侵蚀环境隧洞底板混凝土修复方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其是一种施工便捷，修复效果良好的侵蚀环境隧洞底板混凝土修复方法。

背景技术

侵蚀环境隧洞底板混凝土在使用过程中，由于各种原因如侵蚀、老化等，会出现一定程度的破损和缺陷。这些破损和缺陷不仅会影响隧洞的稳定性和使用寿命，还可能导致结构坍塌和渗水等问题。因此，对隧洞底板混凝土进行修复是非常必要的。

目前，针对侵蚀环境隧洞底板混凝土的修复，虽有部分解决方案但暂无系统性、规范性的治理方法。其中常用的方法包括使用修补材料进行表面修补、使用胶凝材料进行填充修补、使用混凝土增强材料进行加固修复等。然而，现有技术在侵蚀环境隧洞底板混凝土修复领域仍存在一些问题和局限性。首先，使用修补材料进行表面修补的方法，其修复效果往往难以长期保持，容易出现新的破损和缺陷。其次，使用胶凝材料进行填充修补的方法，由于填充材料与原混凝土的性能差异，可能导致接缝处产生应力集中，进一步加剧破损和缺陷。最后，使用混凝土增强材料进行加固修复的方法，虽然可以提高底板混凝土的承载能力，但在施工过程中存在一定的困难，且费用较高。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术在侵蚀环境隧洞底板混凝土修复领域存在修复效果难以保持、接缝处应力集中以及施工困难的问题，提供一种施工便捷，修复效果良好的侵蚀环境隧洞底板混凝土修复方法。

本发明的侵蚀环境隧洞底板混凝土修复方法，其特征在于该修复方法包括以下步骤：

S1现场检查：检查侵蚀及破坏区段内的混凝土底板的侵蚀和腐蚀程度、冲刷深度、混凝土缺失、脱落情况、钢筋隆起以及腐蚀程度，确定破坏和修复范围；

S2现场检验：在步骤S1确定的范围内，采用探地雷达的高频脉冲电磁对底板和边墙进行检测，确定底板和边墙的脱空程度和损坏程度；采用超声回弹综合法检测底板和边墙的混凝土强度；通过X-射线衍射实验对底板的混凝土残留物进行物相和晶体结构检测；

S3结构复核与评估：将S2检测的结果，输入迈达斯结构设计有限元分析软件和里正结构设计软件，进行模拟计算，并复核底板和边墙结构的承载能力、强度、刚度以及稳定性指标；

S4确定治理范围：综合S1-S3的现场检查、结构复核与评估结论，确定具体的待修复范围，并在待修复范围两端各延申5m，以保证修复效果；

S5缺陷范围的混凝土清除：

5-1将待修复范围，按隧洞轴线方向划分为数段，每段长度不大于10m；

5-2清理第一段待修复范围的底板和边墙下部受到侵蚀和腐蚀的钢筋，并预留30倍钢筋直径的长度作为搭接长度；

5-3清除底板和边墙下部不满足原设计强度要求的混凝土及残余物，并在清除残余物后再下挖0.3m基础；

5-4将边墙底部的混凝土清理为折齿状，增加新老混凝土的胶结力；

S6隧洞底板修复：

6-1在下挖0.3m基础底板中部埋设φ150的透水软管并固定，该透水软管满足施工期截流要求；

6-2在左、右两侧边墙与底板的交接处，埋设φ80的接缝灌浆管，接缝灌浆管顶部距离底板高度为0.5m，与接缝灌浆管间距为2m，且与边墙夹角为30°；

6-3在清理后的底板和边墙面上，分别浇筑与底板、边墙同等强度的高抗硫酸盐侵蚀混凝土作为基础，浇筑厚度为0.3m；

6-4在基础上布设同钢号钢筋，与原预留搭接钢筋焊接牢固，间距与原钢筋一致；

6-5每隔10m设一道结构缝，该结构缝尺寸为20mm，缝内设置铜止水和水泥砂浆，且保证缝内无钢筋；

6-6在左、右两侧边墙的下部支立钢模板，钢模板表面平整，避免漏浆，且垂直度满足原设计要求，钢模板尺寸为0.8x1.5x0.055m；

6-7在基础上换填0.3m厚的C40高抗硫酸盐侵蚀混凝土；

6-8待6-7的C40高抗硫酸盐侵蚀混凝土凝固后，再在其上浇筑一层C40高抗硫酸盐侵蚀混凝土作为隧洞结构混凝土底板，该浇筑后的底板与原底板齐平，并振捣密实；

S7养护：在底板的混凝土初凝后洒水养护，养护时间不少于14天，完成第一段待修复范围的修复工作；

S8完成全段修复工作：完成第一段待修复范围内的修复工作后，移至下一段待修复范围，重复步骤S5-S7，直至全部隧洞的修复工作。

本发明的侵蚀环境隧洞底板混凝土修复方法，设计科学合理，施工便捷，安全可靠，先对隧洞内各位置进行检测，然后根据检测数据，进行针对性修复，大大降低了修复工作的工作强度，且修复过程中，以原设计强度为基础，可以有效提高修复后隧洞结构的整体性和均一性，有效提高修复处的强度；针对不满足要求的结构混凝土进行重点修复，可以有效节约时间和投资成本；修复方法具有针对性、系统性、规范性；还可以提高混凝土结构耐久性，延长使用寿命；具有较强的实用性、良好的经济效益和应用前景；可为类似工程的提供借鉴和参考。

附图说明

图1为本发明专利的缺陷隧洞结构示意图。

图2为本发明专利的隧洞底板混凝土修复结构示意图。

其中，原隧洞钢筋混凝土衬砌1，缺陷混凝土和侵蚀钢筋2，预留搭接钢筋3，清除基础4，接缝灌浆管5，绑扎/焊接钢筋6，浇筑高抗硫酸盐底板混凝土7，透水软管8，换填高抗硫酸盐基础混凝土9。

具体实施方式

实施例1：一种侵蚀环境隧洞底板混凝土修复方法，包括以下步骤：

S1现场检查：检查侵蚀及破坏区段内的混凝土底板的侵蚀和腐蚀程度、冲刷深度、混凝土缺失、脱落情况、钢筋隆起以及腐蚀程度，确定破坏和修复范围；

S2现场检验：在步骤S1确定的范围内，采用探地雷达的高频脉冲电磁对底板和边墙进行检测，确定底板和边墙的脱空程度和损坏程度；采用超声回弹综合法检测底板和边墙的混凝土强度；通过X-射线衍射实验对底板的混凝土残留物进行物相和晶体结构检测；

S3结构复核与评估：将S2检测的结果，输入迈达斯结构设计有限元分析软件和里正结构设计软件，进行模拟计算，并复核底板和边墙结构的承载能力、强度、刚度以及稳定性指标；

S4确定治理范围：综合S1-S3的现场检查、结构复核与评估结论，确定具体的待修复范围，并在待修复范围两端各延申5m，以保证修复效果；

S5缺陷范围的混凝土清除：

5-1将待修复范围，按隧洞轴线方向划分为数段，每段长度不大于10m；

5-2清理第一段待修复范围的底板和边墙下部受到侵蚀和腐蚀的钢筋，并预留30倍钢筋直径的长度作为搭接长度；

5-3清除底板和边墙下部不满足原设计强度要求的混凝土及残余物，并在清除残余物后再下挖0.3m基础；

5-4将边墙底部的混凝土清理为折齿状，增加新老混凝土的胶结力；

S6隧洞底板修复：

6-1在下挖0.3m基础底板中部埋设φ150的透水软管并固定，该透水软管满足施工期截流要求；

6-2在左、右两侧边墙与底板的交接处，埋设φ80的接缝灌浆管，接缝灌浆管顶部距离底板高度为0.5m，间距2m，且与边墙夹角为30°；

6-3在清理后的底板和边墙面上，分别浇筑与底板、边墙同等强度的高抗硫酸盐侵蚀混凝土基础，浇筑厚度为0.3m；

6-4在基础上布设同钢号钢筋，与原预留搭接钢筋焊接牢固，间距与原钢筋一致；

6-5每隔10m设一道结构缝，缝内设置铜止水和水泥砂浆，钢筋不过缝；

6-6在左、右两侧边墙的下部支立钢模板，钢模板表面平整，避免漏浆，且垂直度满足原设计要求；

6-7在基础上换填0.3m厚的C40高抗硫酸盐侵蚀混凝土；

6-8待6-7的C40高抗硫酸盐侵蚀混凝土凝固后，再在其上浇筑一层C40高抗硫酸盐侵蚀混凝土作为底板，该浇筑后的底板与原底板齐平，并振捣密实；

S7养护：在底板的混凝土初凝后洒水养护，养护时间不少于14天，完成第一段待修复范围的修复工作；

S8完成全段修复工作：完成第一段待修复范围内的修复工作后，移至下一段待修复范围，重复步骤S5-S7，直至全部隧洞的修复工作。