摘要：市政管线综合沟是一项涉及给排水、电气及结构等多个专业工种的系统工程，目前在国内属于较为新颖的工程类型，尚无统一的设计规范。本文介绍了济南某综合沟工程火灾损伤程度鉴定过程，探讨了其修复措施，所得有益结论可供同类工程借鉴。
关键词：市政管线;综合沟;火灾鉴定;修复措施
市政管线综合沟又称共同沟，综合管廊等，即在城市地下建造一个隧道空间，将市政、 电力、 通信、燃气、给排水等各种管线集于一体，设有专门的检修口，吊装口和监控系统，实施统一规划、设计、建设和管理。综合管沟的建设避免了由于敷设或维修地下管线而反复挖掘道路，减少对道路交通和居民出行造成的影响和干扰，保持路面的完整和美观，提高市政管线的耐久性和安全性，便于各种管线的敷设、维修和管理，有效利用了城市地下空间。由于综合沟工程有上述诸多优点，因而近年来在国内各大城市市政工程建设中得到推广应用。在实际应用中发现，由于各种原因导致的火灾时有发生，火灾后工程损伤状况亟待鉴定、修复，但由于综合沟这一结构形式在国内尚属新事物，尚无统一的设计规范，更无专门的加固标准，因此对这类工程火灾后损伤程度进行鉴定以及探讨修复措施很有实际意义。
1、工程概况
济南市某综合沟工程，全长约3.1公里，沿道路北侧人行道下敷设，埋深2米以下。综合沟为一沟两室，主箱室(宽×高)3.9米×3.7米，主体结构混凝土设计强度等级为C30。沟内敷设给水管道、热力管道、通信管线，副箱室(宽×高)2.0米×3.7米，电力沟内设电力电缆。综合沟工程K0+800～K0+950段因电焊操作不当引燃热力管道表面聚乙烯保温材料而发生火灾，从起火至明火被扑灭历时约1小时，灭火方式为高压水枪，火灾范围主要为主箱室，其顶板侧墙均有不同程度的损伤。
2、火灾后综合沟损伤检测
2.1火灾事故现场调查
由于现场条件所限，调查顺序自东向西(K0+950→K0+800)。整体看来，火灾发生在封闭性管沟内，通风条件较差，从顶板、侧墙附着的油烟可以看出燃烧物燃烧不充分。表1为现场调查情况。全段顶板、北侧墙混凝土保护层均有大面积脱落，钢筋露出程度较重，南侧墙程度相对较轻。根据混凝土保护层的脱落情况及现场聚乙烯保温材料燃烧残余物，参考《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252:2009附录A、B，可初步判定现场火灾最高温度在400～500℃，其中西端K0+800～K0+840段、东端K0+900～K0+930段温度较高，中间部分较低。
表1 现场调查情况
|
分 段 |
部 位 |
混凝土 |
钢筋 |
损 伤
程 度 |
|
保护层脱落面积比例（%） |
损伤深度
（mm） |
敲 击
声 音 |
颜 色
变 化 |
露出长度
（cm） |
比 例
（%） |
K0+950
～K0+930 |
顶板 |
≥50 |
≥10 |
较响 |
无 |
≥200 |
≥50 |
较轻 |
|
北侧墙 |
≥50 |
≥30 |
≥200 |
≥50 |
|
南侧墙 |
≤20 |
5～10 |
无 |
/ |
K0+930
～K0+900 |
顶板 |
≥70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
较 重 |
|
北侧墙 |
≥70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
|
南侧墙 |
50～70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
K0+900
～K0+840 |
顶板 |
≥70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
较 轻 |
|
北侧墙 |
≥70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
|
南侧墙 |
≤5 |
5～10 |
无 |
/ |
K0+840
～K0+800 |
顶板 |
≥70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
较 重 |
|
北侧墙 |
≥70 |
≥30 |
≥300 |
≥70 |
|
南侧墙 |
≤20 |
≥30 |
30～50 |
≥20 |
2.2混凝土保护层厚度检测
因火灾全段顶板混凝土保护层大面积脱落，故仅对侧墙的保护层厚度进行了检测。依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002附录E结构实体钢筋保护层厚度检验，检测结果满足设计及规范要求，见表2。
表2 混凝土保护层厚度
|
位 置 |
保护层厚度（单位mm） |
|
K0+950侧墙 |
36，40，42，44，46，48，45，43，45，45 |
|
K0+930侧墙 |
48，39，45，41，44，40，45，42，42，41 |
|
K0+910侧墙 |
39，42，37，36，39，44，40，46，44，44 |
|
K0+890侧墙 |
40，43，40，41，40，40，39，43，41，42 |
|
K0+870侧墙 |
38，39，45，40，47，40，49，37，43，45 |
|
K0+850侧墙 |
42，43，37，38，36，44，42，41，38，44 |
|
K0+830侧墙 |
41，39，39，40，44，40，42，41，41，39 |
|
K0+810侧墙 |
42，39，35，37，38，49，42，41，40，46 |
2.3 材料强度检测
2.3.1 混凝土强度检测
依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001对混凝土构件强度进行了抽测。将综合沟K0+800～K0+950段南侧墙分为10个分区，顶板大面积损坏，故仅选取了1个分区。检测结果见表3。所抽测混凝土构件强度介于20～30MPa之间，均不满足C30设计要求。
依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007钻取芯样进行抗压试验。从芯样表观来看，混凝土颜色并无明显变化。抗压试验结果见表 4。侧墙混凝土强度换算值介于25～35MPa之间，1处不满足C30设计要求。顶板混凝土强度换算值介于25～27MPa之间，均不满足C30设计要求。
综合回弹法抽测结果和芯样抗压试验结果，确定混凝土实际强度为25MPa，以此作为近一步计算分析的依据。
表3 综合沟工程回弹法检测混凝土强度
|
部位 |
强度推定值
（MPa） |
部位 |
强度推定值
（MPa） |
|
K0+935侧墙 |
25.6 |
K0+845侧墙 |
23.4 |
|
K0+920侧墙 |
23.4 |
K0+830侧墙 |
21.3 |
|
K0+905侧墙 |
24.0 |
K0+820侧墙 |
20.0 |
|
K0+890侧墙 |
20.4 |
K0+805侧墙 |
21.3 |
|
K0+875侧墙 |
25.9 |
K0+810顶板 |
29.7 |
|
K0+860侧墙 |
20.4 |
/ |
/ |
注：依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001总则1.0.2条，火灾后混凝土不能直接采用回弹法
检测，表中检测结果仅作参考。
表4 综合沟工程钻取芯样法检测混凝土强度
|
部位 |
强度换算值
（MPa） |
部位 |
强度换算值
（MPa） |
|
K0+880侧墙 |
31.4 |
K0+870顶板 |
26.5 |
|
K0+870侧墙 |
25.6 |
K0+860顶板 |
25.2 |
|
K0+860侧墙 |
34.3 |
K0+840顶板 |
26.0 |
2.3.2 钢筋强度检测
根据现场情况，在K0+800，K0+880，K0+920三处受火较为严重处顶板，K0+920处南侧墙各取一批钢筋试样，每批3根作抗拉强度检测，检测结果表明受火钢筋的强度无明显降低，为安全起见，按《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252:2009附录G 高温时和高温冷却后钢筋强度折减系数，取折减系数0.9，将折减后的钢筋强度作为进一步分析计算的依据。
2.4 受火构件截面承载力复核
依据设计图纸等资料，综合沟K0+800～K0+950段位于道路北侧人行道下，上覆土的实际高度2m～4.5m。此处按公路荷载-Ⅱ级，综合沟顶覆土4.5m，人群荷载3kN/m2对构件截面承载力进行复核计算，结构模型及计算内力如图3，混凝土强度按C25，钢筋HRB335强度折减系数取0.9。经验算，综合沟混凝土构件抗弯、抗压、抗剪承载力尚满足设计要求。
3 火灾后综合沟结构构件鉴定评级
3.1 初步鉴定评级
3.1.1混凝土顶板
顶板有大面积烟灰，混凝土基本未变色，锤击反应声音较响，混凝土保护层大面积脱落，受力钢筋大面积露筋，受力钢筋粘结性能有所降低，锚固区基本无影响，略有变形。依据《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252:2009表6.2.1 火灾后混凝土楼板、屋面板初步鉴定评级标准，混凝土顶板评为Ⅲ级。
3.1.2混凝土侧墙
侧墙有大面积烟灰，混凝土基本未变色，锤击反应声音较响，混凝土保护层大面积脱落，受力钢筋大面积露筋，受力钢筋粘结性能有所降低，略有变形。依据《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252:2009表6.2.4 火灾后混凝土墙初步鉴定评级标准，混凝土侧墙评为Ⅲ级。
3.2 详细鉴定评级
依据受火构件截面承载力复核结果及《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252:2009表6.2.5 火灾后混凝土构件承载能力评定等级标准，混凝土顶板及侧墙承载能力均评为b 级。
4加固方案探讨
4.1加固目的及原则
对火灾后建筑的修复加固的目的是使结构功能满足要求，保证建筑物在规定的使用期间安全、适用及耐久，同时还必须满足当地抗震要求。加固修复的原则为针对结构可靠性鉴定等级，充分发挥火灾后构件剩余承载能力，尽量不损伤原结构，并保留具有价值的结构构件，避免不必要的拆除或更换，同时还应考虑施工的方便性及可操作性，结合现场构件烧损程度、剩余承载能力计算结果及构件重要性，分别采用不同的加固方案。
4.2加固方案
4.2.1顶板
首先对原顶板缺损或断开的钢筋进行补强，其次凿除顶板酥松混凝土，打毛至混凝土新鲜表面，不平整度≥6mm，用高压水清洗表面至无粉尘。打孔植筋(规格φ12，全长220mm，一端做成L形弯钩，弯起部分40mm，锚固长度150mm，孔距1.5m)，喷涂一层专用粘结剂，高压湿喷C40细石混凝土30mm，然后全幅挂钢筋网(规格φ8@200)，钢筋网绑扎固定于φ12钢筋上。最后全幅高压湿喷C40细石混凝土30mm。施工完毕后洒水养护不少于14d。
4.2.2侧墙
首先对原侧墙缺损或断开的钢筋进行补强，其次凿除酥松混凝土，打毛至混凝土新鲜表面，不平整度≥6mm，用高压水清洗表面至无粉尘。打孔植筋(规格φ12，全长220mm，一端做成L形弯钩，弯起部分40mm，锚固长度150mm，孔距1.5m)，喷涂一层专用粘结剂，高压湿喷C40细石混凝土30mm，然后全幅挂钢筋网(规格φ8@200)，钢筋网绑扎固定于φ12钢筋上。全幅高压湿喷C40细石混凝土30mm。施工完毕后洒水养护不少于14d。
北侧墙损伤较为严重，且管道距墙仅30cm，给施工带来不便，高压喷砼、挂网需精心操作，避免影响施工质量。个别无法进行喷砼作业的部位，应支模浇注混凝土。
南侧墙中部损伤程度较轻未见钢筋的部分，用钢刷刷去表面油烟，清洗干净， 1：2水泥砂浆找平即可。
5 结语
本文通过对济南某市政工程综合沟火灾后检测及修复措施的介绍及探讨，得到以下结论：
1、市政管线综合沟工程是一项较为新颖的工程形式，应对这类工程火灾后鉴定及修复措施进行积极探讨，为同类工程的鉴定修复提供借鉴。
2、火灾后构件的初步鉴定评级标准应进一步细化，以便作出更符合实际情况的评定。
3、市政综合沟用途多样，构造复杂，修复措施必须综合考虑其使用功能而定。
参考文献:
[1] 吴波.火灾后钢筋混凝土结构的力学性能[M].北京: 科学出版社, 2003.
[2] 赵强. 对火灾后钢筋混凝土结构检测的探讨[J].山西建筑，2006，32(21):69-70
[3] 李伟敏.火灾后钢筋混凝土结构检测与加固研究[J].山西建筑，2007，33(16):81-82
[4] CECS252:2009，火灾后建筑结构鉴定标准[S].
[5] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
[6] JGJ/T23-2001，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].
[7] CECS03:2007，钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].
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文章名称：
市政管线综合沟火灾损伤鉴定及修复措施研究
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