雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)法在排水拱涵施工中的應(yīng)用

陳燕財(cái)

(福建省水利水電工程局有限公司， 福建 泉州 362000)

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雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)法在排水拱涵施工中的應(yīng)用

陳燕財(cái)

(福建省水利水電工程局有限公司， 福建 泉州 362000)

摘要：排水管道安裝完成后通常采用滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行水密性試驗(yàn)，若遇到口徑較大的管道時(shí)，滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)存在試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、試驗(yàn)成本高等不利因素。本文以某工程為實(shí)例，介紹了一種雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)法在帶底座四圓預(yù)制砼排水拱涵施工中的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是施工工藝簡(jiǎn)單、操作方便、施工質(zhì)量容易控制、施工成本低和環(huán)保等。在工程實(shí)施中積累一定的施工經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上編寫(xiě)帶底座四圓排水拱涵的質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，供同行互相學(xué)習(xí)提高。

關(guān)鍵詞：雙道橡膠圈； 閉水試驗(yàn)； 質(zhì)量評(píng)定

0引言

水利工程排水管道安裝完成后，通常和市政工程一樣采用滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行水密性試驗(yàn)，若遇到口徑較大的管道時(shí)，滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)存在試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、試驗(yàn)成本高等不利因素。本文以某工程為實(shí)例，介紹了一種雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)法在帶底座四圓預(yù)制砼排水拱涵施工中的應(yīng)用，其具有施工工藝簡(jiǎn)單、操作方便、施工質(zhì)量容易控制、施工成本低和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

1工程概況

廈門(mén)市環(huán)東海域東海科技園排洪渠延伸段工程位于廈門(mén)市同安區(qū)美峰水庫(kù)排洪閘出口。根據(jù)環(huán)東海域整體規(guī)劃要求，在明渠段與最低潮位海平面之間的沙灘段采用暗涵結(jié)構(gòu)，確保沙灘連片。

本工程設(shè)計(jì)排洪渠的暗涵段總長(zhǎng)240 m，為三孔拱涵結(jié)構(gòu)，拱涵尺寸按水庫(kù)調(diào)洪演算確定。拱涵單孔長(zhǎng)2.50 m，為帶底座四圓鋼筋混凝土Ⅲ級(jí)管，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40、抗?jié)B等級(jí)為P6，內(nèi)徑尺寸為4.69 m×2.96 m(最大寬×最大高)，最小壁厚0.30 m，外徑尺寸為5.29 m×3.56 m(最大寬×最大高)。單節(jié)管節(jié)的理論重量為27 t。(如圖1單孔帶底座四圓預(yù)制砼拱涵示意圖所示)

帶底座四圓預(yù)制拱涵由廈門(mén)千秋業(yè)水泥制品有限公司獨(dú)家開(kāi)發(fā)、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，采用內(nèi)嵌膠圈柔性接口，適合城市排水管道快速施工的新型鋼筋砼管材。產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到或高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T 11836-2009中的Ⅲ級(jí)管。采用橢圓形配筋和不等厚管壁，使管材受力更合理，提高了管材抗外壓能力。其優(yōu)點(diǎn)是不需現(xiàn)澆砼管座，管道安裝方便，利于提高施工進(jìn)度。

由于拱涵外側(cè)均采用回填砂，結(jié)合此管的使用功能，設(shè)計(jì)要求拱涵接口的工作壓力須不小于0.06 MPa。出廠的每個(gè)管節(jié)均有出廠合格證及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)合格證，管節(jié)在預(yù)制生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)廈門(mén)市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站委托福建省交建集團(tuán)工程檢測(cè)有限公司對(duì)廠家澆筑砼的原材料、砼抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)等進(jìn)行抽檢，經(jīng)抽檢，砼的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

圖1　單孔帶底座四圓預(yù)制砼拱涵示意圖

2閉水試驗(yàn)的方案比選

本工程暗涵段位于入海淺灘段，受海水和潮汐影響大，現(xiàn)場(chǎng)采用充填砂袋圍堰配合水泵抽排水，堰內(nèi)工作面基本能無(wú)水或少量積水進(jìn)行吊裝施工。現(xiàn)場(chǎng)共需安裝拱涵720 m，計(jì)288節(jié)管,如何在主汛來(lái)臨之前完成拱涵的施工就顯得尤為重要。

由于本工程所使用的拱涵單個(gè)口徑截面較大，為10.98 m2。若按常規(guī)的滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)其接口的嚴(yán)密性，其具備條件需要：a、管道兩端的管堵應(yīng)封堵嚴(yán)密、牢固，下有管堵設(shè)置的放水管和閥門(mén)，管堵經(jīng)核算可以承受壓力；b、現(xiàn)場(chǎng)的水源滿(mǎn)足閉水需要，不影響其他用水；c、須選好排放水的位置，不影響周?chē)h(huán)境。若采用雙道膠圈閉水試驗(yàn)方法檢驗(yàn)接口的嚴(yán)密性，其具備條件僅須拱涵吊裝就位。

滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)和雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)還有其優(yōu)缺點(diǎn)，具體分析如表1所示。

表1　閉水試驗(yàn)方案比選

綜合現(xiàn)場(chǎng)的吊裝情況，發(fā)現(xiàn)雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)方法取代滿(mǎn)管閉水試驗(yàn)方法有諸多的優(yōu)越性，經(jīng)方案比選后，選取拱涵接口采用雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)方法。

3雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)的施工方法

預(yù)制拱涵采用雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)方法的原理：在兩個(gè)預(yù)制管節(jié)接口之間采用雙道橡膠圈防滲。已裝管節(jié)A1固定就位后，在待檢驗(yàn)管節(jié)A2承插頭預(yù)埋螺口兩側(cè)固定雙道環(huán)形橡膠圈，當(dāng)管節(jié)承插就位后，利用螺口加壓注入自來(lái)水，穩(wěn)壓查看拱涵接口內(nèi)外兩側(cè)是否滲水。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，拱涵接口任一單側(cè)無(wú)滲水現(xiàn)象則水壓試驗(yàn)合格。

雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)操作示意圖如圖2所示。

圖2　雙道橡膠圈閉水試驗(yàn)操作示意圖

3.1選用主要材料及設(shè)備要求

3.1.1主要材料的選用帶底座四圓預(yù)制拱涵承插口連接的橡膠圈采用廣東省茂名市恒威橡膠制品有限公司生產(chǎn)的“恒威牌”橡膠密封圈，生產(chǎn)許可證編號(hào)：XK13-025-00355，其產(chǎn)品的規(guī)格為：周長(zhǎng)11 700×42×36(mm)。同批次橡膠圈進(jìn)場(chǎng)后，首先要對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，其次在監(jiān)理工程師的見(jiàn)證下進(jìn)行取樣送檢，合格后，本批次的橡膠圈方可使用。

3.1.2輔助材料及設(shè)備的選用進(jìn)行閉水試驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備一些輔助的材料及設(shè)備，具體如表2所示。

表2　輔助材料及設(shè)備的數(shù)量及用途

3.2閉水試驗(yàn)程序

雙道橡膠圈安裝→拱涵吊裝拼接就位→注水達(dá)到試驗(yàn)壓力 → 觀察管接口任一單側(cè)沒(méi)有出現(xiàn)漏水現(xiàn)象→水壓試驗(yàn)合格。

若出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，做上記號(hào)，拔出管節(jié)分析并找出原因，換上新的橡膠圈重新吊裝，重復(fù)上述試驗(yàn)程序，直至管接口水壓試驗(yàn)合格。

3.3閉水試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，拱涵接口的工作壓力為0.06 MPa，試驗(yàn)時(shí)，加壓至0.09 MPa時(shí)先觀察是否有滲水，若無(wú)滲水再恒壓持續(xù)15分鐘觀察是否有滲水，若任一單側(cè)無(wú)滲水即為合格。根據(jù)施工統(tǒng)計(jì)資料顯示，試驗(yàn)壓力一般控制在0.09～0.10 MPa之間且持續(xù)15分鐘進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.4施工質(zhì)量控制

3.4.1橡膠圈的安裝橡膠圈雖是個(gè)小部件，但相當(dāng)重要，它的安裝質(zhì)量直接關(guān)系到閉水試驗(yàn)是否合格。膠圈的安裝必須注意：

①橡膠密封圈應(yīng)符合GB/T21873-2008的規(guī)定。橡膠圈的外觀質(zhì)量應(yīng)符合要求。

②管節(jié)吊裝前，應(yīng)逐根檢查管材和承插口有無(wú)損壞現(xiàn)象。承插口要清理干凈，如有飛邊毛刺應(yīng)予處理，以防劃破橡膠密封圈，同時(shí)清除管內(nèi)雜物。

③管節(jié)對(duì)接安裝前，必須在承口工作面涂刷潤(rùn)滑劑(硅油)；將橡膠圈套入插口中，使兩道膠圈均勻地套在插口預(yù)留進(jìn)出水螺口的兩側(cè)，橡膠圈與插口的固定采用311型膠粘劑粘結(jié)，然后將潤(rùn)滑劑涂刷在橡膠圈上。

3.4.2閉水試驗(yàn)

①出水閥門(mén)。出水閥門(mén)的主要作用是當(dāng)泵壓進(jìn)行到一定時(shí)間時(shí)緩緩關(guān)閉，這樣做的目的一是使閉水試驗(yàn)倉(cāng)的空氣排凈，以免形成氣阻；二是有利于水壓穩(wěn)定地達(dá)到試驗(yàn)值而防止突變，否則容易引起數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，甚至導(dǎo)致閉水試驗(yàn)的不合格。

②循環(huán)閉水。進(jìn)行下一節(jié)管道的施工后，同時(shí)仍需再做一遍前一節(jié)管道接口的閉水試驗(yàn)，以防止拱涵在安裝過(guò)程中因操作不當(dāng)而引起前一節(jié)管道接口的松動(dòng)，確保工程質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失。

③閉水試驗(yàn)記錄。每節(jié)拱涵在閉水試驗(yàn)時(shí)必須在監(jiān)理全程見(jiàn)證下進(jìn)行，試驗(yàn)合格后，根據(jù)每天的吊裝進(jìn)度逐一統(tǒng)計(jì)在閉水試驗(yàn)記錄表，并當(dāng)場(chǎng)簽字確認(rèn)，做為隱蔽工程的驗(yàn)收依據(jù)之一。

3.4.3進(jìn)出水螺口和接縫處的封堵拱涵接頭在循環(huán)閉水試驗(yàn)合格后，應(yīng)立即對(duì)進(jìn)出水的上下螺母口進(jìn)行封堵，現(xiàn)場(chǎng)采用M10×30 mm的內(nèi)六角不繡鋼螺絲擰緊，并在螺絲帽與管面之間采用1∶2水泥防水砂漿抹平。拱涵之間的接縫處縫隙同樣也采用1∶2水泥防水砂漿進(jìn)行封堵、抹平。

3.4.4施工質(zhì)量檢測(cè)在施工過(guò)程中，監(jiān)理單位委托福建省建筑材料質(zhì)量監(jiān)督站攜帶自有設(shè)備對(duì)已安裝的管節(jié)進(jìn)行抽查閉水檢測(cè)，經(jīng)加壓0.10 MPa且持續(xù)15分鐘，管接口兩側(cè)未見(jiàn)滲水，抽檢結(jié)果合格；廈門(mén)市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站委托福建省交建集團(tuán)工程檢測(cè)有限公司對(duì)進(jìn)場(chǎng)的橡膠圈原材進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)，橡膠圈原材符合GB/T21873-2008標(biāo)準(zhǔn)要求，抽檢結(jié)果合格。

3.4.5施工進(jìn)度由于此口徑拱涵的施工在廈門(mén)為首例，拱涵的吊裝開(kāi)工時(shí)間為2014年1月10日， 至2014年5月6日288節(jié)拱涵已全部吊裝完畢且閉水試驗(yàn)全部合格。由于春節(jié)期間放假，造成拱涵的預(yù)制進(jìn)度跟不上現(xiàn)場(chǎng)吊裝進(jìn)度，造成吊裝窩工。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示：實(shí)際吊裝施工時(shí)間為28 d，每日(8 h)完成吊裝及閉水試驗(yàn)為7～15節(jié)拱涵，平均工效為每日完成10.29節(jié)。

3.4.6施工質(zhì)量評(píng)定施工中參照SL632-2012《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)——混凝土工程》及有關(guān)規(guī)范后，編寫(xiě)帶底座四圓預(yù)制砼拱涵吊裝的施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定資料，經(jīng)監(jiān)理和業(yè)主同意后報(bào)廈門(mén)市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站核備。具體要求如下：

①拱涵吊裝單元工程劃分原則：按每天實(shí)際吊裝完成管節(jié)數(shù)量做為一個(gè)單元工程；

②拱涵吊裝單元工程分為：構(gòu)件外觀質(zhì)量檢查、吊裝、接縫和接頭處理3個(gè)工序，其中吊裝工序和接縫和接頭處理工序?yàn)橹饕ば颍?/p>

③在吊裝施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)里，一般項(xiàng)目?jī)?nèi)增加預(yù)制拱涵的檢查項(xiàng)目：中心線和軸線位移、相鄰兩構(gòu)件的表面平整和管內(nèi)底高程3項(xiàng)，允許偏差值按設(shè)計(jì)要求填寫(xiě)；

④在接縫和接頭處理施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)里，主控項(xiàng)目?jī)?nèi)增加閉水試驗(yàn)檢查記錄。

3.5施工注意事項(xiàng)

①雙道橡膠圈接口對(duì)帶底座四圓排水拱涵預(yù)制的精度要求較高，否則容易產(chǎn)生接頭滲水。

②雙道橡膠圈接口對(duì)帶底座四圓排水拱涵的基礎(chǔ)承載力要求較高，基礎(chǔ)驗(yàn)槽必須有地勘部門(mén)參加，基礎(chǔ)承載力必須符合設(shè)計(jì)要求。

③拱涵每施工50 m后，應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)，當(dāng)沉降值符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行管頂回填砂。

④帶底座四圓排水拱涵的管徑較大，預(yù)制時(shí)占用場(chǎng)地較大，施工時(shí)，應(yīng)合理組織預(yù)制廠家和現(xiàn)場(chǎng)吊裝的計(jì)劃工期，以免造成現(xiàn)場(chǎng)窩工。

4結(jié)語(yǔ)

雙道橡膠圈閉水法應(yīng)用在帶底座四圓預(yù)制砼排水拱涵的實(shí)例在廈門(mén)市水利工程施工中仍尚屬首次，我們?cè)诠こ虒?shí)施中不但積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn)，保證了施工質(zhì)量、安全及進(jìn)度，而且取得了帶底座四圓預(yù)制砼拱涵接口閉水試驗(yàn)的技術(shù)數(shù)據(jù)，掌握了第一手資料，并在此基礎(chǔ)上與廈門(mén)市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站共同制定了帶底座四圓排水拱涵的質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，供同行互相學(xué)習(xí)提高。

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[5]SL632-2012,水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)-混凝土工程 [S].

Application of Double Rubber Ring Closed Water Test Method

in the Construction of Drainage Arch Culvert

CHEN Yan-cai

(Fujian Province Water Conservancy and Hydropower Engineering Bureau Co. Ltd., Quanzhou, Fujian 362000, China)

Abstract:After the completion of the installation of the drainage pipeline, full tube closed water test method was usually adopted to carry out the water tightness test, if it is a larger diameter pipe, full pipe closed water test has some disadvantages, such as long test time and high cost. This article takes a project as an example, introduces the application of a double rubber trap water test method in the construction of based four round corner precast concrete arch culvert, its advantages including: its technique and operation is easy, the construction process is simple, and its construction quality can easily be controlled, low construction cost and environmentally friendly. With experiences in construction, the author wrote quality assessment standards on based four round corner arch culvert.

Key words:double rubber ring; closed water test；quality assessment

中圖分類(lèi)號(hào)：TU823

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9131(2015)02-0032-04

作者簡(jiǎn)介：陳燕財(cái)(1979-)，男，中級(jí)工程師，福建省南安人，福建省水利水電工程局有限公司廈門(mén)分公司副經(jīng)理。

收稿日期：2015-03-23