论水下玻纤套筒加固系统

陈洋

大连热电工程设计有限公司 辽宁大连 116000

水下玻纤套筒加固系统是一种新型的修复加固方法，该系统摒弃了传统加固方法施工工期长、维护费用高、围堰施工和复杂的施工工艺等缺点，具有操作简单、无需围堰、维护费用低和耐久性好等优点。大量应用于国外的桥梁墩柱的修复，主要用于修复浪溅区和潮汐带等水中受损的钢筋混凝土桩、钢管桩、H型钢桩和木桩等。随后，我国的高校和研发机构开始对该系统进行研究，成果丰硕。

1 工程实例

1.1 工程概况

华能营口仙人岛首站原设计供热能力180MW，现实际供热能力已达到设计能力。随着供热区域不断扩大，热网首站供热能力已捉襟见肘，急需要对首站进行升级改造，增加首站的供热能力；另外仙人岛能源化工区内蒸汽负荷逐年增加，原有蒸汽管网已不能满足新增负荷要求，为了满足工业用汽及首站增容用汽需求，本次首站的升级改造工作必须结合蒸汽管网改造同时进行[1]。首站需要在电厂最大供汽能力满足仙人岛能源化工区工业蒸汽用户用汽负荷的基础上进行扩容改造。

本次管网部分改造需要将熊岳河段将DN700管道扩径为DN900。熊岳河全长300米，原桥20米设置一处桥墩。原设计中，管道走向与熊岳河桥平行，为保证河流正常通流，新设支架柱子与原桥墩保持一致，管道支架的底标高应与桥底标高一致。扩管后固定支架水平荷载较大，经过核算，扩管以后柱配筋不满足要求，只能通过加固的方法来解决。

由于本段支架位于熊岳河内，如果采用传统的加固方法，还将涉及到围堰等施工方法，从施工难度方面比较繁琐，从造价方面来看，也比较浪费，所以经过对比，建议采用水下玻纤套筒加固法方式进行加固，这种工艺与传统加固工艺相比较施工简易，承受荷载大，施工周期短，不需要养护可直接进行使用。

1.2 水下玻纤套筒加固系统相比较传统加固方法，有以下几个优点

（1）强度高、耐UV、免维护；

（2）环氧灌浆料与套筒粘结强度高；

（3）适用性强，对木、混凝土和钢墩柱都有效；

（4）防腐性能好，耐海水腐蚀和各种化学制剂；

（5）耐干湿、冷热、冻融的交互作用；（零下20度施工都没有问题，适用于我们北方并且不受季节影响）

（6）施工快捷方便，无需封桥或断路施工；

（7）可人工灌注或泵送环氧灌浆料。

1.3 该系统配套的材料有：

①玻璃纤维套筒；②水泥基灌浆料；③水下环氧封口胶；④水下环氧结构胶；⑤不锈钢钉；⑥紧固带；⑦可压缩密封条

CFGJ玻璃纤维套筒：玻纤套筒是由玻璃纤维和聚合树脂材料加工而成，聚合树酯有稳定剂以防止紫外线[1]。玻纤套筒的抗拉强度高达400MPa，防腐性能好（抗海水和化学制剂）。

CMEG水下环氧灌浆料：高强度，耐冲击灌浆料；潮湿表面有极佳粘附性；可在水下固化和粘接；在腐蚀性水环境中具有良好耐化学性；且能实现水下自流平、自密实。

1.4 玻纤套筒加固系统施工步骤

（1）结构表面处理：采用气动角磨机或者高压水枪对有问题部位的混凝土墩柱进行表面处理，包括如清除结构表面的水生物、除去松散的混凝土、处理钢筋锈蚀表面和清理墩柱底部的泥浆等。目的是为了增加与灌浆料的粘结力。

表1 CFGJ玻璃纤维套筒参数

（2）根据墩柱的实际尺寸，对套筒进行裁剪，裁剪完毕后，在套筒的锁扣槽内注入卡本CMSR氢脂环氧封口胶[2]。

（3）将套筒撑开并包裹墩柱，根据不同项目的情况确定套筒的长度，一般情况下，套筒的长度是在病害区域上下各延长50cm。

（4）使用紧固带临时固定套筒，间距大概50cm一道，临时紧固带待所有灌浆料初步固化后方可拆除。

（5）每隔10cm-15cm左右，使用气动起子将不锈钢自攻螺丝紧固套筒锁扣处。

（6）使用可压缩密封条封住套筒底部，此密封条可在套筒安装前提前粘接或用固定螺丝固定在套筒

（7）将CMEG水下环氧灌浆料采用高液漏斗法注入套筒底部至15cm高度处，待灌浆料固化至少8小时，如果有必要，可以现在加工一个PVC溜槽进行灌注[3]。

（8）待底部封底灌浆料初步固化后，灌注水下水泥基灌浆料至离套筒顶部15cm左右的位置，最顶上15cm高度的灌浆料，仍采用水下环氧灌浆料进行浇筑。

（9）在套筒顶端部用CUCR水下环氧封顶胶建个斜坡，进行顶部密封。

（10）待CMEG水下环氧灌浆料固化后，取下临时紧固带。卡本水下玻纤套筒加固系统安装完毕。

2 结语

目前，水下玻纤套筒系统加固技术在我国使用较少，但其优越的加固效果和综合效益在国外得到认可并普遍应用。随着该项技术的不断普及，我国也积累了些许宝贵的施工经验，为指导类似的工程提供很大的帮助。当然，该项技术仍有需要改进的地方，通过不断的工程实践，该技术将会得到进一步完善。