專利名稱：大型箱涵水密性檢測設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種水密性檢測設備和方法，具體地說是一種可以對輸送污水的大型箱涵的進行檢測水密性的設備以及應用該檢測設備進行箱涵水密性檢測的方法。
背景技術：
水密性對于輸送污水的管道來說是一項很重要的指標，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。
結構概況詳見下表(單位mm)
根據《市政排水管道工程施工及驗收規程》(DBJ08-220-96)第4、6節的要求污水管道必須逐節(兩檢查井之間的管道為一節)作磅水檢查。如圖1管道磅水試驗示意圖所示，雙孔箱涵每節必須砌筑封墻，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顯得不切實際。
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，試驗所需用水量很難保證，同時箱涵總共有6個施工作業面在施工，施工面分散，而施工進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，綜合起來按照規范推薦的試驗方案很難滿足本工程施工的需要。
過去傳統的箱涵管檢測方法(如上海市上游引水工程)是分段灌水加壓，兩端加設特制的鋼封門，觀察其滲漏情況。隨著市政工程的規模越來越大，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；箱涵管內部灌水后，在內水壓力作用下所產生的巨大水平推力，會使箱涵管產生縱向水平位移，極易造成止水帶的拉裂滲水；如發現局部有滲漏，必須將水全部放掉堵漏修補后需再次灌水檢測；檢測周期長，費用高。所以，此類方法也無法滿足大型有壓箱涵的水密性檢測。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可以檢測大型有壓箱涵水密性的檢測設備，以及一種使用該檢測設備對箱涵進行水密性檢測的方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。
本發明是這樣構思的箱涵滲漏是由于地層不均勻沉降或施工質量等問題引起的，主要體現在止水帶伸縮縫接口處滲水。這是因為箱涵接口主要是采用止水帶，而止水帶在施工時較難按設計位置固定在混凝土中，該處的混凝土不易震搗密實，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力產生不利影響，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，專門設計出一套檢測接口的滲漏的檢測設備以及采用該檢測設備對箱涵的水密性進行檢測，應該說是比較有針對性的試驗方案。
本發明的技術解決方案如下一種大型箱涵水密性檢測設備，其特征在于，包括加壓系統、密封系統、充水系統、支撐系統和測量系統，所述密封系統包括可與箱涵接縫形成密封倉的環狀密封槽架和密封條，所述密封槽架固定設置在支撐系統上，所述密封條設置在密封槽架的端部，所述加壓系統、充水系統分別與密封倉相通。
所述充水系統包括供水管、手壓水泵和蓄水箱，通過供水管和水泵向密封系統充水。
還包括移動系統，包括移動輪架和移動輪，所述移動輪架與支撐系統固定連接。以方便做完一個箱涵接頭時，移向下一節試驗接頭。
所述支撐系統包括腳手桿和槽鋼，腳手桿中設置微調裝置，從而可以保證密封槽架和箱涵接口的緊密接觸，在試驗過程中微加預應力。所述加壓系統包括增壓泵和截止閥，保證密封系統中水壓為12m高水壓，在加壓系統中還可設置反向閥門，以達到穩壓作用，即穩壓系統，供水管在箱涵底板接頭處進水孔流進密封系統，在箱涵頂板處設置2個出氣孔，保證整個密封系統中充滿水。所述測量系統包括流量泵、水壓表和秒表。試驗過程中用流量表測出向密封倉內的補水量，用水壓表判定密封倉內水壓是否穩定，然后通過理論公式反算出箱涵接頭的滲水量。為保證測量數據的精度，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備對箱涵水密性進行檢測，首先安裝檢測設備，使箱涵內壁沿分縫處與密封槽架之間形成環狀密封倉；然后通過加壓系統、充水系統以及測量系統采用注水法對密封倉進行水密性測試。
還包括如下步驟檢測前通過預制外圓弧內斜角的膠墊將箱涵的四個倒角改造成圓弧。
試壓驗收標準箱涵接頭水壓試驗外觀合格標準為箱涵接頭外側和內側無噴水點，無順墻流水現象；強度合格標準為試驗壓力0.12Mpa作用下，恒壓10min，檢查接口、管身無破損及漏水現象時，管道強度試驗為合格。
接縫滲水量標準為滲水量Q＝0.014D。(按《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-97規定)Q-允許滲水量(L/(min·km)；D-管道有效內徑(mm)。
通過采用本發明檢測設備對整個箱涵工程的160個接頭的水密性檢測，結果為全部合格。
由以上公開的技術方案可知，本發明通過設計專用檢測設備，通過在分縫處形成單獨的密封倉，采用單孔逐條分縫方法對箱涵進行水密性試驗，克服了傳統箱涵水密性測試方法存在的不能對大型箱涵進行水密性檢測的缺陷，此外整個檢測設備結構簡單，而且檢測方法也具有簡單、快捷、成本低等優點。
圖1是現有的管道磅水試驗示意圖；圖2是本發明大型箱涵水密性檢測設備結構示意圖；圖3是本發明箱涵水密性檢測設備剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施例。
參見圖2、圖3所示，本發明大型箱涵水密性檢測設備，包括加壓系統1、密封系統2、充水系統3、支撐系統4和測量系統5，所述密封系統2包括可與箱涵接縫8形成密封倉201的環狀密封槽架202和密封條203，所述密封槽架202固定設置在支撐系統4上，所述密封條203設置在密封槽架202的端部，所述加壓系統1、充水系統3分別與密封倉201相通。所述充水系統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充水。所述支撐系統4包括槽鋼401和腳手桿402，腳手桿中設置微調裝置403，所述加壓系統1包括增壓泵101和截止閥102，在加壓系統中設置反向閥門，供水管在箱涵底板接頭處進水孔流進密封系統的密封倉內，在距箱涵頂板處的密封槽架上設置2個出氣孔204。所述測量系統5包括水壓表501、流量泵502和秒表503。為考慮密封系統能適應砼平整度的要求，橡膠密封條203厚度取定為2cm。
還包括移動系統，包括移動輪架6和移動輪7，所述移動輪架6與支撐系統4固定連接。
下面進一步詳細說明應用本發明檢測設備進行箱涵水密性試驗的過程。
1)試驗原理為注水法的相關原理，首先水壓升至試驗壓力后開始記時，當壓力下降時，及時向密封倉內補水，整個試驗延續時間不少于2小時，并記錄好試驗延續時間及補入水量。補入水量即為箱涵接口再試驗時間內的滲透量。
2)判斷密封倉內氣體排除。
首先在正式試驗前，進行多項分級升壓試驗，同時打開氣孔，使氣體逐漸排出，當氣體排凈后方可進行正式水壓試驗。如果氣體未排除，所測定的滲水量是不真實的，判斷氣體是否已排除，可以從以下三個現象確定
第一類，密封倉內充滿水時，但升壓慢。第二類，當用試壓泵向管道內充水時，隨著手壓泵柄的上下搖動，表針擺動幅度較大，且讀數不穩定。
第三類，當水壓升至80％試驗壓力時，停止升壓，然后打開連通管道的放水節門，放水時水柱中帶有“突突”的聲響，并噴出許多氣泡。
以上三個現象的出現，表明管道內氣體未排除。僅當以上現象消失，而且用水泵充水升壓很快時，方能確認氣體已經排除。此刻進行正式水壓試驗，所測的滲水量是真實的。
3)檢測過程中的滲水標準的影響因素泵水壓力穩定后，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，這是因為箱涵管壁面混凝土有較大的吸水性；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滲透，即壁面上出現滲水。
因此，接口檢測有滲水是難免的，問題是如何準確地測出，然后根據實測結果，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定的允許范圍內，確定一個合格的標推。
4)試壓前的準備箱涵接頭水壓試驗前應符合下列要求箱涵混凝土齡期28d以上，或強度達到設計要求；箱涵內壁試壓部位必須先檢查處理，達到平整光滑，不允許凹凸不平；為保證試壓裝置與箱涵內壁貼合良好，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)通過預制外圓弧內斜角的膠墊改造成圓弧，以達到最優止水效果。
5)試驗步驟首先安裝檢測設備，使箱涵內壁沿分縫處與密封槽架之間形成環狀密封倉；密封倉充水打開出氣孔用手壓水泵泵水進密封倉，當出氣孔大量出水時，出氣孔閥門關閉，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下一道工序，然后按0.02Mpa進行分級加壓，加壓后需重復上述觀察、記錄資料，同時按照氣體是否排除的標準判定密封倉內氣體是否排凈，如未排凈，應打開出氣孔，重復以上步驟，在保證氣體已經排凈的前提下，按分級加壓的原則，將密封倉內的水壓加至試驗壓力。
正式試驗當密封倉內水壓升至試驗壓力，一切檢查正常后，啟動秒表計時，流量計開始計入水泵補入水量，正式開始試驗，當密封倉內水壓下降時，及時通過水泵補入水量，流量計測出補入水量，試驗時間不小于2個小時，試壓完畢后提供完整的試驗資料包括排水、排氣試壓完成后，對密封水槽內的試壓水進行回收以供下次繼續使用，并將氣胎放氣，以便試壓裝置移動至下一試壓點。
權利要求
1.一種大型箱涵水密性檢測設備，其特征在于，包括加壓系統、密封系統、充水系統、支撐系統和測量系統，所述密封系統包括可與箱涵接縫形成密封倉的環狀密封槽架和密封條，所述密封槽架固定設置在支撐系統上，所述密封條設置在密封槽架的端部，所述加壓系統、充水系統分別與密封倉相通。
2.根據權利要求1所述的箱涵水密性檢測設備，其特征在于，所述充水系統包括供水、手壓水泵和蓄水箱，通過供水管和水泵向密封系統充水。
3.根據權利要求2所述的箱涵水密性檢測設備，其特征在于，還包括移動系統，包括移動輪架和移動輪，所述移動輪架與支撐系統固定連接。
4.根據權利要求1至3任一項所述的箱涵水密性檢測設備，其特征在于，所述支撐系統包括腳手桿和槽鋼，腳手桿中設置微調裝置，所述加壓系統包括增壓泵和截止閥，所述測量系統包括流量泵、水壓表和秒表。
5.根據權利要求4所述的箱涵水密性檢測設備，其特征在于，還包括穩壓系統，所述穩壓系統為設置在增壓系統上的反向閥門。
6.一種大型箱涵水密性檢測方法，其特征在于，包括使用如權利要求1至5任一項所述的檢測設備對箱涵水密性進行檢測，首先安裝檢測設備，使箱涵內壁沿分縫處與密封槽架之間形成環狀密封倉；然后通過加壓系統、充水系統以及測量系統采用注水法對密封倉進行水密性測試。
7.根據權利要求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制外圓弧內斜角的膠墊將箱涵的四個倒角改造成圓弧。
全文摘要
本發明公開了一種可以對輸送污水的大型箱涵的進行檢測水密性的設備以及應用該檢測設備進行箱涵水密性檢測的方法。包括加壓系統、密封系統、充水系統、支撐系統和測量系統，所述密封系統包括可與箱涵接縫形成密封倉的環狀密封槽架和密封條，所述密封槽架固定設置在支撐系統上，所述密封條設置在密封槽架的端部，所述加壓系統、充水系統分別與密封倉相通。本發明通過在箱涵分縫處形成單獨的密封倉，采用單孔逐條分縫方法對箱涵進行水密性試驗，克服了傳統箱涵水密性測試方法存在的不能對大型箱涵進行水密性檢測的缺陷，整個檢測設備結構簡單，而且檢測方法也具有簡單、快捷、成本低等優點。
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 優先權日2005年5月10日
發明者儲軍昌, 張文軍, 胡玉銀, 朱毅敏, 顧建平, 陳志明, 王偉導, 周英 申請人:上海市第一建筑有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
