字體：小 中 大 |
|
|
||
| 2022/01/14 02:05:15瀏覽18｜回應0｜推薦0 | ||
碳纖維布在三道河水庫低輸水隧洞加固工程中的設計應用張建華，周 波，楊立濤 （湖北省襄陽市三道河水電工程管理局，441500，襄陽） 摘 要：碳纖維布加固技術是利用高性能黏結劑將碳纖維粘貼在結構件表面，通過共同作用，大幅度提高結構件承載力和耐久性，達到對結構件補強加固及改善受力性能的目的。該材料應用在三道河水庫輸水隧洞加固工程中，施工簡便、性能可靠，縮短了工期，降低了施工成本，達到了防漏和補強加固的效果。 關鍵詞：水工隧洞；碳纖維布；加固技術 一、工程加固背景三道河水庫位于湖北省南漳縣蠻河上游，是一座以灌溉、防洪為主，兼有供水、發電、養殖等綜合效益的大（2）型水庫。工程于1958年興建，1966年基本建成并發揮效益，由主壩，#1、#2、#3、#4副壩，溢洪道及灌溉高輸水隧洞，低輸水隧洞和4座水電站等組成。 2011年10月28日，三道河水庫管理人員在例行檢查時發現低輸水隧洞出口處存在滲漏現象，滲漏量為25～30 L/s。由于該隧洞承擔著南漳縣城區生活用水、農業灌溉用水及幾個大型廠礦工業用水的供水任務，管理單位對此高度重視，立即上報險情，并著手研究方案進行處理。 二、隧洞滲漏成因分析根據對該隧洞歷史資料的考證、分析，隧洞內襯鋼管建設時，由于施工工藝、施工條件和環境限制造成隧洞與內襯鋼管間塊石混凝土填充不密實、焊接質量不高。經多年運行，在水的侵蝕下，缺陷及薄弱部位已銹蝕洞穿，形成滲漏通道。 三、隧洞補強加固設計根據滲漏成因及工程特點，隧洞加固方案有兩種。 方案一：拆除重建方案。拆除重建內襯壓力鋼管，直徑為1.2 m，壁厚為10 mm，內襯鋼管與隧洞間回填灌漿。 方案二：補強加固方案。鋼管漏水部位封堵找平，全斷面粘貼碳纖維布補強加固，內襯鋼管與隧洞間回填灌漿。 方案一、方案二的比選見表1。根據工程特點及實際運行情況，經湖北省水利廳三道河水庫低輸水隧洞加固項目設計審查會審查，同意采用碳纖維布補強加固方案。 四、碳纖維布材料介紹碳纖維布是一種含碳量高于90%的無機高分子單向碳纖維加固產品，是一種力學性能優異的新材料，兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征，具有重量輕、強度大、模量高、密度低等特點，材料與浸漬膠配套使用可提高結構件承載力和耐久性，達到對結構件補強加固及增強受力性能的目的。廣泛適用于水電工程中橋梁板墩柱及隧道、管道等部位的補強和加固。該材料基本不增加構件自重及截面尺寸，施工便捷，無須大型機械，無須固定設施，工效高，不生銹，具有抗酸堿腐蝕和高耐久性，特別適合腐蝕環境中扭曲面、節點等復雜結構的補強加固。碳纖維布及WSX碳纖維粘接材料的主要物理性能見表2、表3。 五、施工工藝1.基本步驟 施工工藝的基本步驟為：施工導流→施工準備→標記滲漏點→內壁除銹→修補找平→回填灌漿→粘貼碳纖維布→檢查養護→表面防護→洞外恢復。 2.工藝要點及質量控制 施工導流采用圓形鋼板夾環形堵水氣囊，中間焊接導流管，平整管道內壁，堵水氣囊置于進水口處充氣，阻塞水流。上游閘后滲漏水由導流管、排水管排至隧洞外，形成干燥施工環境。 ①施工準備。檢查施工機具、黏結劑、碳纖維布配備情況，詳細標記加固部位。 ②管壁處理。清除管壁銹蝕層，露出新鮮層，壓縮空氣吹凈表面，酒精擦拭、碘鎢燈加溫保持干燥，修補膠封堵滲漏點，表面修復平整。 ③脫空區域回填灌漿，灌漿孔拆除補強。灌漿壓力0.2 MPa，水泥漿密度1.5g/cm3。本項目回填灌漿共消耗水泥72t，在出口觀測到城門隧洞與山體結合處發現漏漿。由此證實，隧洞內襯鋼管時，塊石混凝土填充不密實，脫空區域較大，且原城門隧洞洞身有裂縫。 ④配WSX基底膠，涂刷底膠。將A、B兩組WSX黏結料按重量比4∶1比例配制基底膠，攪拌、涂刷均勻，不平部位反復涂刷，厚度不超過1 mm。 ⑤配WSX浸漬膠、涂刷、粘貼。將A、B兩組WSX黏結料分別攪拌均勻，按重量比4∶1比例倒入容器攪拌。電動攪拌時間一般不少于5min，一次調膠一般以6～10kg為宜。均勻涂刷于修復面，裁剪好的碳纖維布用手輕壓貼于管壁，沿隧洞環向粘貼，縱向搭接100 mm，上游環箍邊緣粘在下游環箍邊緣上，搭接長度50mm。纖維方向搭接長度不小于10mm，各層搭接位置相互錯開。專用滾筒或刮刀沿纖維方向反復滾壓，擠除氣泡，使浸漬膠充分浸透碳纖維布。多層粘貼時重復上述步驟，待纖維布表面干燥時即進行下一層粘貼，最后一層碳纖維布表面涂刷一層浸漬膠。 表1 工程加固方案比較 方案 方案優點 方案缺點方案1 1.可徹底解決滲漏問題1.施工難度大2.人員、工程的安全防護難度大3.投資大4.工期較長，影響水庫蓄水和下游灌溉及生活供水方案2 1.高抗拉強度,能夠承受內水壓力2.抗酸堿腐蝕,高耐久性，不會生銹3.可搭接黏結任意延長,無明火作業4.碳纖維布具有較高的防滲性能5.該方法簡單、方便、易施工6.工程投資比較節省施工空間狹小，止水、排水困難 表2 碳纖維布主要物理性能 備注：試驗用混凝土強度為C40，拉伸速度為2 mm/min理論厚度為0.111 mm。 4.2且混凝土內聚破壞單位面積質量（g/m2） ≤300 197指標名稱 GB50367—2006標準要求(單向織物高強度Ⅰ級) 檢驗結果抗拉強度標準值（MPa） ≥3 400 3 643受拉彈性模量（MPa） ≥2.4×105 2.43×105伸長率（%） ≥1.7 1.72彎曲強度（MPa） ≥700 788層間剪切強度（MPa） ≥45 50仰貼條件下纖維復合材料與混凝土的正拉黏接強度（MPa）≥2.5且混凝土內聚破壞 表3 WSX碳纖維粘接材料主要物理性能 指標名稱 GB50367—2006、GB/T7124—2008標準指標(A級膠) 檢驗結果抗拉強度（MPa） ≥40 40.6受拉彈性模量（MPa） ≥2 500 3 140伸長率（%） ≥1.5 1.64抗彎強度（MPa） ≥50，且不得呈脆性（碎裂狀）破壞 68.6（不呈脆性破壞）抗壓強度（MPa） ≥70 84.1鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值（MPa） ≥14 15.4鋼-鋼不均勻扯離強度（kN/m） ≥20 26.3與混凝土的正拉黏結強度（MPa） ≥2.5且混凝土內聚破壞3.5且混凝土內聚破壞 ⑥養護、質量檢查。碘鎢燈加溫養護固化后，檢查粘貼質量，小錘輕輕敲擊碳纖維布表面，以回聲判斷黏結效果。如出現空鼓等不密實現象，應采取措施進行修復：當單個空鼓面積＜1 000 mm時，用注射器注膠修復；當單個空鼓面積＞1 000 mm時，沿空鼓邊沿，將空鼓部分碳纖維布割除，以每邊向外緣擴展100 mm大小的碳纖維材料補貼在原處。 ⑦表面防護。采用107膠水摻入高標號水泥涂刮兩遍。 六、施工注意事項①若環境溫度＜5℃，采取加溫、保溫措施，方可施工。 ②工業酒精、結構膠應密閉儲存，遠離火源，工作場地嚴禁煙火；碳纖維布為導電材料，應盡量遠離電器設備及電源。 ③WSX浸漬膠要涂刷厚些，專用滾筒或刮刀碾壓時要始終順一個方向，使黏結料充分滲透碳纖維。 ④配置及使用黏結劑必須通風良好，做好防護。 ⑤碳纖維布粘貼后，嚴禁進行敲擊、焊接、開孔等。 ⑥施工中做好隧洞內通風、照明及防毒面具的佩戴等防護工作。 七、效果評價碳纖維布應用在三道河水庫低輸水隧洞補強加固工程中，取得了良好的效果。采用碳纖維布補強加固技術，襯管受力性能得到了增強和改善。施工便捷，工期短。經概算采用鋼管拆除重建方案需投資197.2萬元，而采用碳纖維布補強加固方案投資78.2萬元，節省了工程投資。工程完工后運行4年來，未發現滲漏現象，運行正常。 八、結 語碳纖維布在三道河水庫低輸水隧洞補強加固工程中的成功應用表明：碳纖維布在輸水隧洞等水工建筑的防漏、補強加固處理中，可起到比傳統施工方案和施工材料更好的效果，值得借鑒與推廣。 參考文獻： [1]陳勝.碳纖維布在中小型水庫除險加固工程中的應用[J].水利建設與管理,2010(4). [2]李濤,等.碳纖維布在青山水庫引水隧洞加固中的應用[J].人民長江, 2011(12). [3]秦慶紅.青崗峽水電站引水鋼管回填補強施工[J].東北水利水電,2007(10). [4]李彥軍，劉志奇.碳纖維布加固技術在水工隧洞中的應用[J].人民黃河,2007(4). [5]何芳芳，等.圓形鋼質壓力管道碳纖維布加固研究[J].工程與建設,2013(3). [6]魏俊.碳纖維加固技術的一般施工步驟[J].江西建材,2005(2). 責任編輯 安天杭 Design and application of carbon fiber sheet in strengthening of water transfer tunnel of Sandaohe Reservoir// Zhang Jianhua,Zhou Bo,Yang Litao Abstract：The purposes of applying carbon fiber sheet are to stick carbon fiber on the surface of structural components by high-performance inorganic bond,and dramatically increase its bearing capacity and durability through combined action,so as to achieve the target of reinforcement and enhancement its mechanical behavior. This material has been used in strengthening of water transfer tunnel of Sandaohe Reservoir.Owing to its advantages of easy construction,reliable performance,short construction period and low cost,the material plays an effective role for seepage control and reinforcement. Key words：hydraulic tunnel;carbon fiber sheet;strengthening technology 中圖分類號：TV698.24 文獻標識碼：：B 文章編號：：1000-1123（2017）08-0029-02 收稿日期：2017-01-12 作者簡介：張建華，助理工程師。 透過上述文章的介紹 無論是碳纖維板材還是其他複合材料，產品的後加工品質，一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵 因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好 過去以量取勝的策略在現在的環境上，對於一般產品可能還適用～ 但是對於精密產業與複合材料的廠商而言 「質大於量」這是不爭的事實 為了讓後加工的品質更上一層樓，切割機臺的選擇就非常重要 瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌，也是世界知名品牌指定合作的切割機臺 鋁板及發泡材質切割： 19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割 皮革切割： 厚度為2mm的皮革材料，影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割 確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件 預浸布與碳纖維材料： 工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號 三層碳纖維編織乾布裁切： 碳纖維重量僅鋼鐵的五分之一，但強度卻是鐵的10倍 蜂巢板切割： 蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料，使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定 ZUND切割機不僅可以穩定物件，銑刀模組更能讓確實完成銑切斷差製程 朝安科技協助您擁有四大服務 最完整的教育訓練：解析ZUND切割機所有設定 讓ZUND在臺灣的夥伴們想有最完整與專業的技術服務. 聯繫方式
zund碳纖維切割機，zundcarbon fiber切割機，zund玻璃纖維切割機，zundglass fiber切割機，zund預浸布切割機，zundprepreg切割機，zundpre-preg切割機，zund蜂巢板切割機，zundhoneycomb切割機，zund克維拉切割機，zundkevlar切割機，zund石墨切割機，zundgraphite切割機，zund光學壓克力切割機，zund光學擴散板切割機，zundacrylic 切割機，zundpc切割機，zundpe切割機，zundpvc切割機，zundpeek切割機，zund工程塑膠切割機，zundCFRP切割機，zundGFRP切割機，zundCFRTP切割機，zund熱塑板切割機，zund先進材料切割機，zund新進複合材料切割機，zund複合材料切割機，zundcomposite切割機，zund功能性織品切割機，zund功能性織布切割機，zund橡膠墊片切割機，zund皮革切割機，zundFpc軟性印刷電路板切割機，zund手機保護貼切割機，zund紡織布切割機，zund飛機零件切割機，zund防彈背心切割機，zund合成纖維切割機，zund凱夫拉纖維切割機，zund風力發電機風扇切割機，zund直升機螺旋槳切割機，zund汽車零件切割機，zund卡車篷布切割機，zund地毯切割機，zund遮雨棚切割機，zund熱氣球切割機，zund風帆切割機，zund木質框架切割機，zund海綿橡膠切割機，zund醫療器材切割機，zund濾心切割機，zund濾網切割機，zund高壓電塔零件切割機，zund滑鼠裝備切割機，zund皮帶切割機，zund皮革公事包切割機，zund皮手套切割機，zund皮鞋切割機，zund絲絨沙發切割機，zund皮靴切割機，zund皮夾克切割機，zund真皮座椅切割機，zund真皮座墊切割機，zund鞋底切割機，zund皮錢包切割機，zund半導體材料切割機，zund太陽能電板切割機，zund高溫超導材料切割機，zund絲綢切割機，zund塑料切割機，zund玻璃纖維樹脂複合材料切割機，zund碳纖維樹脂複合材料切割機，zund紡織pos架切割機，zund木質產品切割機，zund金屬雕刻切割機，zund標誌雕刻切割機 zund G3 XL-3200-凱夫拉纖維台中雕刻裁切加工zund G3 M-2500-木質材料台中雕刻裁切加工zund G3 2XL-1600-壓克力台中雷射切割雕刻代工 先進復合材料在基礎設施領域的應用 zund XL-1200-Polypropylene台中雕刻裁切加PIEP共聚(混)可有效改善環氧樹脂韌性 zund切割機-地毯台中雷射雕刻粘貼碳纖維復合材料加固工藝流程 zund G3 3XL-1600-MDF-板台中雷射切割雕刻代工 |
||
| ( 在地生活｜自然園藝 ) |
