粘贴钢板加固技术的应用十分广泛。粘贴钢板方法施工工期较短，自重较轻，而且往往对场地及空间没有过多要求，因此，这一技术在很多领域中都可以发挥重大作用。然而在现阶段水利工程中，粘贴钢板加固技术的应用还不是特别广泛。本文结合山东省某水库加固改造实例，对水库泄水建筑工程中粘贴钢板加固技术的具体应用和粘贴质量检测方法进行分析。

关键词：水库泄水建筑工程；粘贴钢板加固技术；工艺流程；质量检验

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水利工程是我国国民经济发展过程中的重要支柱产业，关系到我国民生大计与地区发展水平。随着水利工程建设数量的不断增多及社会发展过程中对其需求量不断增大，人们对水利工程的建设质量及使用功能的正常发挥给予了极大关注。作为水利工程中的重要建筑物之一，水库承担着对洪水进行节流、储水并对水流进行调节的重要作用，对于防洪、灌溉、养殖和发电等各方面工作具有重大作用。水库泄水建筑物承担着保证排洪安全性、将水库适当放空的功能，对于施工导流也可发挥重大作用。然而随着使用年限较长或由于施工本身原因，很多水库泄水建筑物已不能完全满足使用需求，亟需采取适当措施进行加固处理，而粘贴钢板加固技术就是最佳选择之一。

1.粘贴钢板加固技术概述

粘贴钢板加固技术是利用结构粘接剂如结构胶等在钢筋混凝土构件薄弱处或受拉侧进行钢板粘贴，使钢板成为整个构件的一部分，从而使构件的抗拉能力和抗弯能力大大增强，以实现对原结构的加固目的。一般而言，进行钢板粘贴的主要目的就是对原始结构中的缺陷加以弥补，使构件承载能力和刚度增强，避免出现裂缝开展现象，从而对混凝土及钢筋的应力状态加以改善。

粘贴钢板加固技术具有不会对原有混凝土构件造成损坏、便于施工、周期较短、作业场地较小、不会给原结构尺寸造成过大影响、结构计算和方案设计工作简单等优点，因此，将之应用在水库泄水建筑加固中，可以发挥重大作用。下文将结合工程实例对粘贴钢板加固技术的具体应用进行分析。

2.工程实例

山东省某大型水库在微山湖附近，距最近县城约6km，主要功能是防洪、泄水及灌溉作用，同时兼具旅游、发电、航运和养殖等综合效益。该水库所控制的流域总面积为1921km，可进行多年调节，多年平均入库流量为47.2m3/s。水库主要建筑物级别为1级，总库容量为24.01亿m3。这一大型水库工程主要由引水隧道、溢洪道、大坝和泄洪隧洞共同组成。坝顶总长度为574m，最高坝高是57m，坝顶宽为6.6m。

3.泄洪建筑工程中存在的问题

由于这一工程使用年限较长，且受当时的建筑技术与建筑质量所限，导致泄洪建筑工程中存在诸多隐患，对其使用功能的发挥造成了严重阻碍。归纳起来，泄洪建筑工程中存在的问题主要包括：在引水隧洞混凝土构件中，有多处钢筋出现锈胀问题，甚至有诸多钢筋已经被严重锈蚀，在出口翼墙上有多处裂缝渗水；引水隧洞在出口弧形闸门处的支撑梁上架有两个支臂，因为支撑梁受到弧形门的大力推动，因此要在梁端展开加固处理，使支撑梁承载能力大幅提高；引水隧洞出口左右闸墩处有4条裂缝，漏水问题严重，需及时加固。

通过对这一水库泄水建筑物实际情况进行考察，决定利用粘贴钢板加固技术对其进行加固修复，所用钢板为Q345规格，钢板厚度在8-10mm之间。

4.粘贴钢板加固技术工艺流程

4.1对混凝土结构和钢板进行表面处理

为保证钢板粘贴的牢固性，必须先对粘结物进行表面清理工作，将对胶结性能有影响的污物及疏松层去掉，使被粘物表面积增加，保证粘结剂粘结性能可以得到充分发挥。在这一过程中，需要对混凝土结构表面和粘贴所用钢板表面进行处理。在对混凝土结构的粘贴表面进行清理时，可先用角磨机打磨，待新鲜表面暴露出来后，对不平滑部位用环氧砂浆加以修补，之后再进行打磨，待平整后利用空压机进行表面灰尘清除。在对粘贴所用钢板表面进行处理时，由于钢板表面易因氧化作用形成一层氧化膜，为保证粘贴效果，在粘贴前必须将这层氧化膜去掉。在该工程中，主要是利用打磨机将粘贴用钢板进行打磨，之后再用丙酮进行擦拭清洁。

4.2卸下要加固结构

在粘贴钢板前，为了避免粘贴后结构应变和应力滞后问题，首先要适量的卸载下要加固处理的构件。在该工程中，已先行将原始结构上安装的可卸荷载如工作闸门等卸载。

4.3钢板固定和粘贴

选择混凝土结构上和钢板上的适当位置，用冲击钻进行钻孔，之后通过适当的锚栓安装对钢板进行固定。在固定时，混凝土构件表面要和钢板之间保持5mm左右的间隙，为后续的结构胶灌注提供充足空间。在粘贴钢板过程中，首先要在混凝土构件表面和钢板之间预留的间隙周围进行封缝处理，封缝所用材料为环氧胶泥，同时在封缝过程中要合理进行排气孔预埋。以1-2m为间隔进行灌浆管布设并对其密闭性进行检查，之后利用高压灌浆机在0.2MPa压力下进行无机灌浆料灌注，将之注入到混凝土构件表面和钢板之间，一直到排气孔有浆液渗出时停止加压。最后仍需以该压力持续灌注10min。

4.4对钢板结构进行养护

为保证混凝土构件和钢板之间胶结效果，应根据胶粘剂相关要求展开养护工作，避免胶结层中有起泡、剥离、翘边或滑移问题发生。在固化时限内，不可有任何外界干扰造成粘贴钢板的搅动。当加固工作完成后，对钢板粘贴效果进行严格检验，如确认合格，则要根据设计中相关要求对钢板结构及接触面进行防腐处理，可用丙乳砂浆涂抹约2cm厚度对钢板加以保护。

5.对粘贴钢板加固结果进行质量检测

当水库泄水建筑工程粘贴钢板加固处理完成后，应对加固后的结构进行质量检测，具体检测内容包括两方面，分别是对胶结层力学性能进行检测和对黏结成品外观检测并进行试击。

5.1对胶结层力学性能进行检测

在粘贴钢板加固后，胶结层内部主要存在剪应力。钢板协助原有构件进行内力承担的方式就是利用黏结界面剪应力实现。在对胶结层力学性能进行检测时，该工程根据现场混凝土强度拟制6组预制混凝土试件，利用黏结强度测试仪对试件的抗剪强度和正拉强度进行检测。结果表明，该工程胶结层力学性能符合设计要求。

5.2检测黏结成品外观并进行试击

在对黏结成品外观进行检查时，主要是以胶缝为基准，对其上余胶溢出具体情况进行目测，如对缺胶现象的有无、胶体外溢与否、余胶硬化程度和色泽等进行观察。在该工程中，左右边墙上钢板粘贴边缘有溢胶现象，余胶色泽均匀，已较好硬化，无显著缺胶问题。

完成外观检测后要对成品进行敲击检查。在检查时，首先要根据钢板规格将其适当等分，使每一块钢板都划分为统一的正方形。用小榔头、金属软棒对胶结位置表面进行敲击，通过敲击声音对胶合缺陷加以判断，如胶合不良的部分发声较为低沉。用这一方法对钢板有效黏结面积进行确定，在锚固区域内，有效黏结面积至少应为总钢板面积的90%，否则应将之剥下进行重新黏结。

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