谈加固技术在煤矿建筑结构中的应用

魏 鹏 翔

(大同煤矿集团设计研究有限责任公司，山西 大同 037003)



谈加固技术在煤矿建筑结构中的应用

魏 鹏 翔

(大同煤矿集团设计研究有限责任公司，山西 大同 037003)

结合煤矿建筑工程实例，介绍了碳纤维、增大截面法、混凝土板墙三种结构加固技术的工艺原理，分析了各加固技术在施工中需注意的问题，为煤矿改造工程施工提供了依据。

煤矿，碳纤维，增大截面法，混凝土板墙

近年来，随着煤矿生产年限的增长，产能的提升，煤矿建筑中，原有建筑结构由于使用多年，陆续出现裂缝、混凝土剥落、露筋等各种问题；伴随着工艺的提升，产能的增加，原有设备无法满足生产需要，新设备又需要更强的结构支撑，必须对其进行加固改造。结构加固技术在煤矿改造中的应用越来越频繁，本文结合煤矿实际改造工作中常见的结构问题，就加固技术在煤矿建筑结构中的应用进行简述。

1 碳纤维加固技术

1.1 碳纤维加固工艺

碳纤维加固是利用环氧树脂类结构胶把碳纤维片材粘贴于结构构件表面来达到体外钢筋的目的，特点是耐腐蚀、耐潮湿、耐老化、节约空间。碳纤维加固工艺流程为：混凝土表面打磨平整→将底层树脂涂刷至混凝土表面→将混凝土表面凹陷处补平→粘贴碳纤维并挤排气泡→抹纤维砂浆养护。

1.2 工程概况

某矿井35 kV变电站内因设备升级改造，需增加若干配电柜，原有配电室楼板不满足承载能力要求，综合各方面因素考虑，为了不影响变电站的正常使用，决定采用碳纤维加固技术对原有配电室楼板、梁进行加固处理。经校核碳纤维采用300 g碳纤维，配套结构胶采用YZJ-C系列。碳纤维具体敷设位置见图1。

1.3 施工中需注意的问题

1)碳纤维布与混凝土之间界面处理的好坏直接影响加固效果。因此，粘贴碳纤维的混凝土表面应平整，需要去掉浮尘等并将

混凝土表面破损、缺损部位进行修补。棱角部位打磨成圆弧状，混凝土表面应保持干燥；2)粘结碳纤维布时，必须将气泡排除干净，使浸渍树脂充分浸透碳纤维滚压时不得损伤碳纤维布；3)混凝土板底在含纤维片材延伸长度范围内应通长设置垂直于受力方向的压条，压条需均匀布置，且在端部必须设置。

2 增大截面法加固

2.1 增大截面法加固技术

增大截面法加固，就是通过增大构件的截面和配筋率，来提高构件的承载力和稳定性。其特点是能很大幅度的提高构件的承载力、安全性、稳定性，使用经验丰富，受力可靠，费用低，但施工时湿作业量较大、周期时间长、养护时间长，构件增大截面完成后对构件的外观及建筑的空间影响较大。

增大截面加固技术工艺流程：基面处理→新增钢筋植筋→钢筋安装、绑扎→支设模板→浇筑混凝土→拆模→混凝土养护。

2.2 工程概况

某煤矿选煤楼为框架结构，由于工艺改造，需拆除原有1号、2号振动筛并在原位置新增一台KDM2000型破碎机，改造前如图2所示。因改造后新增设备自重及受力点位置变化，原有结构梁、柱无法满足承载力要求，而如果将选煤楼拆除重建不仅投资大，而且对矿井生产影响很大，故决定对原结构采取加固措施，以满足现有工艺要求。结合原结构图纸及新增设备受力分析，经过综合经济技术比较，决定采用增大截面法对原有结构梁、柱进行加固。加固设计如图3，图4所示。

2.3 施工中需注意的问题

1)在进行加固前需要先进行卸荷。

为了确保使新旧结构能够共同受力，在加固前应当将原有结构所承担的荷载尽可能地卸去。

2)新旧结构接触面的处理。

施工前需要对原有混凝土面进行处理，将原混凝土酥松部位凿除直至露出新的结构层，将原有混凝土表面清洗干净(去除表面的浮尘、油污等)，并且将混凝土面层凿毛，棱角部位应打掉，钢筋绑扎完毕浇筑混凝土前，应刷界面处理剂或者净水泥浆。所有受力钢筋都应该除锈，为了减少焊接热量对钢筋的影响，施工时应对受力钢筋采取卸荷或者相应的支撑措施，并应分段分区进行。

3 混凝土板墙加固技术

3.1 混凝土板墙加固技术

混凝土板墙加固，简单来说就是钢筋网片—喷射细石混凝土，就是利用钢筋网片的抗拉强度及细石混凝土的高强度等特点，对建筑物及其他构筑物进行加固的一种工艺方法。具有效率高、成本低、质量可靠等优点。

板墙加固工艺流程如下：

构件基面处理→钢筋网制作、安装→安装喷射厚度标识→混凝土搅拌→喷射→养护。

3.2 工程概况

某煤矿职工宿舍楼为3层砖混结构，始建于1985年，基础采用钢筋混凝土条形基础，上部为普通烧结粘土砖砌筑，楼、屋盖均

为预应力混凝土空心板，经鉴定为C级，砖砌墙体严重不满足现行设计规范和承载力要求。经过加固方案的比选，决定对该宿舍楼采用钢筋混凝土板墙加固法。

本工程加固方案为：

1)板墙混凝土强度等级为C30，墙体单侧加固时面层厚度为80 mm，双侧加固时面层厚度为60 mm；

2)钢筋网片采用单层双向钢筋网片φ8@200；

3)钢筋网与墙体固定：双侧加固时采用Φ8钢筋穿墙对拉，单侧加固时采用“L”形Φ8构造锚固钢筋拉结，见图5。

3.3 施工中需注意的问题

1)加固前，将墙体抹灰层剔除，将灰缝剔除至深5 mm～10 mm，用钢丝刷刷净残灰，吹净表面灰粉，清扫干净。并应避免伤及原砖砌体；

2)应按设计要求先划线标出拉筋或锚筋位置，并在砖缝处打孔，将孔内碎末清除干净，对于透孔可用清水冲洗，锚筋插入孔洞后，用水泥砂浆填实；

3)钢筋网片的绑扎需待填实用砂浆达到一定强度后方可进行，钢筋网片需与拉结筋(或锚筋)末端弯钩钩连绑扎为一体。注意将钢筋网先除锈清污，保证搭接长度和弯钩长度，同一截面接头率不大于50%；

4)板墙可以采用喷射或者支模浇筑工艺，严禁采用手工直接抹制，楼板与墙顶交界处的混凝土应采取相应措施以使混凝土密实。

4 结语

煤矿企业因其生产规模的扩大，工艺技术的进步，以及技术改造的需要，对原有建筑结构提出了更好的要求，而受限于生产，煤矿企业往往不允许长时间停产进行改造，加固技术以其独特的优势在煤矿企业改造中发挥着越来越重要的作用。

[1] GB 50367—2006,混凝土结构加固设计规范[S].

[2] CECS 146—2003,碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程[S].

[3] GB 50702—2011,砌体结构加固设计规范[S].

Discussion on the application of reinforcement technology in coal mine construction structure

Wei Pengxiang

(DatongCoalMineGroupDesign&ResearchLimitedLiabilityCompany,Datong037003,China)

Combining with the coal mine construction engineering example, this paper introduced the process principle of carbon fiber, increasing section method, concrete plate wall three reinforcement structures, analyzed the matters needing attention of various reinforcement technologies in construction, provided basis for the coal mine reconstruction engineering.

coal mine, carbon fiber, increasing section method, concrete plate wall

1009-6825(2017)14-0020-02

2017-03-06

魏鹏翔(1980- )，男，工程师

TU318

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