輸水箱涵變形縫水密性檢驗

厲　輝　戴　智

(1.天津市水務工程建設質量與安全監督中心站， 天津　300204；2.天津水務工程建設交易管理中心， 天津　300204)

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輸水箱涵變形縫水密性檢驗

厲輝1戴智2

(1.天津市水務工程建設質量與安全監督中心站， 天津300204；2.天津水務工程建設交易管理中心， 天津300204)

本文介紹了南水北調中線一期工程天津干線第5設計單元輸水箱涵變形縫水密性檢驗的原理、標準和方法。該方法簡單易行，檢測結果直觀，在工程中值得借鑒。

輸水箱涵； 變形縫； 水密性； 檢驗

1　工程概況

南水北調中線一期工程天津干線西起河北省保定市徐水縣西黑山村東至天津市外環河全長155.305km，共有6個設計單元，其中第5設計單元線路長19.661km。工程主要為C30W6F150鋼筋混凝土地下輸水暗涵，以子牙河分流井為界，上游段為3孔4.4m×4.4m箱涵，下游段為2孔3.6m×3.6m箱涵。箱涵沿長度方向每15m設置一道變形縫，縫寬3cm，由止水帶、填縫材料和嵌縫材料三部分組成。止水帶為中埋式復合型遇水膨脹橡膠止水帶，沿箱涵底板、墻體和頂板全封閉布置；填縫材料為聚乙烯閉孔泡沫塑料板，厚度3cm；嵌縫材料為單組分聚硫密封膏。

2　變形縫水密性檢驗

2.1檢驗的提出和檢驗依據

a.檢驗的提出。國務院南水北調工程建設委員會辦公室(以下簡稱國調辦)頒發的《南水北調中線一期天津干線箱涵工程施工質量評定驗收標準》(NSBD 12—2009)中規定：“箱涵主體完工后，施工單位應對全部箱涵變形縫進行水密性檢驗，達不到設計要求的應及時處理?！?/p>

b.檢驗依據。水密性檢驗主要依據國調辦《關于南水北調中線一期工程天津干線輸水箱涵伸縮縫水密性檢驗技術方案的批復》(國調辦建管〔2012〕279號)和設計單位編制的《南水北調中線一期工程天津干線輸水箱涵變形縫水密性檢驗技術方案》。

2.2變形縫水密性檢驗的目的

主要檢測變形縫是否存在滲漏水隱患。通過檢測，對存在的隱患進行認真處理，避免通水后滲水、漏水現象發生。

2.3檢測部位的選定

該設計單元按每15m設一道變形縫，共有1300余道3700余環止水帶。若每環都進行檢測，則檢測工作量非常大，費用也相當高。因此由設計單位根據工程運行狀態，選定重點部位進行抽測。重點部位的選擇主要考慮以下原則：?不均勻變形易引起變形縫張開及止水破壞的部位；?與重要結構物的結合處；?集中滲漏后造成地面損失的地段；?變形縫附近混凝土有濕滲現象的部位。

根據以上原則在3孔4.4m×4.4m箱涵段選定了規模較大的倒虹吸、穿越國道的公路涵以及高速公路和鐵路穿越涵等10處重要部位的19道變形縫。

3　檢驗原理和檢驗標準

3.1檢驗原理

利用水在壓力作用下的滲透性，采用常規的壓水試驗方法，在嵌縫材料和止水帶之間注入規定的壓力水，在規定時間內通過觀測注入水的壓力變化來判定其水密性是否滿足設計要求。

3.2檢驗標準的確定

3.2.1檢驗使用的注水壓力

檢驗使用的注水壓力按輸水箱涵最高運行設計水頭的1.1倍確定。由于每環變形縫都可能存在底板、墻體和頂板互不連通的情況，故對頂板和底板(墻體)分別提出了檢驗時采用的注水壓力標準。實際檢測中，若底板和頂板變形縫連通，則采用底板檢測壓力標準。表1是設計單位對該設計單元輸水箱涵底板(墻體)及頂板確定的檢測壓力標準。

表1　箱涵底板及頂板檢測壓力

3.2.2水密性檢驗合格標準

水密性檢驗合格標準由設計單位提出：在規定的壓力下，穩壓5min后進行測試，測試時間10min。在該測定時間內壓力下降不大于20%，且變形縫未見滲水，即判定該變形縫該檢測段水密性檢驗合格。

4　檢驗程序和方法

4.1水密性檢驗程序

水密性檢驗程序為嵌縫加固、鉆注水孔、注水檢測、封孔。

4.2嵌縫加固

4.2.1加固的必要性

單組份聚硫密封膏作為嵌縫材料嵌填在變形縫箱涵的內側，正常輸水情況下承受箱涵里內水向縫內的內推壓力。而在進行水密性檢測時，嵌縫聚硫密封膏將承受檢測水壓的向外推力，考慮聚硫膠與變形縫處混凝土的黏結強度不一定能夠承受檢測壓力對其外推的作用，為保證檢測順利進行，需在注水檢測之前對變形縫的嵌縫進行加固。

4.2.2加固措施

a.基面處理。將變形縫兩側各15cm范圍內的混凝土基面用打磨機打磨干凈，磨掉混凝土表面的凸出物，做到基面平整、無孔洞，然后用高壓水將浮塵沖洗干凈。

b.貼加筋布，涂刮聚脲。在基面處理驗收合格后，沿變形縫中心線加貼15cm寬加筋布，涂刮聚脲。質量要求：?聚脲材料應無毒，含固量>80%，斷裂拉伸率能達到200%，與混凝土的黏結強度要求干燥面≥2.5MPa、潮濕面≥2.0MPa；?加筋布鋪貼平整、無起鼓、無皺褶，與聚脲均勻粘貼成一體；?聚脲涂刮連續、均勻，厚度不小于2mm，聚脲層平整、光潔，無空鼓、開裂、皺褶等現象。

4.3鉆注水孔

考慮箱涵變形縫在底板、墻體和頂板可能存在貫通和不貫通兩種情況，故在箱涵每孔上、下、左、右四個邊壁中間位置都鉆有注水孔。注水孔從嵌縫加固層外側混凝土邊壁斜向鉆入變形縫并穿透閉孔泡沫板，鉆孔時不得損傷嵌縫加固層和橡膠止水帶。上部注水孔兼作下部孔注水時的排氣孔，安裝有閉水閥。

4.4注水檢驗

4.4.1使用的設備儀器

檢驗使用的設備儀器有小型空壓機、壓力表、儲水罐、閥門、注水槍和膠皮軟管等。

4.4.2注水檢測

a.注水從下至上進行，即從箱涵底板開始，若與上部不貫通，則進行墻體和頂板的注水。

b.注水加壓分兩級進行，第一級為檢測壓力值的1/2，第二級加壓至設計要求的檢測壓力。實施一級加壓的目的是檢驗嵌縫的加固效果，二級加壓是檢測變形縫的嚴密性。按照設計要求，當實施一級加壓3min后未見聚脲有滲水、起鼓現象，即實施二級加壓進行標準壓力下的檢測，并判定檢測結果。

c.不連通的判斷。當檢測段注水達到一級加壓標準3min后注水量不增加時，若上部排氣孔出水則判斷該段為連通，否則為不連通。

4.5封孔

水密性檢測結束后，對注水孔采用M30微膨脹水泥砂漿進行封堵。封堵要求密實，表面光潔、平整。

5　水密性檢驗結果

對第5設計單元箱涵變形縫水密性檢驗是在輸水箱涵全部完成兩年半以后進行的。對前面設計單位確定的19處重要檢測部位，由天津市水利科學研究院于2013年5月中旬至6月下旬進行了檢測。共檢測56環，采集檢測數據168個，其中底板52個，墻體79個，頂板37個。檢測結果見表2。

表2　天津市1段工程變形縫水密性檢測結果統計

從檢測結果看出，所有檢測的底板和墻體所測得的壓力下降最大值分別為24.8kPa和24.7kPa，頂板所測得的壓力下降最大值為15.7kPa，均滿足在規定壓力下，規定時間內壓力下降不大于20%的設計要求，且通過外觀檢查，均未發現變形縫處有滲水現象。說明該設計單元重要部位的變形縫水密性較好，符合設計要求。

6　結　語

對于地下輸水箱涵，若在施工過程中對變形縫處的施工質量控制不嚴或止水帶被損壞，都有可能存在滲漏隱患。因此，施工完畢對變形縫特別是對重要部位的變形縫進行水密性檢驗很有必要。

該檢驗方法因其方法簡單，檢測結果直觀，是值得借鑒的一種變形縫水密性檢驗方法。筆者建議，在以下方面還需考慮：?檢測壓力和允許壓力降應區別工程部位的重要程度及地下水位具體情況進行確定；?檢測應確認在變形縫周圍混凝土處于飽和狀態下進行。兩者結合，其檢測結果更能反映實際情況。

Water tightness test of water conveyance culvert deformation seam

LI Hui1, DAI Zhi2

(1.TianjinWaterProjectConstructionQualityandSafetySupervisionCenterStation,Tianjin300204,China;2.TianjinWaterProjectConstructionTradeManagementCenter,Tianjin300204,China)

In the paper, principle, standard and method of water tightness test of water conveyance culvert in No. 5 design unit of South-to-North Water Conversion Project midline project Tianjin trunk line are introduced. The method is simple and feasible. Detection result is intuitive, which can be referred in the project.

water conveyance culvert; deformation seam; water tightness; inspection

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.10.012

TV672

B

1005-4774(2016)10- 0043- 03