切勿忽视特种工程的防护修复加固

日期:2024-01-21 来源:贝搏体育官方app下载

  编者按 自改革开放以来,我国建筑业得到迅猛发展。随着使用年数的限制的增加,这些建筑物在各种荷载和多重环境作用下,建筑结构常会产生材料老化、耐久性等问题。

  拆除或是重建都会耗时耗力,导致经济成本增加,不符合可持续发展的理念。通过一定的修复加固补强措施可使建筑结构达到可靠性、适用性、安全性规定,最终实现提高结构耐久性、延长建筑物服役寿命的目的。

  对高速铁路、大型机场、超级大坝、跨海大桥、核电工程、地下工程、风电工程等特种工程来说,在建造设计标准屡创新高、建造技术不断推陈出新、运行环境复杂严苛且多变情况下,要想满足其设计常规使用的寿命,逐步加强对特种工程防护修复与加固技术的探索意义重大。不但可以延长结构的常规使用的寿命,投资少、工期短、省空间,还能大大的提升建筑工程结构的安全性,保证人民生命财产安全,维护社会稳定。

  国外学者曾用“五倍定律”形象描述钢筋混凝土腐蚀的危害性,即设计阶段如果在钢筋防护方面节省1美元,则为将来有几率发生的钢筋锈蚀追加维修费5美元,为混凝土表面顺筋开裂追加维修费25美元,如有严重破坏将追加维修费125美元。

  对混凝土结构及时、有效地做修复与防护可显著改善其耐久性状况,大大延长结构服役寿命。以往混凝土结构的修复工作没有正真获得应有的重视,不少修复陷入修—坏—再修—再坏的怪圈,造成了资源的极大浪费,严重背离了我国可持续发展的基本战略。

  由此可见,加强特种工程全生命周期管理,加大建设初期混凝土结构耐久性防护投入,加强工程日常运维工作,将有利于我国建筑工程行业的节能减排。

  据统计,截至2021年年末,全国高铁营业里程达到4万公里,已经覆盖了全国92%的50万人口以上的城市;全国公路总里程528.07万公里,高速公路16.91万公里;全国内河航道通航里程12.76万公里;全国港口万吨级及以上泊位2659个;中国各类机场数量793座。

  截至2020年年底,全国已建成5级及以上江河堤防32.8万里,其中1级、2级达标堤防长度为3.7万公里;全国已建成规模以上水闸103474座,其中大型水闸914座;全国累计开工建设管廊项目1647个、长度5902公里,形成廊体3997公里……

  大型工程市场存量巨大。当前,我国已确定进入新建与维修并重的发展阶段,建筑防护、修复、加固领域有更多发展机遇。

  据了解,2008年以后,我国建筑防护、修复与加固改造需求年增长近50%。随着服役年限的增加,防水堵漏、除锈防护、加固改造需求逐步增加,市场容量逐步扩大;铁路、公路、机场、水利设施、民用建筑等均需要运维保养;此外,我国抗震等级有所提高,经济活动频繁导致工程荷载增加,工程使用功能不断拓展,工程服役过程中自然环境、事故或灾害等均会导致承载力和耐久性不足,还需要对建筑工程做加固改造。

  根据测算,全国建筑工程诊断防护修复加固总体支出在6680亿元,其中诊断环节(包括勘察现场、现场检测、材料检验测试、方案制定、材料开发与试验、方案确定)约占总体支出的10%(500亿~700亿元);防护、修复与加固环节占总支出的90%,包含材料费和施工费。

  未来,随着各领域基础设施建设的持续增加,以及新能源、新基建的持续不断的发展,我国既有建筑工程规模将会逐步扩大。而且,随着既有建筑工程使用时间的延长,各种病害会不断增多,防护修复加固的需求也会持续不断的增加。根据预测,2030年我国既有建筑工程防护修复加固市场规模将达到万亿元。

  众所周知,混凝土病害产生的原因复杂,涉及设计、施工、材料、服役环境等多种因素。特种工程尤其是运营中的特种工程防护修复加固难点往往在于限制条件较多,工程实施过程受制于作业时间、作业工况、服役环境等。

  以高速铁路无砟道床混凝土结构离缝病害整治为例,我国高速铁路无砟轨道主要有单元板式、纵连板式、双块式。板式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、预制轨道板、水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)填充层、混凝土底座板或水硬性支承层、凸型挡台及周围填充树脂组成。CRTSⅡ型板式无砟轨道产生离缝病害的根本原因包括温度荷载、列车动荷载、下部基础沉降、材料老化、施工不利等。围绕高速铁路等轨道交通工程抢修特点,中建材中岩科技有限公司(以下简称中岩科技)近年来开发出低黏度快速固化环氧树脂注浆材料、疏水型聚氨酯注浆材料、混凝土损伤修补材料、呼吸型防水材料等功能材料,快速实现了防护修复加固产品系列化。

  而针对隧道渗漏水封堵材料高压止水效率低、耐久性差、反复渗漏率高、运营过程存在挤出风险等技术问题,中岩科技开发了带压止水材料、止水加固一体化化学注浆材料、衬砌空洞与锚杆注浆用特种水泥基注浆材料等系列化产品,形成了具有自主知识产权的隧道渗漏水治理成套技术。

  上述科技成果经过中国建筑材料联合会科技成果鉴定,达国际领先水平,荣获建材行业技术发明二等奖;中岩科技获得补强加固、纠偏平移和防水防腐保温等特种工程项目施工资质,获批成立“全国建筑材料行业防护修复与巩固材料工程技术中心”,形成了检测鉴定、设计咨询、产品供应、特种施工的服务模式;产品和技术在京广高铁、呼张线、贵广高铁、京雄城际、石家庄地铁等工程中得到应用,企业在北京、郑州、武汉等铁路局完成资质备案,形成了具有一定规模和业绩的高铁防护修复加固市场,在高铁修复加固领域已具有较高的认可度,并向地铁、机场、公路、电力、水利、军工领域不断渗透,特种工程防护修复加固业务网已初具雏形,初步实现了“由点到线,由线到面”的发展格局。

  “诊断防护修复加固领域是学科交叉严重的领域,谁都不能在每一个领域形成非常大的优势。”对此,中岩科技相关负责这个的人说,中国建筑材料科学研究总院(以下简称总院)作为我国建筑材料研发领域的主力军,在病害诊断、材料研发方面具有深厚的技术积淀,加上中岩科技近年来的努力,已形成了高铁、地铁等领域的成套防护修复加固技术,具有一定的市场竞争力。需要我们来关注的是,当前我国修复加固产业规范化程度不高,加强标准规范制定工作的严谨性,重视各类工程的区别与统一,才能更好地指导相关工程的修复工作,提升行业技术水平。除此之外,我国特种工程防护修复加固关键材料国产化程度低,高端材料与装备对国外进口依赖程度高,需要加快关键材料与装备技术创新及国产化进程。

  一是建设高端科研平台和专家智库。筑巢引凤,加快“全国建筑材料防护修复加固工程技术中心”建设,加强与国内领先的院士专家团队合作,共同开展特种工程病害防护整治技术探讨研究及工程应用。汇聚总院资源,依托国检集团、国家绿色建材重点实验室、中岩科技核心研发团队,组建诊断防护修复加固全领域技术人才队伍。

  二是不断完善防护修复加固全产业链资质。防护修复加固工程除需要病害诊断外,也需要工程设计院进行建筑物的结构安全评估,出台设计的具体方案,未来特种工程的防护修复与加固均离不开检测、鉴定、测绘、测量、设计等有关技术,提早布局交通、水利、电力等特殊领域的各类工程资质十分必要。

  三是参与和主持行业标准制定。中岩科技已参编修复加固领域标准:建材行业标准《聚合物水泥加固砂浆》《环氧树脂灌注砂浆》;CSTM团体标准《水下玻璃纤维复合材料套筒系统用材料》;CCPA团体标准《超高性能混凝土现场浇筑实施工程技术规程》。今后公司将更加重视标准制定,占领行业制高点。

  四是构建多领域综合技术体系。诊断防护修复加固技术体系针对不一样领域特殊使用环境与技术方面的要求分别开展科技攻关,构建多领域综合技术体系是重要工作之一。

  五是全国布局,打造百亿混凝土全生命周期技术服务平台。即化学建材与防护修复加固业务需要协同发展,化学建材和防护修复加固业务均要实现全国布局,打造百亿特种工程材料产业平台。


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