Tratamiento de refuerzo de tuberías de hormigón para conducción de agua en el Proyecto Arco Iris Invertido de Baojixia.
1. Introducción
La longitud total del Proyecto Arco Iris Invertido del Río Wei de la Garganta Baoji de Shaanxi es de 880 metros, de los cuales la tubería de hormigón armado tiene 623 metros de largo y un diámetro interior de 3,25 metros El caudal de diseño es de 52 m3/s, verifique. El caudal es de 55 m3/s y el área de riego se controla en 6,5438+0,59 millones de acres. El proyecto del arco iris invertido se completó en 1971 y ha estado en funcionamiento durante más de 30 años. Debido a limitaciones técnicas y mala calidad de la construcción hace más de 30 años, sumado al impacto de la erosión hídrica a largo plazo y cargas pesadas (ladrillos, piedras, etc.). ) En el agua, el desgaste de las paredes interiores de las tuberías de hormigón armado invertidas es común, especialmente en la parte inferior de la tubería. Según los resultados de las mediciones reales de 1999, hay 12 tuberías con una profundidad de desgaste de 5 ~ 6 cm (un promedio de 12 tuberías de hormigón. La superficie de las piezas muy desgastadas es de aproximadamente 1300 m2, lo que representa 12715 m2 del interior). Área de pared de las tuberías. Además, existen 44 tuberías con distintos grados de barras de acero expuestas, con 565 barras de acero expuestas y una longitud acumulada de 104 m. Hay 40 rejas expuestas en el tramo más grave, lo que representa el 52% del total de rejas principales (77) de este tramo. La barra de acero expuesta más larga mide 80 cm y la parte desgastada de algunas barras de acero excede el 50% de la sección transversal de la barra de acero.
El desgaste severo de la pared interior de las tuberías de hormigón afecta directamente a la seguridad operativa. En 2001, el proyecto del arco iris invertido se incluyó en el proyecto de renovación del ahorro de agua del distrito nacional de riego. En vista de que el desgaste en la pared interior del tubo de concreto se concentra en la parte inferior del tubo, se decidió cepillar WSP para evitar la carbonización de la pared interior del concreto en la parte media y superior del tubo. tubería, y realizar reparaciones resistentes a los impactos y al desgaste en la parte inferior de la tubería de hormigón armado para restaurarla a la normalidad y continuar ejerciendo sus debidos beneficios y cumpliendo con los requisitos más altos.
2. Comparación de planos
Para la reparación de concreto dentro de los 90° del fondo de la tubería, se compararon los siguientes planos:
(1) Utilice epoxi mortero o impermeabilizante Parchado de concreto. Debido a la profundidad limitada de la pared interior (de lo contrario, el refuerzo principal quedará expuesto), es difícil asegurar la unión de la interfaz entre el mortero epoxi u hormigón impermeable y el hormigón viejo, lo que hace que la construcción sea problemática y costosa.
(2) Pegue un paño de fibra de vidrio o un paño de fibra de carbono para su reparación. Los adhesivos que se utilizan actualmente en el mercado suelen tener poca resistencia al agua y la fuerza de unión seguirá disminuyendo tras una inmersión prolongada en agua. Junto con el rápido flujo de agua y la alta presión del cabezal de agua, la tela es fácil de despegar y la reparación es ineficaz.
(3) Reparación de placas de acero adheridas externamente. Primero, la placa de acero se incrusta con anclajes autoblocantes en la pared interior y se inyecta adhesivo estructural de construcción WSJ bajo presión en el espacio entre la pared interior y la placa de acero. La placa de acero puede trabajar junto con el hormigón original bajo la fuerza de anclaje del anclaje autoblocante y la fuerza de unión del adhesivo estructural. Las placas de acero pueden complementar la pérdida de barras de acero en el hormigón y al mismo tiempo evitar una mayor carbonización de los componentes del hormigón y la corrosión y el desgaste en el agua corriente. Por lo tanto, este método tiene las ventajas de alta resistencia, buena resistencia al desgaste, buena resistencia a la corrosión por cavitación y alta confiabilidad, y es la mejor solución para este proyecto.
3. Materiales utilizados y sus características
El adhesivo utilizado para unir acero es el adhesivo estructural WSJ, que tiene alta resistencia, no toxicidad y buen rendimiento de unión. La resistencia al corte es mayor. que 18MPa y la resistencia al envejecimiento es buena. Los índices mecánicos de la prueba de envejecimiento artificial acelerado de 2000 horas no disminuyeron.
Cuando la placa de acero está preincrustada, se utiliza un juego completo de productos de anclaje autoblocantes de la marca "Chengju". Las características técnicas de este producto son: primero use un taladro común para perforar un orificio recto hasta la profundidad diseñada y luego use un escariador para expandir el fondo del orificio recto en forma de cono invertido. Al instalar la varilla de anclaje, la cuña empuja la parte ranurada en el extremo de la varilla de anclaje para formar un autobloqueo. Finalmente, se inyecta el material de lechada de unión inorgánica ICG-I para llenar el espacio entre la varilla de anclaje y. la pared del agujero de hormigón. Esta tecnología resuelve los problemas de durabilidad, resistencia al agua y resistencia a la temperatura. En comparación con el método tradicional de anclaje con orificio recto, la confiabilidad mejora enormemente y la velocidad de anclaje es rápida. Resuelve los problemas de alineación difícil de los orificios y los efectos térmicos durante la soldadura al instalar placas de acero en forma de arco, acelera en gran medida la velocidad de construcción y puede garantizar mejor la calidad del refuerzo pegado con acero en la parte inferior de la tubería. El material de lechada de unión inorgánica ICG-I tiene excelentes propiedades técnicas: ① Lechada: alta fluidez (flujo por gravedad), baja tasa de separación de agua, buena capacidad de lechada y buen rendimiento autocompactante. ② Cuerpo endurecido: resistencia temprana, alta resistencia y durabilidad; Alta resistencia; buen rendimiento de unión con paredes de hormigón y barras de acero, sin contracción, resistente al envejecimiento, corrosión química, agua y temperatura media (500 °C), adecuado para proyectos permanentes.
IV. Pasos de construcción de reparación y puntos técnicos
Las medidas específicas para la restauración incluyen:
(1) Cincelar no menos de 15 mm dentro de los 90° del fondo. de la base del tubo de hormigón y nivelarlo ligeramente. Si la profundidad de socavación original es superior a 15 mm, la superficie debe rasparse y rellenarse con hormigón de piedra fina C25 hasta una profundidad de unión de acero de 12 mm.
(2) Después de que el hormigón de piedra fina C25 recién hecho esté completamente seco, marque los orificios de anclaje autoblocantes en la superficie y taladrelos: profundidad del orificio 300 mm, diámetro del orificio D25, espaciado 500 × 500 mm, dispuestos en forma de flor de ciruelo, la dirección de perforación es perpendicular a la superficie de la base, si se necesita refuerzo, ajuste la posición del orificio adecuadamente y taladre orificios en la placa de acero en forma de arco (placa de acero Q235B, δ = 10 mm); posición del orificio correspondiente. Después de formar el orificio, pula la superficie de la placa de acero a unir.
(3) Después de limpiar y humedecer la pared interior del orificio de anclaje, coloque una pequeña almohadilla de acero de 2 mm adecuadamente debajo de la placa de acero para garantizar el grosor de la capa adhesiva y la alineación de la placa de acero y el orificio; se inyecta adhesivo inorgánico ICG-ⅰ en el orificio. Se anuda el material y luego se implanta un anclaje autoblocante. El anclaje autoblocante está hecho de acero de grado I y tiene un diámetro de φ 20. Después de instalar el anclaje autoblocante, se corta la parte sobre la superficie de la placa de acero, se sueldan el anclaje y la placa de acero y se unen las uniones de los anillos entre las placas de acero adyacentes.
(4) Selle el tubo de escape integrado alrededor de la placa de acero incrustada; el tubo de entrada de lodo se entierra en la parte inferior de la placa de acero en forma de arco y se inyecta pegamento estructural WSJ bajo presión.
(Una vez curado el pegamento WSJ, la superficie de la placa de acero queda protegida por un revestimiento resistente a los impactos y al desgaste.
Los puntos de construcción incluyen:
(1) Curvatura de la placa de acero en forma de arco Debe determinarse en función de la situación real.
Debido a la deformación del molde interno durante la construcción del vertido de la tubería de concreto hace 30 años, la tubería. La pared formó irregularidades y el radio de ajuste medido de la pared interior del fondo de la tubería estuvo principalmente en el rango de 1600-1700 mm, los datos fuera de este rango son menos del 10%, por lo que el material de unión de acero en la parte inferior de la tubería. La tubería es de 2552 mm × 2000 mm, calculada en base al radio de 65438+. La curvatura de la bobina es uniforme, lo que no solo es conveniente para el control de calidad de la bobina en la planta de procesamiento, sino también para el posicionamiento del acero. de orificios para cables y tuberías de concreto
(2) Requisitos de disposición y perforación de los orificios de la placa de acero
Las posiciones de los orificios en la placa de acero deben basarse en los orificios reales del auto- Coloque los anclajes de bloqueo en la superficie de concreto para garantizar que la desviación concéntrica entre el anclaje autoblocante y el orificio de la placa de acero esté dentro del rango permitido para que el anclaje autoblocante se pueda instalar sin problemas al perforar orificios en la placa de acero. Con un taladro magnético, la dirección de perforación debe ser perpendicular a la superficie de la placa de acero. Después de perforar, use una broca más grande para agrandar el orificio en una ranura para que la varilla de anclaje y la placa de acero se puedan soldar después de la instalación para garantizar el espesor. de la soldadura.
(3) Determine la profundidad del corte debajo de la superficie de la base de acero adherida. La profundidad del corte debajo de la superficie de la base de acero adherida no debe ser inferior a 15 mm para garantizar una transición suave. superficie de la placa de acero y la pared interior de la tubería después de la unión, sin afectar el flujo en la tubería (4) Utilice un martillo eléctrico para instalar el anclaje autoblocante en el concreto y taladre el orificio hasta la profundidad diseñada. luego use la broca escariadora para escariar el orificio en la parte inferior. El anclaje autoblocante solo es efectivo para el orificio cónico invertido de hormigón armado formado por la broca escariadora especial. La varilla de perforación de la broca escariadora debe alcanzar la profundidad requerida. La expansión del orificio está calificada. Limpie el orificio con aire comprimido. Después de humedecer la pared interior, inyecte el material de lechada inorgánico ICG-I y llénelo hasta 2/3. Después de limpiar químicamente la superficie del perno autoblocante, instale. la cuña y sujétela con un poco de fuerza. Apriétela e introdúzcala en el orificio escariado. Marque el extremo expuesto de la varilla y presione la varilla de anclaje con un martillo para que la varilla de anclaje descienda no menos de 5 mm para cumplir con los requisitos de profundidad.
(5) Vertido de pegamento y prueba de efecto
Utilice material sellador para sellar la periferia de la placa de acero incrustada, entierre el tubo de escape a una distancia adecuada y taladre agujeros en el parte inferior de las secciones de tubería de arco aguas arriba y aguas abajo para enterrar las tuberías de lodo en el siguiente orden. Proceda gradualmente desde aguas abajo hacia aguas arriba, y la presión de inyección no deberá ser superior a 0,2 MPa (el límite superior de la presión de inyección está determinado por el cálculo de la capacidad de tracción de la varilla de anclaje y se ajustará adecuadamente según la temperatura) hasta que todos los tubos de escape estén cementados. El efecto de la lechada se probará de forma no destructiva, es decir, después de curar el pegamento WSJ, verifique visualmente el color y grado de endurecimiento del borde de la placa de acero, y juzgue el efecto de unión por el sonido del martillo golpeando la placa de acero. Si no hay sonido hueco, significa que la pasta es densa en la superficie del acero. revestimientos resistentes al impacto y al desgaste
La pintura anticorrosión y antioxidante de alta resistencia con imprimación epoxi rica en zinc tiene una excelente adherencia y resistencia al impacto. La película de pintura contiene una gran cantidad de polvo de zinc y tiene. un cátodo Excelente efecto protector, rendimiento antioxidante y durabilidad
La pintura antioxidante de sellado intermedio de hierro y mica epoxi con revestimiento intermedio tiene un excelente rendimiento de adhesión y sellado y puede mantener una excelente resistencia al impacto durante mucho tiempo. Tiene buenas propiedades y flexibilidad, y tiene buena adherencia con la capa superior.
La pintura antioxidante de alto espesor recubierta de asfalto epoxi tiene excelente resistencia al agua y propiedades antioxidantes, buena resistencia química y al aceite, y tiene una excelente resistencia al agua y diversos medios corrosivos, y buena protección catódica. Rendimiento, buena adherencia, resistencia al impacto y resistencia al desgaste, que pueden resistir eficazmente la erosión hídrica a largo plazo en tuberías de hormigón y el impacto de la transferencia de masa en el agua, desempeñando así la resistencia al impacto y al desgaste de las placas de acero.
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