[发明专利]PCCP断丝管内部补强加固方法及补强组合结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种施工方法，特别是涉及一种PCCP断丝管内部补强加固方法及补强组合结构。

背景技术

预应力钢筒混凝土管(PCCP)是由混凝土管芯、钢筒、预应力钢丝以及砂浆保护层构成的复合结构，其强度取决于缠绕在混凝土管芯上的预应力钢丝，钢丝在管芯上产生均匀的压预应力，能够抵偿由内压和外荷载产生的拉应力。在制造、施工及使用的过程，存在多种原因造成钢丝损伤或腐蚀，使得PCCP内钢丝发生断丝，随着预应力钢丝断裂数目的增加，管道的预应力减小，从而引起砂浆保护层和混凝土管芯出现裂缝，一旦断丝数目达到临界值，钢筒可能发生屈服破损，并导致整个管子破坏，甚至造成爆管事故。爆管具有突发性、灾难性，事先没有征兆，爆管发生后，并不仅仅限于管道供水中断，还会引起洪灾以及公共安全事故。目前，对存在断丝的预应力钢筒混凝土管(PCCP)补强加固措施主要有外包混凝土、后张法(体外预应力)、换管、穿管等方法。这些方法需要沿管线在外部开挖，对于市内工程既不可行也不经济。且上述方法得到的补强组合结构成本高、防渗效果差抗冲磨性能差，适应变形能力差。

发明内容

本发明的目的是提供PCCP断丝管内部补强加固方法及补强组合结构，该补强加固方法具有施工简便快速、节省投资，该补强结构具有防渗效果优异、抗冲磨性能好、无毒环保、适应变形能力强的优点。

为解决上述技术问题，本发明的提供一种PCCP断丝管内部补强加固方法，其包括以下步骤：

步骤A：根据施工设计，准备DXE弹性材料、碳纤维片材材料；

步骤B：检查并修补平整PCCP混凝土管芯内表面，将修补后的混凝土管芯内表面清洗干净并干燥；

步骤C：将至少一层碳纤维增强复合板粘贴到混凝土管芯内表面，并对粘贴到混凝土管芯内表面的碳纤维增强复合板养护一定时间，使其初期固化；

步骤D：养护结束后，在所述碳纤维增强复合板的表面涂覆一层界面剂，然后在所述碳纤维增强复合板的表面均匀涂覆一定厚度的由DXE弹性材料形成的DXE弹性涂层，并对所述DXE弹性涂层养护一定时间。

所述碳纤维增强复合板包括至少一层纵向碳纤维布、至少一层环向碳纤维布以及浸渍胶，所述碳纤维增强复合板与PCCP断丝管联合作用，承受管线中的荷载。

所述步骤C中，所述PCCP混凝土管芯内表面粘贴所述碳纤维布前，将所述浸渍胶均匀涂覆在所述混凝土管芯内表面；

所述浸渍胶的涂覆量为500～600g/m²。

所述步骤C中，对每层所述碳纤维增强复合板的养护时间为20-30小时。

所述DXE弹性材料为环氧砂浆、聚脲类材料或者两者的组合，所述DXE弹性材料的拉伸强度大于12MPa，扯断伸长率大于6％，附着力大于2.5MPa，耐磨性小于30mg；

所述步骤D中，所述一定厚度的DXE弹性涂层经过多次涂刷形成，每次涂刷的时间间隔至少为24小时；

所述DXE弹性涂层需在5℃以上的环境中养护至少72小时；

所述DXE弹性涂层与碳纤维增强复合板CFRP粘贴强度≧2.0MPa。

当PCCP断丝管内工作压力为P_w，P_w≦0.5MPa时，所述步骤C中，粘贴第一层纵向碳纤维布，然后依序粘贴第一层和第二层环向碳纤维布，所述步骤D中，最后再涂覆2mm DXE弹性涂层；

当PCCP断丝管内工作压力为P_w，0.5MPa＜P_w≦1.0MPa时，所述步骤C中粘贴第一层纵向碳纤维布，再粘贴第一层、第二层以及第三层环向碳纤维布，所述步骤D中，最后再涂覆2mm DXE弹性涂层；

当PCCP断丝管内工作压力为P_w，1.0MPa＜P_w≦1.5MPa时，所述步骤C中依序粘贴第一层纵向碳纤维布，然后依序粘贴第一层、第二层环向碳纤维布，再粘贴第二层纵向碳纤维布，最后粘贴第三层和第四层环向碳纤维布，所述步骤D中，最后，涂覆3mm DXE弹性涂层；

当PCCP断丝管内工作压力为P_w，1.5MPa＜P_w≦2.0MPa时，所述步骤C中，首先粘贴第一层纵向碳纤维布，依序粘贴第一层和第二层环向碳纤维布后，再粘贴第二层纵向碳纤维布，然后依序粘贴第三层、第四层以及第五层环向碳纤维布，所述步骤D中，最后，涂覆3mm DXE弹性涂层。