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摘要：我国南水北调中线某隧洞工程为长距离输水隧洞，由邙山段隧洞和过河段隧洞组成，全长4250m，其中邙山隧洞748.43m，过河隧洞3450.5m，设计流量265m?/s，加大流量320 m?/s，该隧洞为全圆断面，内径7m，外径7.9m，内衬采用现浇分序法施工（二次衬砌），为后张法有粘结预应力钢筋混凝土结构，采用C40W12F200预应力混凝土，厚度45cm，系超薄结构。
在现有的混凝土浇筑技术中，部分顶拱混凝土不能浇满，不能完全达到设计厚度，可能影响结构安全运行，一般方法是采用水泥浆回填就能满足要求。本文具体针对南水北调某地下工程的特殊结构的粘钢补强进行细致解读，希望能够将当中不良隐患扼制完全，为相关事业长期可持续发展奠定基础。粘钢加固技术也是目前工程加固中常用的方法之一，它是应用高强度的结构粘结剂，将钢板粘贴在钢筋砼或其他被加固构件的表面，使被加固构件与钢板共同工作，从而达到对原结构或构件补强加固的目的。同其他结构加固方法相比较，在结构或构件中采用粘钢加固有其独特的优点：施工现场基本无湿作业，干净简洁；施工方法较简单，工期较短，对结构的正常使用基本不影响；传力简单明确，耐久性较好；基本不增加结构的重量，基本不改变结构的外观；粘贴钢板的方案灵活多样，适应性较强；性价比较高，能节省材料和工期，加固费用较低。
关键词：南水北调；地下工程；结构加固；粘钢
前言：粘钢加固体系具体应用环氧树脂粘结剂进行钢板、混凝土材质粘贴，使得薄弱部位得到填补，并联合原结构基础共同抵受外力作用，维持设施整体承载功效。具体使用条件包括：现场提供足以承受静力作用的受拉部件，并且将使用环境温度稳定在80摄氏度范围之内，相对湿度不得高于70%；借助加固部件以及钢板表面粘贴手法即可达到预期规划指标，施工空间不会过分扩张；同时在加固后期结构质量也不会过分增加，稳定设施美观视角效果，也不必对相邻结构进行补强改造。因此，在南水北调地下工程进行此类工艺结构布置，根据后期结构充水测试结果反应效果良好，可在类似工程中得到广泛应用。
一、粘钢结构加固工艺理念内涵论述
所谓的粘钢加固技术就是利用高性能环氧类粘接剂将钢板、混凝土交接成为整体形态，在良好抗拉强度之下增加建筑设施整体承载潜质与刚度维系结构安全。具体布置流程表现为：处理粘贴表面、布置固定系统、胶粘剂调制、灌注与固化、养护、现场技术质量验证等。
主要材料特性：（1）钢板材料：选用Q235优质钢板，按设计图纸要求备料。（2）封边胶：使用环境温度≤80℃，在25℃左右胶凝时间为40～80min，其主要性能指标见表。
封边胶性能指标表
（3）粘钢型结构胶。粘钢型结构胶，应具有可灌性好、无毒等特点，其安全性能指标见表。
粘钢型结构胶粘剂材料性能表
二、粘钢加固法在南水北调地下工程应用细节解析
粘钢加固技艺依照以下工序进行逐层完善，具体包括：混凝土面画线放样→混凝土表面凿毛、清洗→打孔预埋螺栓→钢板表面打磨、对位开孔→固定钢板、封边、预埋注浆及排气孔→灌胶、养护→钢板涂装防腐处理。
第一，粘钢范围放线、凿毛、清洗。在混凝土墙面上定出需凿毛区域，凿毛确保产生平整粗糙面之后用钢丝刷、压缩空气清除浮渣、疏松物，并用工业丙酮清洗，保证混凝土面无粉尘。凿毛深度应不损伤钢筋，并满足已卷钢板轮廓与内衬壁面相容。
第二，打孔、植筋。根据图纸以及实际工况要求凿孔直径为25mm，孔向尽量垂直岩面，偏差不大于5°；完成后采用钢丝刷和高压空气清理孔内粉尘，再采用脱籽棉蘸清洗剂插入孔内清洗，验收合格后采用注射器注入植筋胶，注胶量不少于孔容量的50%，注胶完成后将植筋为20mm全丝螺杆旋转插入锚孔，并固定、封孔。锚筋锚入前应对锚入部分作除污、除锈处理，植入后注意对螺杆养护及保护，避免扰动。
第三，钢板粘贴面处理、对位开孔与安装。钢板安装前可以用电动钢丝刷持续打磨除去钢板表面浮锈，光泽出现之后用脱脂棉蘸取丙酮或工业酒精擦拭；打磨粗糙度要掌握尺度，纹道最好与钢板受力方向垂直分布。当钢板锈蚀迹象严重时，则就应尽快用盐酸浸泡20分钟左右，确保锈层脱落之后再配合石灰水清洗，并使用平轮砂轮打磨所需纹道。
根据已安装螺栓位置，在钢板上开孔直径应较植筋直径大2cm，吊装调校好后将钢垫板与钢板满焊，螺母满丝拧紧，保证钢垫板与螺母紧合。钢板埋入深度与设计深度误差不得大于2mm，安装完成后切除高出钢板的螺栓杆段。
第四，封边、埋管。采用专用封边胶将钢板四周密封，同时埋设灌浆管（排气管），灌浆管上下、左右两侧交叉布置，间距控制在40cm，最下端和最上端灌浆管距钢板边缘不宜超过20cm。封边胶固化后压风检查封边质量，压风压力为注胶压力的80%。
第五，配胶与灌注工作。灌注胶按设计要求配比，可采取机械或人工手段定向搅拌（定向搅拌可减小气泡发生率），并在材质色泽均匀之后停止；注胶过程中，当高于注浆嘴的排气管均有连续胶液流出后，则可认定排气管以下部分灌胶密实，即可封闭排气管更换注浆嘴继续注浆；待钢板最上部排气管有连续胶液流出后，则可认定浆液灌浆饱满，同时封闭最上部排气管进行稳压灌注，灌注压力控制在0.3～0.4Mpa。
第六，检查与养护。灌注过程中使用木槌轻敲钢板边角及螺栓周围，可以通过声音回响检查是否饱满，同时可以振动钢板，减小空腔发生率；灌胶结束后，正常状态下养护12h后清理表面注浆嘴及排气管以及流出的胶液，注胶结束后应进行72小时养护，在此期间钢板不得受到撞击或震动。
第七，技术检验。用小锤敲击钢板检验有效粘结面积，从声音判断粘贴固化效果，锚固区有效粘结面积应不小于95%，否则应开孔补灌。
第八，防腐处理。经检验确认钢板粘贴效果可靠后，清除钢板外表面污垢和锈斑，擦去灰尘，在钢板表面刷一层底胶，再用人工或机械在钢板表面点粘砂粒，增加钢板表面粗糙度，然后用空压泵喷涂一层水泥胶砂，使处理后表面与原结构混凝土颜色一致。
三、结语
经过在南水北调某地下工程中的实践，同时根据后期过水时结构观测结果，粘钢加固技术在该工程结构中受力良好，完全达到预期规划指标要求。该技术处理结构缺陷快速，能够保证工程质量，同时应用广泛，定能适应工程结构相关事业可持续发展步伐。
参考文献：
[1]中国建筑工业出版社 《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）
[2]中国建筑工业出版社 《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）
在现有的混凝土浇筑技术中，部分顶拱混凝土不能浇满，不能完全达到设计厚度，可能影响结构安全运行，一般方法是采用水泥浆回填就能满足要求。本文具体针对南水北调某地下工程的特殊结构的粘钢补强进行细致解读，希望能够将当中不良隐患扼制完全，为相关事业长期可持续发展奠定基础。粘钢加固技术也是目前工程加固中常用的方法之一，它是应用高强度的结构粘结剂，将钢板粘贴在钢筋砼或其他被加固构件的表面，使被加固构件与钢板共同工作，从而达到对原结构或构件补强加固的目的。同其他结构加固方法相比较，在结构或构件中采用粘钢加固有其独特的优点：施工现场基本无湿作业，干净简洁；施工方法较简单，工期较短，对结构的正常使用基本不影响；传力简单明确，耐久性较好；基本不增加结构的重量，基本不改变结构的外观；粘贴钢板的方案灵活多样，适应性较强；性价比较高，能节省材料和工期，加固费用较低。
关键词：南水北调；地下工程；结构加固；粘钢
前言：粘钢加固体系具体应用环氧树脂粘结剂进行钢板、混凝土材质粘贴，使得薄弱部位得到填补，并联合原结构基础共同抵受外力作用，维持设施整体承载功效。具体使用条件包括：现场提供足以承受静力作用的受拉部件，并且将使用环境温度稳定在80摄氏度范围之内，相对湿度不得高于70%；借助加固部件以及钢板表面粘贴手法即可达到预期规划指标，施工空间不会过分扩张；同时在加固后期结构质量也不会过分增加，稳定设施美观视角效果，也不必对相邻结构进行补强改造。因此，在南水北调地下工程进行此类工艺结构布置，根据后期结构充水测试结果反应效果良好，可在类似工程中得到广泛应用。
一、粘钢结构加固工艺理念内涵论述
所谓的粘钢加固技术就是利用高性能环氧类粘接剂将钢板、混凝土交接成为整体形态，在良好抗拉强度之下增加建筑设施整体承载潜质与刚度维系结构安全。具体布置流程表现为：处理粘贴表面、布置固定系统、胶粘剂调制、灌注与固化、养护、现场技术质量验证等。
主要材料特性：（1）钢板材料：选用Q235优质钢板，按设计图纸要求备料。（2）封边胶：使用环境温度≤80℃，在25℃左右胶凝时间为40～80min，其主要性能指标见表。
封边胶性能指标表
（3）粘钢型结构胶。粘钢型结构胶，应具有可灌性好、无毒等特点，其安全性能指标见表。
粘钢型结构胶粘剂材料性能表
二、粘钢加固法在南水北调地下工程应用细节解析
粘钢加固技艺依照以下工序进行逐层完善，具体包括：混凝土面画线放样→混凝土表面凿毛、清洗→打孔预埋螺栓→钢板表面打磨、对位开孔→固定钢板、封边、预埋注浆及排气孔→灌胶、养护→钢板涂装防腐处理。
第一，粘钢范围放线、凿毛、清洗。在混凝土墙面上定出需凿毛区域，凿毛确保产生平整粗糙面之后用钢丝刷、压缩空气清除浮渣、疏松物，并用工业丙酮清洗，保证混凝土面无粉尘。凿毛深度应不损伤钢筋，并满足已卷钢板轮廓与内衬壁面相容。
第二，打孔、植筋。根据图纸以及实际工况要求凿孔直径为25mm，孔向尽量垂直岩面，偏差不大于5°；完成后采用钢丝刷和高压空气清理孔内粉尘，再采用脱籽棉蘸清洗剂插入孔内清洗，验收合格后采用注射器注入植筋胶，注胶量不少于孔容量的50%，注胶完成后将植筋为20mm全丝螺杆旋转插入锚孔，并固定、封孔。锚筋锚入前应对锚入部分作除污、除锈处理，植入后注意对螺杆养护及保护，避免扰动。
第三，钢板粘贴面处理、对位开孔与安装。钢板安装前可以用电动钢丝刷持续打磨除去钢板表面浮锈，光泽出现之后用脱脂棉蘸取丙酮或工业酒精擦拭；打磨粗糙度要掌握尺度，纹道最好与钢板受力方向垂直分布。当钢板锈蚀迹象严重时，则就应尽快用盐酸浸泡20分钟左右，确保锈层脱落之后再配合石灰水清洗，并使用平轮砂轮打磨所需纹道。
根据已安装螺栓位置，在钢板上开孔直径应较植筋直径大2cm，吊装调校好后将钢垫板与钢板满焊，螺母满丝拧紧，保证钢垫板与螺母紧合。钢板埋入深度与设计深度误差不得大于2mm，安装完成后切除高出钢板的螺栓杆段。
第四，封边、埋管。采用专用封边胶将钢板四周密封，同时埋设灌浆管（排气管），灌浆管上下、左右两侧交叉布置，间距控制在40cm，最下端和最上端灌浆管距钢板边缘不宜超过20cm。封边胶固化后压风检查封边质量，压风压力为注胶压力的80%。
第五，配胶与灌注工作。灌注胶按设计要求配比，可采取机械或人工手段定向搅拌（定向搅拌可减小气泡发生率），并在材质色泽均匀之后停止；注胶过程中，当高于注浆嘴的排气管均有连续胶液流出后，则可认定排气管以下部分灌胶密实，即可封闭排气管更换注浆嘴继续注浆；待钢板最上部排气管有连续胶液流出后，则可认定浆液灌浆饱满，同时封闭最上部排气管进行稳压灌注，灌注压力控制在0.3～0.4Mpa。
第六，检查与养护。灌注过程中使用木槌轻敲钢板边角及螺栓周围，可以通过声音回响检查是否饱满，同时可以振动钢板，减小空腔发生率；灌胶结束后，正常状态下养护12h后清理表面注浆嘴及排气管以及流出的胶液，注胶结束后应进行72小时养护，在此期间钢板不得受到撞击或震动。
第七，技术检验。用小锤敲击钢板检验有效粘结面积，从声音判断粘贴固化效果，锚固区有效粘结面积应不小于95%，否则应开孔补灌。
第八，防腐处理。经检验确认钢板粘贴效果可靠后，清除钢板外表面污垢和锈斑，擦去灰尘，在钢板表面刷一层底胶，再用人工或机械在钢板表面点粘砂粒，增加钢板表面粗糙度，然后用空压泵喷涂一层水泥胶砂，使处理后表面与原结构混凝土颜色一致。
三、结语
经过在南水北调某地下工程中的实践，同时根据后期过水时结构观测结果，粘钢加固技术在该工程结构中受力良好，完全达到预期规划指标要求。该技术处理结构缺陷快速，能够保证工程质量，同时应用广泛，定能适应工程结构相关事业可持续发展步伐。
参考文献：
[1]中国建筑工业出版社 《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）
[2]中国建筑工业出版社 《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）