选煤厂栈桥夹芯彩钢墙面板以及施工缝的防水设计

薛彦磊

（国能神东煤炭集团有限责任公司，陕西 榆林 719315）

现如今，在我国采矿挖掘技术的不断创新发展下，煤矿的数量也在逐年增加，致使我国矿产行业得到了较为充分的发展，而选煤厂栈桥结构的设计也随着行业的进步发生着变化。栈桥是选煤厂输煤工艺的主要通道，在结构的设计中，墙面板的防水设计是较为关键的，防水效果的好坏直接影响人员的安全，以及环境的污染。传统的防水设计主要是利用单一铝合金双层墙板或者混凝土墙面板来实现的，虽然可以达到预期的目的，但是经过积年累月，在实际应用的过程中还是会存在一些应用的缺陷和问题。所以，面对这种情况，需要设计更加灵活的防水设计方案以及多功能的彩钢墙面板，这样可以更好地实现防水的效果。

夹芯彩钢墙面板不同于普通防水墙面板的是，它本身不是双层结构，而是厚度、刚度更强的多层结构，即为夹芯结构，这样的设计可以更加完整地防止水源渗漏，同时也能有效阴隔风力的侵蚀。另外，彩钢墙面防水设计内部通常是采用预制整装的主结构以及多核心的辅助结构所构成的，对比于拼接缝式的建筑，防渗水和应对效果相对较好一些。而选煤厂的栈桥常年与水相接触，所以，采用预制成型的弹性橡胶制品先将墙面板的防水设计整体结构实现密封，在此基础上，在密封外处进行彩钢墙面板的安装，以此来确保整个结构的防水性和耐久性。因此，对选煤厂栈桥夹芯彩钢墙面板的设计进行分析讨论。在较为真实的背景之下，进行防水的情境设定，依据实际情况，对彩钢墙面板进行优化设计，使其更加符合选煤厂栈桥的实际应用条件，以此来进一步增强整体的防水质量水平，优化整个防水体系，确保栈桥的防水效果。

1 选煤厂栈桥夹芯彩钢墙面板的防水设计

1.1 栈桥夹芯彩钢墙面板咬合防水节点的确定

在对选煤厂栈桥夹芯彩钢墙面板的防水设计进行探究之前，需要先对钢墙面板咬合防水节点进行确定。钢墙面板咬合防水节点通常是代表墙面板与栈桥之间的连接最为密切的一个节点，在进行防水建设的过程中，需要先明确节点的具体的位置，以其为核心，向外扩散进行防水工程的设计与建设。以下为墙面板防水节点的设立标准，具体如表1 所示。

表1 面板防水节点的设立标准表

根据表1 中的数据信息，最终可以以及对应的标准，依据实际情况，进行面板防水节点的设立。当节点的实际标准完成设定之后，接下来，需要对作用范围进行计算。利用专业设备获取相关的数据信息，并且利用其计算面板防水节点的作用范围，如下公式1 所示：

公式1 中：G 表示面板防水节点的实际作用范围，χ 表示预制均衡水量，e 表示泛水系数，c 表示浇筑高度。通过以上计算，最终可以得出面板防水节点的实际作用范围。在此基础上，计算墙面板节点的咬合预应力，具体如下公式2 所示：

公式2 中：F 表示咬合预应力，h 表示侧相作用范围，s 表示防水灯压区域，G 表示面板防水节点的实际作用范围。根据以上计算，最终可以得出实际的咬合预应力。根据以上的计算，在合理的范围之内，根据夹芯彩钢墙面板的咬合预应力，对最终的选煤厂栈桥防水节点进行确定。

1.2 栈桥多向塔接防水结构设计

在完成栈桥夹芯彩钢墙面板咬合防水节点的确定之后，接下来，需要对选煤厂栈桥的多向塔接结构进行优化设计。一般情况下，塔接的结构主要分为长向塔接、侧向塔接。两者相互作用，却也各自独立，具有一定的多变性。

先对栈桥的长向塔接进行设计。测量选煤厂栈桥的总长度，并利用获取到的数据信息进行防水长度的计算，通过以上计算，最终可以得出实际的防水板在栈桥上实际需要使用的长度。在此基础上，采用上瓦搭下瓦的建设模式，在栈桥的中心节点处安装一个自攻螺丝，并将其固定在压型钢板的波峰的对应位置。当选煤厂栈桥的水量超出标准时，自攻螺丝就会从波峰钻入，带动防水体系中的檩条外露，此时，橡胶密封圈会将水量控制在固定的位置上，螺丝收紧后也会自动胀开，最终将栈桥的孔周压紧密实，以此来确保水量的不外流。完成外部设置以后，进行多向塔接防水结构的设计，也就是栈桥两侧侧向搭接的设计与建设。这部分的关键环节是接入口和咬合。侧向塔接较为注重的是接入口的波峰以及咬合的檩条位置。所以，需要先对接入口的实际导向距离进行计算，如下公式3 所示：

1.3 腻子复合凹槽纵向防水压缩设计

在完成栈桥多向塔接防水结构的设计之后，接下来，进行腻子复合凹槽纵向防水压缩的设计。尤其是在防水工程的设计之中，腻子复合凹槽的作用更是十分显著。可以先通过安装防水密封胶条来将排水凹槽进行固定，并利用橡胶对位置进行定位，以此来防止发生偏移或者错位的情况发生。

设置可限制侧向变形范围，在这个范围之中，随着密封胶条的弹力来更改排水量。以拼装的形式来稳定凹槽接缝的张开量，以此来避免胶条受到水源的反复侵蚀，使整个结构达到对应的防水基础要求。依据比例设计对基础防水凹槽进行优化改善，并在此基础上，以栈桥的水平面、垂直面为横纵坐标，进行纵向防水压缩百分比的计算，具体如下公式4 所示：

1.4 栈桥内侧底板调整缝的处理

在完成腻子复合凹槽纵向防水压缩的设计之后，接下来，进行栈桥内侧底板调整缝的应变处理。调整缝在选煤厂栈桥的防水设计工程中具有十分重要的意义，对于最终防水效果会产生间接地影响。一般的防水建设工程中，都会依据实际情况，进行调整缝的设计。主要是因为，设计初期只能对极限的放水量进行预估，但是在实际应用的过程中是很容易造成突发现象的，往往会对防水设计造成极为严重的损害，有的甚至会将栈桥冲垮，而当面对这种情况时候，便可以通过打开调整缝来将水源作出分流的导向，减轻主防水结构的得压力，以此来确保栈桥防水工程的稳定与安全。具体如图1 所示。

图1 栈桥防水调整缝

根据图1 中调整缝的观察，可以了解到其外形的特征。当夹芯彩钢墙面板与栈桥之间的距离为10cm 时，该部位的防水缝大致可以设定在20mm 左右，当距离为15cm 时，调整缝可以调整为35mm 左右。在墙面板的外侧可以采用大直径约为25mmPE 的棒填缝，并利用密封橡胶压实，最终形成4 道防水信道，通过调整作用角度，来最终实现内侧底部调整缝的处理设计。

1.5 装配式竖向接缝排水构造的设计

在完成栈桥内侧底部调整缝的处理之后，接下来，对装配式竖向接缝防排水构造进行设计。选煤厂栈桥的防水工程通常较大，所以单一的排水接缝模式是无法满足其要求的，需要依据实际的情况，设计装配式的竖向接缝排水构造。

竖向接缝是通过墙体内外两侧的密封胶设置，最终形成的内部空腔范围所构成的，一般处于水平缝与十字缝的上端，同时也设置相应的排水、导水装置，作为防水排水的引导。需要在水平以及十字接缝的基础上，计算竖向接缝的深度，如下公式5所示：

公式5 中：R 表示竖向接缝的深度，ψ 表示渗漏排口直径，u 表示装配侧向作用距离，通过以上计算，最终可以得出实际的竖向接缝深度。在相应深度之上安装导水管及时排水，阴断栈桥外部的水继续向内发展，确保装配防水结构内部的稳定与安全。此外，两侧也需要安装对应数量的水管、导管，形成装配式的排水结构，连通接缝以及空腔内部的大气，使桥体之间的内外气压维持相对平衡的状态。最终，采用大隔层的分离间隔方式，在栈桥的底部设置两个排水孔，使其与防水节点相对应，将接缝排放遗漏的水进一步限制在两个装配水管道之间，便于后续排放处理。

1.6 移位控制法实现夹芯彩钢墙面板的防水设计

在完成装配式竖向接缝排水构造的设计之后，接下来，通过移位控制法来最终实现夹芯彩钢墙面板的防水设计。首先，需要对栈桥的移位趋势进行测量，并计算对应的移位跨度，具体如下公式6 所示：

公式6 中：M表示移位跨度，κ 表示膨胀系数，V 表示初始移位距离，N 表示极限承受应力。通过以上计算，最终可以得出实际的移位跨度。依据此距离，对墙面板的防水结构以及栈桥的距离节点进行更改控制。这部分主要依据水量的变化来确定控制目标的，水量过大，控制的目标就会相应地提升，反之，如果，水量过小，控制的目标就会相应地降低，控制范围也会缩小。所以，移位控制法在墙面板防水设计的工程建设之中，是一个灵活应变结构的存在，一定程度上可以更改整个防水体系结构，以此来应对时刻变化的水位以及水量，最大程度上确保选煤厂栈桥的防水质量，而这种混合式的防水模式也有利于提高我国整体的防水设计水平。

2 防水设计实例分析

2.1 Q 选煤厂栈桥墙面板防水现状简述

本次主要是对Q 选煤厂栈桥夹芯彩钢墙面板的防水设计进行研究分析。通过观察可以了解到Q 选煤厂栈桥设计建设的主要结构采用的是钢屋架金属结构，并且外侧和底部加置了相应的夹芯彩钢墙面板，这是一种较强的防水设计，以此来避免栈桥的水源渗透。

但需要注意的是，Q 选煤厂栈桥的墙面板虽然可以起到防水的作用，可通过测量观察发现，还是具有一定问题的，导致使用现状糟糕。其一是墙面板自身的导热系数大。当外界的温度较高时，栈桥上的墙面板会发生收缩变形的状况，很容易导致防水接口出现极大位移，进而留下漏水的隐患。其二是波高较低的板型，在连雨季节会产生大量的积水，造成选煤厂房屋以及应用栈桥的大量漏水。其三是使用年限较长，墙面板的固定零件以及密封橡胶的老化。以上均是导致Q 选煤厂栈桥墙面板防水现状的重要影响因素，极大地降低了夹芯彩钢墙面板的防水质量水平。

2.2 Q 选煤厂防水应用实例分析

根据以上对Q 选煤厂栈桥墙面板防水现状的分析研究，接下来，进行具体地实例分析。首先，利用专业的测量设备，对Q选煤厂栈桥防水墙面板的相关数据信息进行采集整合。并计算对应的墙面板的极限防水面积，如下公式7 所示：

公式7 中：H 表示墙面板的极限防水面积，β 表示侧向塔接范围，d 表示固定防水深度，a 表示允许出现的最大误差。通过以上计算，最终可以得出实际的墙面板的极限防水面积。在这个面积范围之内，进行夹芯彩钢墙面板在栈桥侧向塔接中的应用。

根据夹芯彩钢墙面板在栈桥侧向塔接中的应用结构，结合上方所计算的极限防水面积，进行防水测试，在不同的塔接范围之内，共分为4 组进行分析，最终可以得出实例分析的结果，对其进行分析讨论，具体如表2 所示。

表2 Q 选煤厂防水实例分析结果表

根据表2 中的数据信息，可以得出最终的结论：在不同的栈桥塔接高度情况下，最终所得出的防水压缩率均在90%以上，表明本文所设计的夹芯彩钢墙面板的防水设计效果相对较好，并且在实际应用的过程中更加可靠，具有较强的严谨性和科学性。

3 结论

综上所述，是对选煤厂栈桥夹芯彩钢墙面板的防水设计的分析与研究。对比于传统墙面板的防水设计，本文所设计的方法更加灵活多变，并且具有更加全面的防水效果，防渗透的作用也相对较强。此外，新型的防水墙面板在实际应用的过程中不受环境和用法的局限，一定程度上也扩大了其应用范围，在选煤厂栈桥的底部、侧方、冲刷部分均可以使用，进一步增强了墙面板的防水效果，从整体上提升了夹芯彩钢墙面板的防水质量。