專利名稱：用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道加固方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用纖維復(fù)合材料布加固鋼筋混凝土管道的方法。
背景技術(shù)：
在基礎(chǔ)建設(shè)中，特別是在水工建筑物中，如引水排水管道、壩內(nèi)埋管、電站的引水管、抽水站的抽水管、倒虹吸管、輸水涵洞等均采用鋼筋混凝土圓形管道。其受力性能好、彎矩小、水流條好、施工方便，且易于批量預(yù)制，對于高壓管道更偏向于采用圓形截面鋼筋混凝土管道。然而長時間使用，管道難免損壞，諸如管道出現(xiàn)管道裂縫，引起滲漏及管道裂縫處鋼筋銹蝕等。管道的損壞會危及水庫、大壩和管道覆蓋區(qū)的安全。因此，對有安全隱患的重要結(jié)構(gòu)管道，需定期進(jìn)行檢查，并及時修復(fù)或更新。目前國內(nèi)管道修復(fù)的技術(shù)方法有 大開挖更換管道；非開挖插入套管法；CIPP翻轉(zhuǎn)技術(shù)；內(nèi)襯不銹鋼法等。這些加固維修方法由于受周圍環(huán)境、設(shè)計結(jié)構(gòu)、使用年限等諸多因素影響，實(shí)施起來存在許多困難和不足，主要表現(xiàn)以下幾點(diǎn)一，施工難度大；二，成本費(fèi)用高；施工周期長，工期壓力大，尤其是對于搶險工程；四，安全風(fēng)險高，可能影響到周圍其他管線和建造物；五，對周圍環(huán)境影響大，尤其在城市施工，管道修復(fù)施工對交通、環(huán)境影響甚大。為此，本發(fā)明提供一種新型的管道加固維修方法，即采用非開挖技術(shù)、使用纖維復(fù)合材料布加固的方、法，使管道的強(qiáng)度、防滲漏、耐腐蝕等功能得到進(jìn)一步提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法。本發(fā)明發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法，所述的管道為員工能進(jìn)入管內(nèi)作業(yè)的大直徑鋼筋混凝土管道，所述方法分七個步驟實(shí)施
第一步，清理管道內(nèi)壁破損部位，對裸露的鋼筋作除銹防腐處理，
根據(jù)破損程度補(bǔ)設(shè)鋼筋網(wǎng)片，然后用聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿進(jìn)行填實(shí)抹平，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有尺寸；
第二步，對出現(xiàn)的管道裂縫進(jìn)行修復(fù)加固，對于管道裂縫寬度小于I. 5mm的，采取表面修補(bǔ)膠封閉處理，管道裂縫寬度大于I. 5mm的采取壓力注漿修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)；
第三步，對管道內(nèi)壁進(jìn)行表面打磨處理，做到平整光潔，后用丙酮對表面進(jìn)行除塵清
洗；
第四步，均勻涂刷樹脂膠，不能有明顯的流痕，保證涂刷樹脂膠后的管道表面平整光潔；
第五步，根據(jù)需要和設(shè)計尺寸，裁制纖維復(fù)合材料布，并用滾筒將樹脂膠均勻涂刷在纖維復(fù)合材料布表面；
第六步，待樹脂膠初凝后，將纖維復(fù)合材料布環(huán)向粘貼在管道內(nèi)壁上，并用滾筒反復(fù)碾壓，確保纖維復(fù)合材料布與管道壁粘貼緊密；
第七步，纖維復(fù)合材料布粘貼好后，在其表面涂刷防護(hù)膠，或采用珍珠巖粉或石英砂與樹脂膠混合配置的防護(hù)層，均勻涂刷在纖維復(fù)合材料布表面， 并壓實(shí)抹光。所述的第四步、第五步、第六步和第七步粘貼的纖維復(fù)合材料布為一層或多層。所述的纖維復(fù)合材料布為玻璃纖維材料布、芳綸纖維材料布或玻璃纖維材料布與芳綸纖維材料布混合編織布。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
I.在輸水管道內(nèi)壁使用纖維復(fù)合材料布粘貼，具有較強(qiáng)的粘結(jié)力。經(jīng)過一年多的泡水試驗(yàn)，其粘結(jié)正拉強(qiáng)度平均值可達(dá)3. 86MPa，滿足《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》不小于2. 5 MPa的要求。在空管外水壓力作用下，可抵抗250m 以上水頭的剝離力。2.在纖維復(fù)合材料布的表面涂抹防護(hù)膠，其抗沖磨強(qiáng)度可達(dá)C40
混凝土的兩倍，滿足14m/s的過程流速，防護(hù)膠和纖維復(fù)合材料布層的抗?jié)B能力與鋼板相同，防護(hù)膠涂刷后洞壁的糙率系數(shù)O. 007，與玻璃相似。3.珍珠巖粉或石英砂與樹脂膠混合配制而成的防護(hù)層，其表面
抗沖磨強(qiáng)度為可達(dá)C40混凝土的I. 5^1. 8倍，涂抹完成后表面光潔度高于原有混凝土管道。4.解決了纖維復(fù)合材料布與洞壁混凝土變形協(xié)調(diào)、聯(lián)合工作問
題。通過鋼筋混凝土圓管模型試驗(yàn)、線性和非線性有限元計算和輸水管現(xiàn)場應(yīng)變檢測結(jié)果表明，鋼筋混凝土輸水管內(nèi)的鋼筋、混凝土和粘貼在管壁混凝土表面纖維復(fù)合材料布上的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系基本上一致。理論和實(shí)踐都表明本發(fā)明的材料和工藝粘結(jié)，纖維復(fù)合材料布與輸水管道結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)、共同受力、聯(lián)合工作。5.解決了纖維復(fù)合材料布對破損管道修復(fù)加固的作用機(jī)理和效
果問題，通過鋼筋混凝土圓管模型試驗(yàn)和混凝土輸水管道的三維有限元計算，了解混凝土管道在和用纖維復(fù)合材料布加固的混凝土管道水壓力作用下管道結(jié)構(gòu)變形、裂縫產(chǎn)生和破壞的全過程。從理論計算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明纖維復(fù)合材料布對混凝土輸水管道具有明 顯的加固效果。管壁混凝土開裂荷載可提高25%左右，極限承載力可提高擴(kuò)10倍，并具有優(yōu)良的防滲漏、防腐蝕的功能。6.具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。因采用非開挖施工方法，
不會對周圍環(huán)境和城市交通造成任何影響；與現(xiàn)有技術(shù)相比，施工簡單、易于操作、工期縮短，工程造價可降低30% 40%。7.加固后基本不改變管道斷面尺寸，加固段水流量不減少。


圖I為用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法端面剖視圖2為用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法縱向剖視圖；圖3為用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法斷面局部圖。圖中管道1，聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿2，纖維復(fù)合材料布3，防護(hù)膠4，管道裂縫5， 鋼筋網(wǎng)片6。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述 如圖I、圖2、圖3所示一種用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法，管道I為員工能進(jìn)入
管內(nèi)作業(yè)的大直徑鋼筋混凝土管道1，所述方法分七個步驟實(shí)施
第一步，清理管道I內(nèi)壁破損部位，對裸露的鋼筋作除銹防腐處理，根據(jù)破損程度補(bǔ)設(shè)鋼筋網(wǎng)片6，然后用聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿2進(jìn)行填實(shí)抹平，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有尺寸；
第二步，對出現(xiàn)的管道裂縫5進(jìn)行修復(fù)加固，對于管道裂縫5寬度小于I. 5mm的，采取表面修補(bǔ)膠封閉處理，管道裂縫5寬度大于I. 5mm的采取壓力注漿修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)；
第三步，對管道I內(nèi)壁進(jìn)行表面打磨處理，做到平整光潔，后用丙酮對表面進(jìn)行除塵清
洗；
第四步，均勻涂刷樹脂膠，不能有明顯的流痕，保證涂刷樹脂膠后的管道I表面平整光潔；
第五步，根據(jù)需要和設(shè)計尺寸，裁制纖維復(fù)合材料布3，并用滾筒將樹脂膠均勻涂刷在纖維復(fù)合材料布3表面；
第六步，待樹脂膠初凝后，將纖維復(fù)合材料布3環(huán)向粘貼在管道 I內(nèi)壁上，并用滾筒反復(fù)碾壓，確保纖維復(fù)合材料布3與管道I壁粘貼緊密；
第七步，纖維復(fù)合材料布3粘貼好后，在其表面涂刷防護(hù)膠4，
或采用珍珠巖粉或石英砂與樹脂膠混合配置的防護(hù)層，均勻涂刷在纖維復(fù)合材料布3 表面，并壓實(shí)抹光。第四步、第五步、第六步和第七步粘貼的纖維復(fù)合材料布3，視管道I破損情況和施工設(shè)計要求決定粘貼一層或多層。纖維復(fù)合材料布3為玻璃纖維材料布、芳綸纖維材料布或玻璃纖維材料布與芳綸纖維材料布混合編織布。
權(quán)利要求
1.一種用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法，所述的管道為員工能進(jìn)入管內(nèi)作業(yè)的大直徑鋼筋混凝土管道，其特征在于，所述方法分七個步驟實(shí)施第一步，清理管道內(nèi)壁破損部位，對裸露的鋼筋作除銹防腐處理，根據(jù)破損程度補(bǔ)設(shè)鋼筋網(wǎng)片，然后用聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿進(jìn)行填實(shí)抹平，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有尺寸；第二步，對出現(xiàn)的管道裂縫進(jìn)行修復(fù)加固，對于管道裂縫寬度小于I. 5mm的，采取表面修補(bǔ)膠封閉處理，管道裂縫寬度大于I. 5mm的采取壓力注漿修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)；第三步，對管道內(nèi)壁進(jìn)行表面打磨處理，做到平整光潔，后用丙酮對表面進(jìn)行除塵清洗；第四步，均勻涂刷樹脂膠，不能有明顯的流痕，保證涂刷樹脂膠后的管道表面平整光潔；第五步，根據(jù)需要和設(shè)計尺寸，裁制纖維復(fù)合材料布，并用滾筒將樹脂膠均勻涂刷在纖維復(fù)合材料布表面；第六步，待樹脂膠初凝后，將纖維復(fù)合材料布環(huán)向粘貼在管道內(nèi)壁上，并用滾筒反復(fù)碾壓，確保纖維復(fù)合材料布與管道壁粘貼緊密；第七步，纖維復(fù)合材料布粘貼好后，在其表面涂刷防護(hù)膠，或采用珍珠巖粉或石英砂與樹脂膠混合配置的防護(hù)層，均勻涂刷在纖維復(fù)合材料布表面， 并壓實(shí)抹光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法，其特征在于，所述的第四步、第五步、第六步和第七步粘貼的纖維復(fù)合材料布為一層或多層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種纖維復(fù)合材料布加固管道的方法，其特征在于，所述的纖維復(fù)合材料布為玻璃纖維材料布、芳綸纖維材料布或玻璃纖維材料布與芳綸纖維材料布混合編織布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用纖維復(fù)合材料布加固管道的方法。方法分七個步驟實(shí)施清理修復(fù)破損部位、修復(fù)加固管道裂縫、管道內(nèi)壁打磨清洗、涂刷樹脂膠、裁制纖維復(fù)合材料布并涂刷樹脂膠、將纖維復(fù)合材料布環(huán)向粘貼管道內(nèi)壁上、在纖維復(fù)合材料布上涂刷防護(hù)膠或涂刷用珍珠巖粉或石英砂與樹脂膠混合配制的防護(hù)層。加固好的管道提高了管壁的強(qiáng)度、抗裂、抗?jié)B、耐腐蝕、長壽命等性能，提高管道的承載能力；采用非開挖技術(shù)，不會對周圍環(huán)境和城市交通造成任何影響；施工簡單，易于操作，可以縮短工期，降低工程成本；加固后基本不改變管道斷面尺寸，加固段水流量不減少。
文檔編號F16L55/162GK102691851SQ201210197959
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者宋志遠(yuǎn), 邵文康 申請人:上海久堅加固工程有限公司