專利名稱：大型箱涵水密性檢測設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水密性檢測設(shè)備和方法，具體地說是一種可以對輸送污水的大型箱涵的進(jìn)行檢測水密性的設(shè)備以及應(yīng)用該檢測設(shè)備進(jìn)行箱涵水密性檢測的方法。
背景技術(shù)：
水密性對于輸送污水的管道來說是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)，而對于本工程輸送污水的箱涵來說，由于其平面分布廣，總長度約為4km，孔徑變化多，歸納起來箱涵凈空有4.25m×3.5m、1.6m×1.6m、2.0m×2.8m和3.2m×2.8m四種。
結(jié)構(gòu)概況詳見下表(單位mm)

根據(jù)《市政排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》(DBJ08-220-96)第4、6節(jié)的要求污水管道必須逐節(jié)(兩檢查井之間的管道為一節(jié))作磅水檢查。如圖1管道磅水試驗(yàn)示意圖所示，雙孔箱涵每節(jié)必須砌筑封墻，而箱涵為有壓箱涵，壓力水頭為12m，則封頭處平均壓力水頭為10.25m(12-3.5/2＝10.25m)。因此雙孔箱涵單個節(jié)頭受到的拉力為P＝pcA＝ρghcA＝10×10.25×3.5×4.25＝1524.7KN；合計拉力152.5噸。在如此大拉力的作用下，箱涵接頭非常容易破壞，所以對大型箱涵來說污水管道磅水試驗(yàn)顯得不切實(shí)際。
此外，本工程箱涵里程長，且箱涵中的單體分布較散，如采用管道檢查井磅水檢查，試驗(yàn)所需用水量很難保證，同時箱涵總共有6個施工作業(yè)面在施工，施工面分散，而施工進(jìn)度又不可能完全同步，且還有局部單體必須后做如計量井等，綜合起來按照規(guī)范推薦的試驗(yàn)方案很難滿足本工程施工的需要。
過去傳統(tǒng)的箱涵管檢測方法(如上海市上游引水工程)是分段灌水加壓，兩端加設(shè)特制的鋼封門，觀察其滲漏情況。隨著市政工程的規(guī)模越來越大，此種方法遇到的難題是用水量大，水源尋找困難；箱涵管檢測時，兩端鋼封門要承受巨大的水平推力，鋼封門制作安裝困難；箱涵管內(nèi)部灌水后，在內(nèi)水壓力作用下所產(chǎn)生的巨大水平推力，會使箱涵管產(chǎn)生縱向水平位移，極易造成止水帶的拉裂滲水；如發(fā)現(xiàn)局部有滲漏，必須將水全部放掉堵漏修補(bǔ)后需再次灌水檢測；檢測周期長，費(fèi)用高。所以，此類方法也無法滿足大型有壓箱涵的水密性檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以檢測大型有壓箱涵水密性的檢測設(shè)備，以及一種使用該檢測設(shè)備對箱涵進(jìn)行水密性檢測的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明是這樣構(gòu)思的箱涵滲漏是由于地層不均勻沉降或施工質(zhì)量等問題引起的，主要體現(xiàn)在止水帶伸縮縫接口處滲水。這是因?yàn)橄浜涌谥饕遣捎弥顾畮?，而止水帶在施工時較難按設(shè)計位置固定在混凝土中，該處的混凝土不易震搗密實(shí)，混凝土收縮時又會引起止水帶與混凝土之間的剝離。即使施工過程中能克服上述不利因素，箱涵填土后由于荷載影響以及沉降的差異都會對止水帶與混凝土的粘結(jié)力產(chǎn)生不利影響，所以箱涵滲漏的薄弱部位是接口處。此外由于箱涵砼為C25P8，所以一般來說墻板的滲水量可以忽略不計，發(fā)生滲漏的地方主要在箱涵的接口，因此針對箱涵接口滲漏，專門設(shè)計出一套檢測接口的滲漏的檢測設(shè)備以及采用該檢測設(shè)備對箱涵的水密性進(jìn)行檢測，應(yīng)該說是比較有針對性的試驗(yàn)方案。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種大型箱涵水密性檢測設(shè)備，其特征在于，包括加壓系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、充水系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，所述密封系統(tǒng)包括可與箱涵接縫形成密封倉的環(huán)狀密封槽架和密封條，所述密封槽架固定設(shè)置在支撐系統(tǒng)上，所述密封條設(shè)置在密封槽架的端部，所述加壓系統(tǒng)、充水系統(tǒng)分別與密封倉相通。
所述充水系統(tǒng)包括供水管、手壓水泵和蓄水箱，通過供水管和水泵向密封系統(tǒng)充水。
還包括移動系統(tǒng)，包括移動輪架和移動輪，所述移動輪架與支撐系統(tǒng)固定連接。以方便做完一個箱涵接頭時，移向下一節(jié)試驗(yàn)接頭。
所述支撐系統(tǒng)包括腳手桿和槽鋼，腳手桿中設(shè)置微調(diào)裝置，從而可以保證密封槽架和箱涵接口的緊密接觸，在試驗(yàn)過程中微加預(yù)應(yīng)力。所述加壓系統(tǒng)包括增壓泵和截止閥，保證密封系統(tǒng)中水壓為12m高水壓，在加壓系統(tǒng)中還可設(shè)置反向閥門，以達(dá)到穩(wěn)壓作用，即穩(wěn)壓系統(tǒng)，供水管在箱涵底板接頭處進(jìn)水孔流進(jìn)密封系統(tǒng)，在箱涵頂板處設(shè)置2個出氣孔，保證整個密封系統(tǒng)中充滿水。所述測量系統(tǒng)包括流量泵、水壓表和秒表。試驗(yàn)過程中用流量表測出向密封倉內(nèi)的補(bǔ)水量，用水壓表判定密封倉內(nèi)水壓是否穩(wěn)定，然后通過理論公式反算出箱涵接頭的滲水量。為保證測量數(shù)據(jù)的精度，所有壓力計的精度不低于1.5級，壓力計的最大量程為試驗(yàn)壓力的1.3～1.5倍，且表盤的直徑不小于150mm。
一種大型箱涵水密性檢測方法，包括使用如上所述的檢測設(shè)備對箱涵水密性進(jìn)行檢測，首先安裝檢測設(shè)備，使箱涵內(nèi)壁沿分縫處與密封槽架之間形成環(huán)狀密封倉；然后通過加壓系統(tǒng)、充水系統(tǒng)以及測量系統(tǒng)采用注水法對密封倉進(jìn)行水密性測試。
還包括如下步驟檢測前通過預(yù)制外圓弧內(nèi)斜角的膠墊將箱涵的四個倒角改造成圓弧。
試壓驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)箱涵接頭水壓試驗(yàn)外觀合格標(biāo)準(zhǔn)為箱涵接頭外側(cè)和內(nèi)側(cè)無噴水點(diǎn)，無順墻流水現(xiàn)象；強(qiáng)度合格標(biāo)準(zhǔn)為試驗(yàn)壓力0.12Mpa作用下，恒壓10min，檢查接口、管身無破損及漏水現(xiàn)象時，管道強(qiáng)度試驗(yàn)為合格。
接縫滲水量標(biāo)準(zhǔn)為滲水量Q＝0.014D。(按《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268-97規(guī)定)Q-允許滲水量(L/(min·km)；D-管道有效內(nèi)徑(mm)。
通過采用本發(fā)明檢測設(shè)備對整個箱涵工程的160個接頭的水密性檢測，結(jié)果為全部合格。
由以上公開的技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過設(shè)計專用檢測設(shè)備，通過在分縫處形成單獨(dú)的密封倉，采用單孔逐條分縫方法對箱涵進(jìn)行水密性試驗(yàn)，克服了傳統(tǒng)箱涵水密性測試方法存在的不能對大型箱涵進(jìn)行水密性檢測的缺陷，此外整個檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，而且檢測方法也具有簡單、快捷、成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有的管道磅水試驗(yàn)示意圖；圖2是本發(fā)明大型箱涵水密性檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明箱涵水密性檢測設(shè)備剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
參見圖2、圖3所示，本發(fā)明大型箱涵水密性檢測設(shè)備，包括加壓系統(tǒng)1、密封系統(tǒng)2、充水系統(tǒng)3、支撐系統(tǒng)4和測量系統(tǒng)5，所述密封系統(tǒng)2包括可與箱涵接縫8形成密封倉201的環(huán)狀密封槽架202和密封條203，所述密封槽架202固定設(shè)置在支撐系統(tǒng)4上，所述密封條203設(shè)置在密封槽架202的端部，所述加壓系統(tǒng)1、充水系統(tǒng)3分別與密封倉201相通。所述充水系統(tǒng)3包括供水管、手壓水泵和蓄水箱，通過供水管和水泵向密封系統(tǒng)充水。所述支撐系統(tǒng)4包括槽鋼401和腳手桿402，腳手桿中設(shè)置微調(diào)裝置403，所述加壓系統(tǒng)1包括增壓泵101和截止閥102，在加壓系統(tǒng)中設(shè)置反向閥門，供水管在箱涵底板接頭處進(jìn)水孔流進(jìn)密封系統(tǒng)的密封倉內(nèi)，在距箱涵頂板處的密封槽架上設(shè)置2個出氣孔204。所述測量系統(tǒng)5包括水壓表501、流量泵502和秒表503。為考慮密封系統(tǒng)能適應(yīng)砼平整度的要求，橡膠密封條203厚度取定為2cm。
還包括移動系統(tǒng)，包括移動輪架6和移動輪7，所述移動輪架6與支撐系統(tǒng)4固定連接。
下面進(jìn)一步詳細(xì)說明應(yīng)用本發(fā)明檢測設(shè)備進(jìn)行箱涵水密性試驗(yàn)的過程。
1)試驗(yàn)原理為注水法的相關(guān)原理，首先水壓升至試驗(yàn)壓力后開始記時，當(dāng)壓力下降時，及時向密封倉內(nèi)補(bǔ)水，整個試驗(yàn)延續(xù)時間不少于2小時，并記錄好試驗(yàn)延續(xù)時間及補(bǔ)入水量。補(bǔ)入水量即為箱涵接口再試驗(yàn)時間內(nèi)的滲透量。
2)判斷密封倉內(nèi)氣體排除。
首先在正式試驗(yàn)前，進(jìn)行多項(xiàng)分級升壓試驗(yàn)，同時打開氣孔，使氣體逐漸排出，當(dāng)氣體排凈后方可進(jìn)行正式水壓試驗(yàn)。如果氣體未排除，所測定的滲水量是不真實(shí)的，判斷氣體是否已排除，可以從以下三個現(xiàn)象確定
第一類，密封倉內(nèi)充滿水時，但升壓慢。第二類，當(dāng)用試壓泵向管道內(nèi)充水時，隨著手壓泵柄的上下?lián)u動，表針擺動幅度較大，且讀數(shù)不穩(wěn)定。
第三類，當(dāng)水壓升至80％試驗(yàn)壓力時，停止升壓，然后打開連通管道的放水節(jié)門，放水時水柱中帶有“突突”的聲響，并噴出許多氣泡。
以上三個現(xiàn)象的出現(xiàn)，表明管道內(nèi)氣體未排除。僅當(dāng)以上現(xiàn)象消失，而且用水泵充水升壓很快時，方能確認(rèn)氣體已經(jīng)排除。此刻進(jìn)行正式水壓試驗(yàn)，所測的滲水量是真實(shí)的。
3)檢測過程中的滲水標(biāo)準(zhǔn)的影響因素泵水壓力穩(wěn)定后，接口均會有一定量滲水，但這并不意味著箱涵管接口本身有滲漏，這是因?yàn)橄浜鼙诿婊炷劣休^大的吸水性；密封橡膠帶彈性膨脹；箱涵接口中橡膠止水帶拉伸變形和嵌縫存在壓縮蠕變；橡膠密封帶檢測水腔的水向箱涵管壁面內(nèi)滲透，即壁面上出現(xiàn)滲水。
因此，接口檢測有滲水是難免的，問題是如何準(zhǔn)確地測出，然后根據(jù)實(shí)測結(jié)果，綜合各種不利因素，確定一個極限滲漏量，用以判別接縫滲漏是否在規(guī)定的允許范圍內(nèi)，確定一個合格的標(biāo)推。
4)試壓前的準(zhǔn)備箱涵接頭水壓試驗(yàn)前應(yīng)符合下列要求箱涵混凝土齡期28d以上，或強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求；箱涵內(nèi)壁試壓部位必須先檢查處理，達(dá)到平整光滑，不允許凹凸不平；為保證試壓裝置與箱涵內(nèi)壁貼合良好，考慮到水壓工具方型膠圈的圓弧膨脹原理，箱涵4個倒角(300*300mm)通過預(yù)制外圓弧內(nèi)斜角的膠墊改造成圓弧，以達(dá)到最優(yōu)止水效果。
5)試驗(yàn)步驟首先安裝檢測設(shè)備，使箱涵內(nèi)壁沿分縫處與密封槽架之間形成環(huán)狀密封倉；密封倉充水打開出氣孔用手壓水泵泵水進(jìn)密封倉，當(dāng)出氣孔大量出水時，出氣孔閥門關(guān)閉，排氣后首次加壓值為0.04Mpa，恒壓10min后檢查并記錄試壓裝置是否密封，伸縮縫外例和周邊混凝土是否滲漏、冒水，以及水壓力、氣壓力等變化情況。在保證安全和密封倉密封完整時才允許繼續(xù)下一道工序，然后按0.02Mpa進(jìn)行分級加壓，加壓后需重復(fù)上述觀察、記錄資料，同時按照氣體是否排除的標(biāo)準(zhǔn)判定密封倉內(nèi)氣體是否排凈，如未排凈，應(yīng)打開出氣孔，重復(fù)以上步驟，在保證氣體已經(jīng)排凈的前提下，按分級加壓的原則，將密封倉內(nèi)的水壓加至試驗(yàn)壓力。
正式試驗(yàn)當(dāng)密封倉內(nèi)水壓升至試驗(yàn)壓力，一切檢查正常后，啟動秒表計時，流量計開始計入水泵補(bǔ)入水量，正式開始試驗(yàn)，當(dāng)密封倉內(nèi)水壓下降時，及時通過水泵補(bǔ)入水量，流量計測出補(bǔ)入水量，試驗(yàn)時間不小于2個小時，試壓完畢后提供完整的試驗(yàn)資料包括排水、排氣試壓完成后，對密封水槽內(nèi)的試壓水進(jìn)行回收以供下次繼續(xù)使用，并將氣胎放氣，以便試壓裝置移動至下一試壓點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種大型箱涵水密性檢測設(shè)備，其特征在于，包括加壓系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、充水系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，所述密封系統(tǒng)包括可與箱涵接縫形成密封倉的環(huán)狀密封槽架和密封條，所述密封槽架固定設(shè)置在支撐系統(tǒng)上，所述密封條設(shè)置在密封槽架的端部，所述加壓系統(tǒng)、充水系統(tǒng)分別與密封倉相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱涵水密性檢測設(shè)備，其特征在于，所述充水系統(tǒng)包括供水、手壓水泵和蓄水箱，通過供水管和水泵向密封系統(tǒng)充水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的箱涵水密性檢測設(shè)備，其特征在于，還包括移動系統(tǒng)，包括移動輪架和移動輪，所述移動輪架與支撐系統(tǒng)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的箱涵水密性檢測設(shè)備，其特征在于，所述支撐系統(tǒng)包括腳手桿和槽鋼，腳手桿中設(shè)置微調(diào)裝置，所述加壓系統(tǒng)包括增壓泵和截止閥，所述測量系統(tǒng)包括流量泵、水壓表和秒表。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的箱涵水密性檢測設(shè)備，其特征在于，還包括穩(wěn)壓系統(tǒng)，所述穩(wěn)壓系統(tǒng)為設(shè)置在增壓系統(tǒng)上的反向閥門。
6.一種大型箱涵水密性檢測方法，其特征在于，包括使用如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的檢測設(shè)備對箱涵水密性進(jìn)行檢測，首先安裝檢測設(shè)備，使箱涵內(nèi)壁沿分縫處與密封槽架之間形成環(huán)狀密封倉；然后通過加壓系統(tǒng)、充水系統(tǒng)以及測量系統(tǒng)采用注水法對密封倉進(jìn)行水密性測試。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的箱涵水密性檢測方法，其特征在于，還包括如下步驟檢測前通過預(yù)制外圓弧內(nèi)斜角的膠墊將箱涵的四個倒角改造成圓弧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以對輸送污水的大型箱涵的進(jìn)行檢測水密性的設(shè)備以及應(yīng)用該檢測設(shè)備進(jìn)行箱涵水密性檢測的方法。包括加壓系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、充水系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，所述密封系統(tǒng)包括可與箱涵接縫形成密封倉的環(huán)狀密封槽架和密封條，所述密封槽架固定設(shè)置在支撐系統(tǒng)上，所述密封條設(shè)置在密封槽架的端部，所述加壓系統(tǒng)、充水系統(tǒng)分別與密封倉相通。本發(fā)明通過在箱涵分縫處形成單獨(dú)的密封倉，采用單孔逐條分縫方法對箱涵進(jìn)行水密性試驗(yàn)，克服了傳統(tǒng)箱涵水密性測試方法存在的不能對大型箱涵進(jìn)行水密性檢測的缺陷，整個檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，而且檢測方法也具有簡單、快捷、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01M3/32GK1687732SQ20051002572
公開日2005年10月26日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者儲軍昌, 張文軍, 胡玉銀, 朱毅敏, 顧建平, 陳志明, 王偉導(dǎo), 周英 申請人:上海市第一建筑有限公司