CN105804008B - 一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，包括工程的混凝土结构、防锈钢筋网、自流平修补加固砂浆层、锚固钢筋、聚氨酯防水涂层、挤塑板保温层。所述的混凝土结构经凿毛露出新鲜混凝土表面后涂刷界面剂，再铺设防锈钢筋网，钻孔，锚固钢筋置入钻孔将防锈钢筋网锚固。于防锈钢筋网内侧放置模板，通过模板浇注自流平修补加固砂浆；顶面内侧依次涂刷第一层界面剂、第二层聚氨酯防水涂层。顶面和立面外侧冻层以上向外依次抹布第一层砂浆修补找平层、第二层保温粘接砂浆，该砂浆外侧粘贴挤塑板保温层，在挤塑板保温层外浇注C20混凝土层。于其端部设置有聚氨酯防水涂层。本发明保护混凝土免遭冻胀、冻融破坏，可满足箱涵混凝土结构的防冲刷需求。
Description
技术领域
本发明涉及箱涵及倒虹吸等水工建筑物技术领域，特别是涉及一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构。
背景技术
箱涵及倒虹吸中的混凝土剥蚀主要由三个方面原因引起，包含冻融及冻胀破坏引起的剥蚀；冲刷及淘刷、磨蚀引起的剥蚀；钢筋锈蚀以及锈蚀引起的剥蚀。其剥蚀现状：
冻融及冻胀破坏引起的剥蚀
由于混凝土冻融引起的剥蚀情况最为普遍，箱涵及倒虹吸工程由于上部水流不断冲刷，顶部混凝土及下游侧立面混凝土处于完全裸露状态，冬季工况下，箱涵及倒虹吸混凝土结构体内外均结冰，发生整体性冻融损伤，剥蚀深度多数大于3cm。并且混凝土底板也部分外露于地表，这种情况下，整个倒虹吸本应处于填埋状态的部位在发生整体冻融破坏的均同时发生基础土层冻胀破坏，严重影响结构体的安全运行。
冲刷及淘刷、磨蚀引起的剥蚀
地表径流冲走了顶部回填的砂土，进而强烈冲刷、冲磨箱涵及倒虹吸箱体混凝土表面，在立面混凝土下游侧形成了巨大的淘刷坑。随着淘刷深度、面积不断增大，水流对下游侧立面混凝土、顶部混凝土的冲蚀和空蚀破坏导致了混凝土粗骨料外露、大面积剥蚀，并且上部水流所裹挟的推移质物质（砂石、杂物等）均加重了顶部混凝土上表面的冲刷、磨蚀破坏。剥蚀深度均处于3cm～5cm，剥蚀破坏降低了钢筋保护层厚度，严重影响混凝土结构耐久性。
钢筋锈蚀以及锈蚀引起的剥蚀
运行多年的箱涵及倒虹吸工程，在顶部混凝土表面普遍出现部分钢筋外露情况，露出的钢筋普遍严重锈蚀。有个别部位发生顺筋锈胀破坏。大面积的混凝土剥蚀引起保护层厚度不够，从而导致局部钢筋外露生锈，表层混凝土出现锈胀、鼓胀破坏。虽然这些破坏先期不太严重，少量部位经过一定程度的修补有一定缓解锈蚀的作用，但是如果历次修补仅仅是使用普通砂浆进行简单的外保护，钢筋锈蚀依然会在未来时日持续发生并扩大范围，而且如果没有正确的修补措施，剥蚀深度和面积将不断加深、扩大，新的锈胀和鼓胀破坏将严重影响钢筋混凝土寿命。
修补加固、防护处理的必要性
箱涵及倒虹吸工程为农灌输水发挥了重要作用。运行多年，埋设于地下的箱式混凝土多数出现渗漏、剥蚀、钢筋锈蚀等缺陷。由于上部径流带来的冲刷、淘刷、磨蚀破坏，导致多数箱式段出现了众多混凝土完全出露、基础被淘刷、冲坑加大等问题。
一般而言，多数箱体混凝土很少进行过大规模维修。由于没有采用新的材料和技术手段，一些缺陷仅仅使用了普通的水泥砂浆进行了简单维修处理，在经受较长时间的运行后依然损坏严重。裸露于地表的混凝土缺乏保护设施，其碳化的速度加快，碳化引起混凝土钙质流失、析出，混凝土变得疏松，失去强度。
冲刷、磨蚀引起的混凝土结构体厚度减小，剥蚀深度加大、面积扩大。如果不加以及时阻断，采取有效措施防止进一步破坏，混凝土结构体很快将大面积露出钢筋，普遍发生锈胀破坏，虽然这些破坏暂时不太严重，少量部位进行过一定程度的修补，但是历次修补仅仅是使用普通砂浆进行简单的外保护，钢筋锈蚀依然会在未来持续发生并扩大范围，而且如果没有修补、阻断、防护措施，剥蚀深度和面积不断加深、扩大，新的锈胀和鼓胀破坏将严重影响钢筋混凝土寿命。按照钢筋混凝土建设、维护保养6倍定律，即如果现在不采取有效措施进行表层保护、除锈、阻锈，那么未来3-5年将每年付出6倍于建设期费用的维护费来进行修补防护保养。因此，开展箱涵及倒虹吸混凝土结构的缺陷调查、成因分析、修补加固与防护十分必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对箱涵及倒虹吸工程出现的上述剥蚀缺陷，提供一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，该结构可以满足箱涵及倒虹吸混凝土结构的防冲刷需求，不使河床抬高过多，就能达到抗冲防护效果，结构体冻层以上部位粘贴挤塑板，可以有效解决冬季工况下，河床裸露于地表，箱涵及倒虹吸内部混凝土经受冻害的问题，挤塑板具有较低的吸水率，可以长期有效起到保温作用，使受保护混凝土免遭冻胀、冻融破坏；聚氨酯防水涂层可以减少外水内渗，保持保温层较为干燥的环境，有利于提高保温效果，抗冲磨砂浆保护层可以提高混凝土表面的抗冲刷性能，使结构体不受冲刷破坏。
采用的技术方案是：
一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，包括工程的混凝土结构、防锈钢筋网、自流平修补加固砂浆层、锚固钢筋、聚氨酯防水涂层、挤塑板保温层。所述的混凝土结构的两侧立面和底面内侧，经凿毛露出新鲜混凝土表面后涂刷一薄层均匀的界面剂，在界面剂上铺设防锈钢筋网。所述混凝土结构的两侧立面和底面均匀布设有钻孔，钻孔内置锚固剂（植筋胶），锚固钢筋置入钻孔将防锈钢筋网锚固。于防锈钢筋网内侧的混凝土结构的内壁上放置模板，校紧肋板设置在模板的内端面上，模板以校紧肋板及连接锚固钢筋的调位螺丝固定在混凝土结构上，通过模板在铺设防锈钢筋网的新鲜混凝土表面浇注自流平修补加固砂浆。所述混凝土结构的顶面内侧依次涂刷第一层界面剂、第二层聚氨酯防水涂层。所述混凝土结构的顶面和立面外侧冻层以上向外依次抹布第一层砂浆修补找平层、第二层保温粘接砂浆，粘贴挤塑板保温层，并浇注C20混凝土层。在挤塑板保温层和C20混凝土层的端部设置有聚氨酯防水涂层。
上述的钻孔为18mm直径钻孔。
上述的模板为12mm厚模板。
上述的锚固钢筋为14mm直径冷轧带肋锚固钢筋。
上述的第二层保温粘接砂浆为5mm厚保温粘接砂浆。
上述的挤塑板保温层为10cm挤塑板保温层。
上述的C20混凝土层为15cm厚C20混凝土层。
本发明可以满足箱涵及倒虹吸混凝土结构的防冲刷需求，不使河床抬高过多，就能达到抗冲防护效果，结构体冻层以上部位粘贴挤塑板，可以有效解决冬季工况下，河床裸露于地表，倒虹吸结构内部混凝土经受冻害的问题，挤塑板具有较低的吸水率，可以长期有效起到保温作用，使受保护混凝土免遭冻胀、冻融破坏；聚氨酯防水涂层可以减少外水内渗，保持保温层较为干燥的环境，有利于提高保温效果，抗冲磨砂浆保护层可以提高混凝土表面的抗冲刷性能，使结构体不受冲刷破坏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，包括工程的混凝土结构1、防锈钢筋网3、自流平修补加固砂浆层4、锚固钢筋10、聚氨酯防水涂层、挤塑板保温层15。所述的混凝土结构1的两侧立面和底面内侧，经凿毛露出新鲜混凝土表面后涂刷一薄层均匀的界面剂2，在界面剂2上铺设防锈钢筋网3。所述混凝土结构1的两侧立面和底面内侧均匀布设有18mm直径钻孔6，钻孔6内置锚固剂（植筋胶）5，14mm直径冷轧带肋锚固钢筋10置入钻孔6将防锈钢筋网3锚固。于防锈钢筋网3内侧的混凝土结构1的内壁上放置模板7，校紧肋板8设置在模板7的内端面上，模板7以校紧肋板8及连接锚固钢筋的调位螺丝9固定在混凝土结构1上，通过模板7在铺设防锈钢筋网的新鲜混凝土表面浇注自流平修补加固砂浆4。所述混凝土结构1的顶面内侧依次涂刷第一层界面剂11、第二层聚氨酯防水涂层12。所述混凝土结构1的顶面和立面外侧向外依次抹布第一层砂浆修补找平层13、第二层5mm厚保温粘接砂浆14，在第二层保温粘接砂浆14外侧粘贴10cm挤塑板保温层15，在挤塑板保温层15外侧浇注15cm厚C20混凝土层16。在挤塑板保温层15和C20混凝土层16的端部设置有聚氨酯防水涂层17，构成箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构。
Claims (5)
1.一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，包括工程的混凝土结构（1）、防锈钢筋网（3）、自流平修补加固砂浆层（4）、锚固钢筋（10）、聚氨酯防水涂层、挤塑板保温层（15），其特征在于所述的混凝土结构（1）的两侧立面和底面内侧，经凿毛露出新鲜混凝土表面后涂刷一薄层均匀的界面剂（2），在界面剂（2）上铺设防锈钢筋网（3），所述混凝土结构（1）的两侧立面和底面内侧均匀布设有钻孔（6），钻孔（6）内置锚固剂（5），锚固钢筋（10）置入钻孔（6）将防锈钢筋网（3）锚固，于防锈钢筋网（3）内侧的混凝土结构（1）的内壁上放置模板（7），校紧肋板（8）设置在模板（7）的内端面上，模板（7）以校紧肋板（8）及连接锚固钢筋的调位螺丝（9）固定在混凝土结构（1）上，通过模板在铺设防锈钢筋网的新鲜混凝土表面浇注自流平修补加固砂浆（4），所述混凝土结构（1）的顶面内侧依次涂刷第一层界面剂（11）、第二层聚氨酯防水涂层（12），所述混凝土结构（1）的顶面和立面外侧冻层以上向外依次抹布第一层砂浆修补找平层（13）、第二层保温粘接砂浆（14），在第二层保温粘接砂浆（14）外侧粘贴10cm挤塑板保温层（15），在挤塑板保温层（15）外侧浇注15cm厚C20混凝土层（16），在挤塑板保温层（15）和C20混凝土层（16）的端部设置有聚氨酯防水涂层（17）。
2.根据权利要求1所述的一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，其特征在于所述的钻孔（6）为18mm直径钻孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，其特征在于所述的模板（7）为12mm厚模板。
4.根据权利要求1所述的一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，其特征在于所述的锚固钢筋（10）为14mm直径冷轧带肋锚固钢筋。
5.根据权利要求1所述的一种用于箱涵及倒虹吸的防冲刷保温防渗结构，其特征在于所述的第二层保温粘接砂浆（14）为5mm厚保温粘接砂浆。
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