□ 金幫琳
水閘是水利工程的重要組成部分,其質量與安全狀況關系到整個工程是否能夠安全運行。目前,水工閘門接縫止水的種類有型材止水和嵌縫密封材料止水。而常用的型材止水有橡膠止水帶、PVC止水帶、銅止水、不銹鋼止水等等,其質量檢測與施工驗收往往因材質的不同而不同。為提高水工建筑物接縫止水的技術水平,防止或減少由于接縫滲漏造成的危害和損失,確保水工建筑物發(fā)揮效益,本人結合水利工程實際檢測工作,對閘門止水質量檢測與施工驗收等問題進行了探討。研究成果用于水利工程建設,效果較好。
水閘是調節(jié)水位、控制流量的低水頭水工建筑物,具有擋水和泄(引)水的雙重功能,在防洪、治澇、灌溉、供水、航運、發(fā)電等方面應用十分廣泛。水閘的類型較多,按照任務不同可分為進水閘、節(jié)制閘、分洪閘、排水閘和擋潮閘,共計五個類別。按照閘室結構分類,可分為開敞式和涵洞式兩種。水閘一般由閘室、上游連接段和下游連接段三個部分組成。閘門是水閘中不可缺少的一個組成部分,用來調節(jié)流量和上游水位、宣泄洪水、排除泥沙等。設計閘門時除滿足安全經(jīng)濟條件外,還應具有操作靈活可靠、止水性能良好及過水平順等性能,并且應盡量避免閘門產(chǎn)生空蝕和震動現(xiàn)象。閘門的形式很多,按其結構形式通常分為平面閘門、弧形閘門及自動翻到閘門,這些形式的閘門都有止水性能的要求。橡膠止水帶已在水閘的接縫止水中獲得廣泛應用,它是以天然橡膠與各種合成橡膠為主要原料,摻加各種助劑及填充料,經(jīng)塑煉、混煉、壓制成型,其品種規(guī)格較多,如P型、U型、T型等等。根據(jù)使用情況又可分為埋式橡膠止水帶和背貼式橡膠止水帶。這些止水材料具有良好的彈性、耐磨性、耐老化性和抗撕裂性能,適應變形能力強、防水性能好。
在現(xiàn)實的閘門橡膠止水質量檢測中,很多檢測單位只能對止水帶的外觀質量中的缺陷進行粗淺描述,對其物理力學性能指標不知如何檢驗,也不具備相應的檢測能力。目前,止水帶、平板型止水帶等這幾個概念是水工閘門接縫止水時,混用、誤用出現(xiàn)頻率最多的,很多技術人員經(jīng)常把變形型止水帶當作復合型止水帶。止水可靠等幾個概念的內(nèi)涵如下:
——止水可靠:在水壓力、接縫位移、外界環(huán)境作用下,接縫不漏水。
——止水帶:用于建筑物接縫止水的定型止水材料,材質上可以是天然橡膠、合成橡膠、聚氯乙烯、銅和不銹鋼材料等。
——平板型止水帶:中部為平板的止水帶。
——變形型止水帶:能夠適應接縫變形的止水帶,又可分為封閉型和開敞型兩種。
——復合型止水帶:將密封止水材料復合在止水帶上,構成的抗繞滲能力更強的止水帶。
通過檢測確定水利工程有關參數(shù)指標是否滿足相關技術規(guī)范要求,并對工程各部件技術狀況進行綜合評定,確定工程的技術狀況等級,對工程的質量現(xiàn)狀作出評價。提出各類工程的治理措施,為建設單位、設計單位提供翔實、準確、公平、公正的檢測數(shù)據(jù)。
抽檢比例應綜合水閘閘孔數(shù)量、運行情況、檢測內(nèi)容和檢測條件等因素確定。閘門質量檢測的抽檢數(shù)量一般按照30%孔口數(shù),或者參照《水閘安全鑒定規(guī)定》(SL 214—98)的規(guī)定,即10孔以內(nèi)的水閘為30%~100%;11~20孔的水閘為15%~30%;21~70孔的水閘為10%~15%。超過70孔的水閘可酌量減小抽檢樣比例。
按檢驗批對水工閘門橡膠止水帶進行檢驗。每批逐一進行規(guī)格尺寸檢驗和外觀質量檢驗,并在上述檢驗合格的樣品中隨機抽取足夠的試樣,進行物理力學性能檢驗。檢驗項目主要包括尺寸公差、外觀質量、硬度、拉伸強度、扯斷伸長率、撕裂強度、壓縮永久變形、脆性溫度、熱空氣老化、臭氧老化等。
1.外觀質量檢驗。水工閘門橡膠止水帶外觀質量檢驗包括缺陷、氣泡、雜質、凹痕等,具體檢測參數(shù)技術要求如下:
缺陷:表面不允許有開裂、缺膠、海綿狀等影響使用的缺陷。
氣泡:工作面上,直徑不大于lmm的氣泡,每延長米不允許超過4處。
雜質:面積不大于16mm2的雜質,每延米不允許超過4處。
凹痕:工作面上一般不允許有凹痕。
接縫缺陷:工作面上每平方米不得超過2處高度不大于1.5mm的凸起或不平。
尺寸偏差:厚度和寬度的尺寸偏差應滿足技術規(guī)范中的要求。
2.物理力學性能檢驗。拉伸強度和伸長率測定按GB/T528的規(guī)定檢驗,壓縮永久變形測定按GB/T7759的規(guī)定檢驗,撕裂強度測定按GB/T529規(guī)定檢驗,脆性溫度測定按GB/T15256規(guī)定檢驗。
橡膠止水帶規(guī)格尺寸、外觀質量及物理力學性能各項檢驗指標全部符合技術要求,則為合格品。若物理力學性能有一項指標不符合技術要求,應另取雙倍試樣進行該項指標復試,復試結果仍不合格,則判定該批產(chǎn)品為不合格。
1.橡膠或PVC止水帶表面不允許有開裂、缺膠、海綿狀等影響使用的缺陷,中心孔偏心不允許超過管狀斷面厚度的三分之一。止水帶表面允許有深度不大于2mm、面積不大于16mm2的凹痕、氣泡、雜質、明疤等缺陷,每延長米不超過4處。
2.止水帶應有產(chǎn)品合格證和施工工藝文件?,F(xiàn)場抽樣檢查每批不得少于一次。
3.應對止水帶各工種施工人員進行培訓。
4.應對止水帶的安裝位置、緊固密封情況、接頭連接情況、止水帶的完好情況進行檢查。
1.止水帶應當止水可靠,耐久,安裝簡便,能與混凝土良好地結合。
2.在水壓力和接縫位移作用下,止水帶應不發(fā)生繞滲或盡量避免發(fā)生繞滲。
3.應考慮水質對止水帶的侵蝕影響。
4.鋼筋混凝土結構中的止水帶,應考慮鋼筋布置的影響。
5.橡膠止水帶接頭宜采用硫化連接,PVC止水帶接頭宜采用焊接連接。
6.當運行期環(huán)境溫度較低時,不宜選用PVC止水帶。
7.當止水帶在運行期暴露于大氣、陽光下時,應選用抗老化性能強的合成橡膠止水帶、銅或不銹鋼止水帶。
8.采用多道止水帶止水并有抗震要求時,宜選用不同材質的止水帶。
9.止水帶接頭的位置應避開接縫剪切位移大的部位。
10.止水帶宜選擇定型產(chǎn)品、質量穩(wěn)定產(chǎn)品、名優(yōu)產(chǎn)品。
止水帶的質量檢查至關重要,止水帶的止水效果不僅取決于設計、材料,與止水帶施工也有很大關系。橡膠止水帶施工一般要求如下:
1.閘門橡膠止水帶所用材料應符合設計圖紙的要求,使用前承包人應事先提供樣品及出廠檢驗證件送監(jiān)理工程師批準。
2.設置止水帶后,若仍有滲漏水時,應進行堵漏或返修。
3.止水帶在施工安裝時,應注意對止水帶的保護,不得被鋼筋、石子和釘子刺破,如發(fā)現(xiàn)有被刺破、割裂現(xiàn)象,必須及時修補或更換。
4.加強混凝土振搗,排除止水帶底部氣泡和空隙,使止水帶和混凝土緊密結合。
5.止水帶的接頭,根據(jù)其材質和止水部位可采用不同的接頭方法。
6.施工中應封閉開敞型止水帶的開口,防止雜物填塞開口。
7.止水帶周圍的混凝土施工時,應防止止水帶位移、損壞、撕裂或扭曲。止水帶水平鋪設時,應確保止水帶下部的混凝土振搗密實。
8.橡膠和PVC止水帶在運輸、儲存和施工過程中,應防止日光直曬、雨雪浸淋,并不得與油脂、酸、堿等物質接觸。
9.對于部分暴露在外的止水帶,應采取措施進行保護,防止破壞。
10.閘門橡膠止水帶施工應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行水利水電相關施工技術規(guī)范。
1.合理確定接縫位移設計值。
2.每道止水應能獨立承受接縫位移和水壓力作用不漏水。
3.止水帶搭接應采用硫化方法,而不采用粘接方法,因為粘接的強度太低不適合水工閘門止水。
4.止水帶厚度一般大于12mm,下面應設置支撐體,如橡膠棒、PVC棒等,可減少接縫的張開度,降低拉力。
5.止水帶展開長度不小于接縫三向位移的矢徑長度。確保接縫位移不在止水內(nèi)產(chǎn)生由位移產(chǎn)生的附加應力。
6.水工閘門接縫止水應便于施工,以利于確保施工質量。
水閘橡膠止水帶是閘門的一個重要組成部分,是保證閘門密閉封水、正常運行的關鍵部件。止水材料可以根據(jù)水頭高低和孔口大小等具體條件進行選擇,它的最大優(yōu)點是彈性好,適應變形能力強;結構簡單、封水嚴密可靠;比較經(jīng)濟,安裝更換簡便;耐老化、使用壽命較長。因此,在水工建筑物的接縫止水中獲得廣泛應用。山東省山丘區(qū)共建成各類水庫5 470座,其中大型33座,中型156座,小型5 281座。由于大多數(shù)小型水庫始建于20世紀五六十年代,工程建設標準低、質量差,多數(shù)為半拉子工程。據(jù)統(tǒng)計,全省山丘區(qū)有3 735座小型水庫(不包含青島)屬重點危險庫,是防洪安全和正常運行安全的心腹之患。上述水庫工程都已運行20多年,帶病工作,急需安全鑒定質量檢測。針對目前水工閘門隱患較多、檢測技術含量高、專業(yè)性強的特點,為促進檢測工作的規(guī)范化,提高檢測技術水平,保證水工閘門的安全運行,開展閘門止水質量檢測與施工驗收等問題的研究意義重大,具有廣闊的應用前景。