隧洞预应力张拉导致混凝土崩裂处理方案

辛卓

（辽宁润中供水有限责任公司，辽宁 沈阳 110166）

1 概况

某工程有压隧洞，成洞内径为6.0 m，对于Ⅳ，Ⅴ类围岩采用预应力混凝土结构，预应力混凝土衬砌厚度为0.4 m，采用双圈无粘结预应力钢绞线进行张拉。在张拉21号锚具槽内钢绞线时，当油压表读数达到33.0 MPa时（对应张拉力约982.0 kN），衬砌内发出异响，现场操作人员立即停止了张拉，右侧拱腰内层钢筋外混凝土脱落，内层钢筋发生严重变形，局部裸露钢绞线。混凝土脱落面沿洞轴线长3.0 m，环向长度约2.5 m。事情发生后，现场人员及时对施工现场进行了调查、分析，认为此次事件原因为钢绞线位置没有固定好，浇筑混凝土时钢绞线移位，导致受压区太薄引起的。

2 处理方案

经过认真分析讨论，采用以下方案进行处理。

1）对该段预应力进行退锚，解除该段混凝土内的预应力，防止崩裂区域扩大。

2）采用风镐将崩裂部分松动混凝土凿除。

3）将变形的钢筋割除，并置换新的钢筋，新钢筋与原来钢筋按照规范要求搭接长度并焊接牢固。

4）将混凝土脱落面凿毛并清理干净。

5）在老混凝土面上涂刷建筑胶，以保证新老混凝土结合紧密。

6）采用预缩砂浆对脱落部分分层压抹，直至设计断面，分层厚度不大于5.0 cm。

7）在该段衬砌表面采用碳纤维补强。

3 碳纤维补强加固施工

3.1 优点

1）强度高。在使用碳纤维布的情况下，同截面抗拉强度是钢材的10～17 倍，在管内壁上可有效地获得补强加固效果。

2）施工高效。材料抗潮湿效果显著，可在潮湿的环境下施工且方便、快捷。

3）柔韧性好。可有效保证施工质量，耐疲劳。

4）重量轻、质地薄。可最大程度地保持原结构的自重、尺寸，不缩小过水面积。

3.2 施工方法

1）处理混凝土基面

打磨混凝土表面，将粉尘清除干净，最后将其表面烤干。

2）底层涂料的涂抹

将底层涂料的主剂与固化剂按规定比例准确称量后放入搅拌器中搅拌至均匀。须在固化剂的可使用时间内把搅拌的涂料用完。

3）环氧腻子修补

用环氧腻子把混凝土表面的凹陷部填平并修补平整后，再对其表面凹凸不平的糙纹处用砂纸打磨平整。

4）碳纤维布的粘贴

首先，用滚筒刷均匀地把粘结树脂涂刷在混凝土构件表面，其涂量为500～600 g/m2；粘贴碳纤维布，使用专用工具沿纤维的方向滚压多次，这样能使树脂充分浸入碳纤维布中。完成碳纤维布贴片30 min 后，再次使用滚筒刷将树脂均匀地涂抹一遍，其涂量为200～300 g/m2。

5）工程养护

碳纤维布粘贴工程完工后，需要在不受干扰的条件下自然养护24 h 可达到初期固化的程度。要使其达到设计强度还需要更长时间的自然养护，条件是当平均气温在10 ℃以下时，需要14 d的自然养护时间；当平均气温在10 ℃以上时，需要7 d 的自然养护时间。碳纤维贴片在养护期间不能受到硬性冲击。

4 结语

通过对预应力混凝土张拉施工中导致混凝土崩裂原因进行详细的分析，提出了处理方案。预应力混凝土施工时，一定对每一道工序进行严格检查，并在钢绞线张拉时做好安全防护。上文阐述的碳纤维补强加固工艺及特点，对今后在施工中遇到此类问题起到很好的借鉴作用。