输水箱涵变形缝水密性检验

厉　辉　戴　智

(1.天津市水务工程建设质量与安全监督中心站， 天津　300204；2.天津水务工程建设交易管理中心， 天津　300204)



输水箱涵变形缝水密性检验

厉辉1戴智2

(1.天津市水务工程建设质量与安全监督中心站， 天津300204；2.天津水务工程建设交易管理中心， 天津300204)

本文介绍了南水北调中线一期工程天津干线第5设计单元输水箱涵变形缝水密性检验的原理、标准和方法。该方法简单易行，检测结果直观，在工程中值得借鉴。

输水箱涵； 变形缝； 水密性； 检验

1　工程概况

南水北调中线一期工程天津干线西起河北省保定市徐水县西黑山村东至天津市外环河全长155.305km，共有6个设计单元，其中第5设计单元线路长19.661km。工程主要为C30W6F150钢筋混凝土地下输水暗涵，以子牙河分流井为界，上游段为3孔4.4m×4.4m箱涵，下游段为2孔3.6m×3.6m箱涵。箱涵沿长度方向每15m设置一道变形缝，缝宽3cm，由止水带、填缝材料和嵌缝材料三部分组成。止水带为中埋式复合型遇水膨胀橡胶止水带，沿箱涵底板、墙体和顶板全封闭布置；填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫塑料板，厚度3cm；嵌缝材料为单组分聚硫密封膏。

2　变形缝水密性检验

2.1检验的提出和检验依据

a.检验的提出。国务院南水北调工程建设委员会办公室(以下简称国调办)颁发的《南水北调中线一期天津干线箱涵工程施工质量评定验收标准》(NSBD 12—2009)中规定：“箱涵主体完工后，施工单位应对全部箱涵变形缝进行水密性检验，达不到设计要求的应及时处理。”

b.检验依据。水密性检验主要依据国调办《关于南水北调中线一期工程天津干线输水箱涵伸缩缝水密性检验技术方案的批复》(国调办建管〔2012〕279号)和设计单位编制的《南水北调中线一期工程天津干线输水箱涵变形缝水密性检验技术方案》。

2.2变形缝水密性检验的目的

主要检测变形缝是否存在渗漏水隐患。通过检测，对存在的隐患进行认真处理，避免通水后渗水、漏水现象发生。

2.3检测部位的选定

该设计单元按每15m设一道变形缝，共有1300余道3700余环止水带。若每环都进行检测，则检测工作量非常大，费用也相当高。因此由设计单位根据工程运行状态，选定重点部位进行抽测。重点部位的选择主要考虑以下原则：ⓐ不均匀变形易引起变形缝张开及止水破坏的部位；ⓑ与重要结构物的结合处；ⓒ集中渗漏后造成地面损失的地段；ⓓ变形缝附近混凝土有湿渗现象的部位。

根据以上原则在3孔4.4m×4.4m箱涵段选定了规模较大的倒虹吸、穿越国道的公路涵以及高速公路和铁路穿越涵等10处重要部位的19道变形缝。

3　检验原理和检验标准

3.1检验原理

利用水在压力作用下的渗透性，采用常规的压水试验方法，在嵌缝材料和止水带之间注入规定的压力水，在规定时间内通过观测注入水的压力变化来判定其水密性是否满足设计要求。

3.2检验标准的确定

3.2.1检验使用的注水压力

检验使用的注水压力按输水箱涵最高运行设计水头的1.1倍确定。由于每环变形缝都可能存在底板、墙体和顶板互不连通的情况，故对顶板和底板(墙体)分别提出了检验时采用的注水压力标准。实际检测中，若底板和顶板变形缝连通，则采用底板检测压力标准。表1是设计单位对该设计单元输水箱涵底板(墙体)及顶板确定的检测压力标准。

表1　箱涵底板及顶板检测压力

3.2.2水密性检验合格标准

水密性检验合格标准由设计单位提出：在规定的压力下，稳压5min后进行测试，测试时间10min。在该测定时间内压力下降不大于20%，且变形缝未见渗水，即判定该变形缝该检测段水密性检验合格。

4　检验程序和方法

4.1水密性检验程序

水密性检验程序为嵌缝加固、钻注水孔、注水检测、封孔。

4.2嵌缝加固

4.2.1加固的必要性

单组份聚硫密封膏作为嵌缝材料嵌填在变形缝箱涵的内侧，正常输水情况下承受箱涵里内水向缝内的内推压力。而在进行水密性检测时，嵌缝聚硫密封膏将承受检测水压的向外推力，考虑聚硫胶与变形缝处混凝土的黏结强度不一定能够承受检测压力对其外推的作用，为保证检测顺利进行，需在注水检测之前对变形缝的嵌缝进行加固。

4.2.2加固措施

a.基面处理。将变形缝两侧各15cm范围内的混凝土基面用打磨机打磨干净，磨掉混凝土表面的凸出物，做到基面平整、无孔洞，然后用高压水将浮尘冲洗干净。

b.贴加筋布，涂刮聚脲。在基面处理验收合格后，沿变形缝中心线加贴15cm宽加筋布，涂刮聚脲。质量要求：ⓐ聚脲材料应无毒，含固量>80%，断裂拉伸率能达到200%，与混凝土的黏结强度要求干燥面≥2.5MPa、潮湿面≥2.0MPa；ⓑ加筋布铺贴平整、无起鼓、无皱褶，与聚脲均匀粘贴成一体；ⓒ聚脲涂刮连续、均匀，厚度不小于2mm，聚脲层平整、光洁，无空鼓、开裂、皱褶等现象。

4.3钻注水孔

考虑箱涵变形缝在底板、墙体和顶板可能存在贯通和不贯通两种情况，故在箱涵每孔上、下、左、右四个边壁中间位置都钻有注水孔。注水孔从嵌缝加固层外侧混凝土边壁斜向钻入变形缝并穿透闭孔泡沫板，钻孔时不得损伤嵌缝加固层和橡胶止水带。上部注水孔兼作下部孔注水时的排气孔，安装有闭水阀。

4.4注水检验

4.4.1使用的设备仪器

检验使用的设备仪器有小型空压机、压力表、储水罐、阀门、注水枪和胶皮软管等。

4.4.2注水检测

a.注水从下至上进行，即从箱涵底板开始，若与上部不贯通，则进行墙体和顶板的注水。

b.注水加压分两级进行，第一级为检测压力值的1/2，第二级加压至设计要求的检测压力。实施一级加压的目的是检验嵌缝的加固效果，二级加压是检测变形缝的严密性。按照设计要求，当实施一级加压3min后未见聚脲有渗水、起鼓现象，即实施二级加压进行标准压力下的检测，并判定检测结果。

c.不连通的判断。当检测段注水达到一级加压标准3min后注水量不增加时，若上部排气孔出水则判断该段为连通，否则为不连通。

4.5封孔

水密性检测结束后，对注水孔采用M30微膨胀水泥砂浆进行封堵。封堵要求密实，表面光洁、平整。

5　水密性检验结果

对第5设计单元箱涵变形缝水密性检验是在输水箱涵全部完成两年半以后进行的。对前面设计单位确定的19处重要检测部位，由天津市水利科学研究院于2013年5月中旬至6月下旬进行了检测。共检测56环，采集检测数据168个，其中底板52个，墙体79个，顶板37个。检测结果见表2。

表2　天津市1段工程变形缝水密性检测结果统计

从检测结果看出，所有检测的底板和墙体所测得的压力下降最大值分别为24.8kPa和24.7kPa，顶板所测得的压力下降最大值为15.7kPa，均满足在规定压力下，规定时间内压力下降不大于20%的设计要求，且通过外观检查，均未发现变形缝处有渗水现象。说明该设计单元重要部位的变形缝水密性较好，符合设计要求。

6　结　语

对于地下输水箱涵，若在施工过程中对变形缝处的施工质量控制不严或止水带被损坏，都有可能存在渗漏隐患。因此，施工完毕对变形缝特别是对重要部位的变形缝进行水密性检验很有必要。

该检验方法因其方法简单，检测结果直观，是值得借鉴的一种变形缝水密性检验方法。笔者建议，在以下方面还需考虑：ⓐ检测压力和允许压力降应区别工程部位的重要程度及地下水位具体情况进行确定；ⓑ检测应确认在变形缝周围混凝土处于饱和状态下进行。两者结合，其检测结果更能反映实际情况。

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