一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统及其施工工艺的制作方法

本发明涉及水利施工的工程结构技术领域，尤指一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统及其施工工艺。

背景技术：

在水利水电工程中，排涝工作是其中一项重要的工程任务，在工程施工中通过对泵站结构进行更新改造，以实现涝区的排涝要求，而出水箱涵是泵站结构的重要组成部分，由于出水箱涵质量要求高，施工需要花费大量时间，施工时间过长直接影响泵站运行效果，因此在保证质量、排涝安全的情况下，需要加快出水箱涵施工进度，使其缩短施工时间，并尽快具备排涝条件，才能发挥社会效益，但目前对于如何加快施工进度仍是需要考究的问题。

在出水箱涵施工工程中，止水结构的安装是其中一项重要的施工工作，目前用于出水箱涵的止水结构通常采用止水铜片，主要方式是在浇筑混凝土的同时在分缝处预埋止水铜片，在简单的环境下该操作步骤亦较为简易；但是，在大型复杂的施工环境下，依照目前的施工方法在设备与工艺局限下条件仍存在较多缺点。

目前施工方法的难点体现在：第一点，在施工成本及进度上：由于对泵房段箱涵通过人工采用手风炮拆除，使得不仅施工人员投入大，人工成本高，而且人工拆除作业施工进展慢，无法满足工期要求；第二点，在平整度方面：对泵房段箱涵通过传统的人工采用手风炮拆除或机械式炮机破除，但两种拆除方式均导致拆除面的平整度难以控制，无法满足新旧箱涵连接对平整度的要求；第三点，在安全性方面：对泵房段箱涵采用机械炮机破除时，施工过程中振动较大，对泵房结构影响大，可能产生裂缝，无法保证泵房安全；第四点，在植入固定方面：因传统施工方法是在浇筑混凝土时预埋止水铜片，无法解决在原有混凝土结构中植入固定止水铜片；第五点，在止水效果方面：采用单一止水铜片进行止水，新旧箱涵连接处易出现漏水及渗漏现象。综合来说，目前在施工结构设计及工艺上均需要较大空间地改进，才能促进施工进展及施工高质量的保障。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明旨在公开水利施工的工程结构技术领域，尤指一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统及其施工工艺，达到施工速度快、成本低、安全系数高、止水质量效果好的进步功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统，安装在泵站段与堤防段之间，泵站段与堤防段为新旧出水箱涵的安装及施工区，其特征在于，所述的双重止水系统主要包括第一止水结构、第二止水结构、泵站段箱涵和堤防段箱涵；泵站段箱涵与堤防段箱涵为埋置式安装，第一止水结构与第二止水结构均安装在泵站段箱涵的纵向切割面上；其中，泵站段箱涵的纵向切割面上在靠近箱涵四边缘处设置有环绕一周开设的矩形闭环线状定位槽，第一止水结构为止水铜片，第二止水结构为橡胶止水带，止水铜片为长片状结构，整体通过折弯成型为中部折弯突起、两端折弯向下的立体结构，止水铜片通过突起中部嵌入式安装到定位槽处，橡胶止水带紧密式贴合安装在止水铜片的周边。

一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统的施工工艺，其特征在于，所述的施工工艺主要包括以下步骤：

s1、在堤防段进行拆除箱涵；

s2、在泵站段进行切割箱涵；

s3、切割用以安装止水铜片的定位槽；

s4、将止水铜片沿定位槽安装定位；

s5、在止水铜片周边张贴橡胶止水带；

s6、进行箱涵砼结构施工。

优选地，所述的步骤s1在堤防段进行拆除箱涵中还包括：

s1-1、首先采用炮机拆除旧防洪闸段，从而开挖出内部的箱涵体；

s1-2、其次从伸缩缝处切断止水铜片，使堤防段的箱涵与泵站段的箱涵相互分离；

s1-3、再其次采用炮机拆除堤防段的箱涵，并把拆除后的混凝土渣块清运至堆渣场；

s1-4、最后通过人工清理泵站段箱涵周边散落的混凝土渣块，为下一步泵站段箱涵的切割创造一个良好的切割工作面。

优选地，所述的步骤s2在泵站段进行切割箱涵中还包括：

s2-1、确定切割面位置：根据泵站段箱涵切割后预留的设计长度，现场放线定位，复核无误后进行标记；

s2-2、穿绳孔施钻：采用金刚石薄壁钻从泵站段箱涵切割面底板开钻出直径为6cm的孔，作为金刚石绳锯机切割箱涵时应用的穿绳孔；

s2-3、金刚石绳锯机安装：先安装配合金刚石绳锯机使用的固定导向轨道及移动式轮组，并调整固定导向轨道及移动式轮组使绳锯松紧适中，最后安装并连接油压控制操作系统；

s2-4、泵站段箱涵体切割：泵站段箱涵体切割前进行金刚石绳锯机切割调试，调试完成后进行箱涵体切割；

s2-5、破碎及清运：切割后产生的箱涵块体，采用炮机在原地进行破碎，并及时清运出施工现场。

优选地，所述的步骤s3切割用以安装止水铜片的定位槽中还包括：

s3-1、泵站段箱涵体分离切割清理完成后，在箱涵体切割面处放样弹线；

s3-2、根据定位槽的切割位置，安装金刚石圆盘锯的固定导向轨及圆盘锯，并连接其油压控制操作系统；

s3-3、确认固定导向轨及圆盘锯连接无误后进行试切，以验证固定导向轨及圆盘锯安装的牢固性；

s3-4、启动油压控制操作系统，设置切槽深度参数，即可完成对箱涵体的自动切槽；

s3-5、在切槽过程中向切割处洒水保持湿润，以降低金刚石圆盘锯的工作温度；

s3-6、切割完成后，采用人工进行凿除中间部分形成槽。

优选地，所述的步骤s4将止水铜片沿定位槽安装定位中还包括：

s4-1、将止水铜片从片状结构折弯成型为中部折弯向上突起，两端折弯向下的型材结构，并通过中部突起位置镶嵌安装在定位槽上；

s4-2、采用膨胀水泥砂浆填塞在止水铜片边缘，以加强止水铜片在定位槽上的固定。

优选地，所述的步骤s5在止水铜片周边张贴橡胶止水带中还包括：

s5-1、橡胶止水带选用为遇水膨胀橡胶止水带；

s5-2、在止水铜片旁侧以及泵站段箱涵体的切割面上全面覆盖式张贴橡胶止水带。

优选地，所述的步骤s6进行箱涵砼结构施工中还包括：

s6-1、首先从箱涵体底板进行混凝土浇筑；

s6-2、然后浇筑侧墙；

s6-3、最后浇筑顶板；

s6-4、在靠近两止水结构部位的混凝土，利用钢筋头通过人工振捣密实，禁止使用振动棒振捣，避免破坏已安装完的止水结构。

本发明的有益效果体现在：本发明通过止水铜片与遇水膨胀橡胶止水带结合的双重止水结构系统，使止水质量效果更好，且整体施工过程中，施工效率提升、施工成本降低、施工安全系数较高且较稳定。

对于施工工艺实现的功能优势体现在：

1)对泵房段箱涵采用金刚石绳锯切割拆除，大大加快了拆除施工进度，满足了工期要求，降低了施工成本；

2)对泵站段箱涵采用金刚石绳锯切割拆除，其施工作业无振动，对泵房结构无影响，保证了其结构安全；

3)对泵站段箱涵采用金刚石绳锯切割拆除，满足了新旧箱涵连接接触面对平整度的要求；

4)采用金刚石圆盘锯进行止水铜片定位槽切割，并采用硅酸盐膨胀水泥制成的膨胀水泥砂浆进行止水铜片固定，解决了在原有混凝土结构中植入止水铜片的问题；

5)采用止水铜片与遇水膨胀橡胶止水带进行双重止水，止水质量效果更好。

附图说明

图1是本发明新旧出水箱涵建成前的泵站现场结构示意简图。

图2是本发明新旧出水箱涵建成后的泵站现场结构示意简图。

图3是本发明安装止水结构前的箱涵结构图。

图4是本发明安装止水结构后的箱涵结构图。

图5是本发明止水结构的截面剖视图。

附图标注说明：1-泵站段，2-堤防段，3-第一止水结构，4-第二止水结构，5-堤防段箱涵，6-泵站段箱涵，7-定位槽，8-防洪闸段。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

本实施例中泵站的主要施工项目包括：对原3台水泵机组进行更换(1∽3#水泵机组)，并新增1台机组(4#水泵机组)，更新改造后宋隆泵站设计排水流量为92.0m3/s，装机容量为7200kw，排涝标准为10年一遇24小时暴雨产生的径流量3天排完，集雨面积268.24km2，泵站挡水建筑物设计防洪标准为重现期50年洪水，泵站属于ⅱ等大(2)型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级；

根据设计图纸，需对1∽3#水泵机组的泵房上部结构拆除重建，保留下部结构；整体拆除1∽3#水泵机组的旧出水箱涵，并重建1∽3#水泵机组出水箱涵及新建4#水泵机组出水箱涵，其中重建1∽3#水泵机组出水箱涵与1∽3#水泵机组泵房下部结构砼进行连接。

一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统，在泵站施工现场安装在泵站段1与堤防段2之间，泵站段1与堤防段2为新旧出水箱涵的安装及施工区，本实施例通过拆除旧出水箱涵、安装新出水箱涵以及安装双重止水结构以完成整系统的施工，所述的双重止水系统主要包括第一止水结构3、第二止水结构4、泵站段箱涵6和堤防段箱涵5；泵站段箱涵6与堤防段箱涵5为埋置式安装，第一止水结构3与第二止水结构4均安装在泵站段箱涵6的纵向切割面上；其中，泵站段箱涵6的纵向切割面上在靠近箱涵四边缘处设置有环绕一周开设的矩形闭环线状定位槽7，第一止水结构3为止水铜片，第二止水结构4为橡胶止水带，止水铜片为长片状结构，整体通过折弯成型为中部折弯突起、两端折弯向下的立体结构，止水铜片通过突起中部嵌入式安装到定位槽7处，橡胶止水带紧密式贴合安装在止水铜片的周边。

一种与新旧出水箱涵连接的双重止水系统的施工工艺，所述的施工工艺主要包括以下步骤：

s1、在堤防段2进行拆除箱涵，具体还包括：

s1-1、首先采用炮机拆除旧防洪闸段8，从而开挖出内部的箱涵体；

s1-2、其次从伸缩缝处切断止水铜片，使堤防段2的箱涵与泵站段1的箱涵相互分离；降低在拆除堤防段箱涵5时对泵房段箱涵所产生的振动，从而可防止泵房段箱涵被破坏；

s1-3、再其次采用炮机拆除堤防段2的箱涵，并把拆除后的混凝土渣块清运至堆渣场；为防止在拆除过程中产生的混凝土渣块通过泵站段箱涵6进入泵站内，采用木模板从泵站内进行封堵，防止渣块污染泵站；

s1-4、最后通过人工清理泵站段箱涵6周边散落的混凝土渣块，为下一步泵站段箱涵6的切割创造一个良好的切割工作面。

s2、在泵站段1进行切割箱涵，具体还包括：

s2-1、确定切割面位置：根据泵站段箱涵6切割后预留的设计长度，现场放线定位，复核无误后进行标记；并由不同的测量人员相互复核，做到准确无误后划墨线做好标记；

s2-2、穿绳孔施钻：采用金刚石薄壁钻(水钻)从泵站段箱涵6切割面底板开钻出直径为6cm的孔，作为金刚石绳锯机切割箱涵时应用的穿绳孔；

s2-3、金刚石绳锯机安装：先安装配合金刚石绳锯机使用的固定导向轨道及移动式轮组，金刚石绳锯机、移动式轮组的中心须与切割面保持在同一平面上，再通过穿绳孔、移动式轮组穿绕绳锯，并调整固定导向轨道及移动式轮组使绳锯松紧适中，最后安装并连接油压控制操作系统；

s2-4、泵站段箱涵6体切割：泵站段箱涵6体切割前进行金刚石绳锯机切割调试，以验证固定导向轨道安装的牢固性，调试完成后进行箱涵体切割；同时通过操作油压控制操作系统，即可完成对箱涵的自动切割，在切割过程中向切割处经常洒水可降低金刚石绳锯温度；

s2-5、破碎及清运：切割后产生的箱涵块体，采用炮机在原地进行破碎，并及时清运出施工现场。

s3、切割用以安装止水铜片的定位槽7，具体还包括：

s3-1、泵站段箱涵6体分离切割清理完成后，在箱涵体切割面处放样弹线；

s3-2、根据定位槽7的切割位置，安装金刚石圆盘锯的固定导向轨及圆盘锯，并连接其油压控制操作系统；

s3-3、在正式切槽前检查固定导向轨及圆盘锯安装是否牢固、控制线路连接是否正常，确认固定导向轨及圆盘锯连接无误后进行试切，以验证固定导向轨及圆盘锯安装的牢固性；

s3-4、启动油压控制操作系统，设置切槽深度参数，即可完成对箱涵体的自动切槽；

s3-5、在切槽过程中向切割处洒水保持湿润，以降低金刚石圆盘锯的工作温度；

s3-6、切割完成后，采用人工进行凿除中间部分形成槽。

s4、将止水铜片沿定位槽7安装定位，具体还包括：

s4-1、将止水铜片从片状结构折弯成型为中部折弯向上突起，两端折弯向下的型材结构，并通过中部突起位置镶嵌安装在定位槽7上；

s4-2、采用膨胀水泥砂浆填塞在止水铜片边缘，以加强止水铜片在定位槽7上的固定；膨胀水泥砂浆的采用充分利用了膨胀水泥膨胀固结的作用，防止了一般水泥因收缩而致使止水铜片固定不牢产生松动现象；膨胀水泥，是指由硅酸盐水泥熟料与适量石膏和膨胀剂共同磨细制成的水硬性胶凝材料，在水化和硬化过程中产生体积膨胀的水泥，一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，体积会发生收缩；收缩会使水泥石结构产生微裂缝，降低水泥石结构的密实性，影响结构的抗渗、抗冻、抗腐蚀等；膨胀水泥在硬化过程中体积不会发生收缩，还略有膨胀，可以解决由于收缩带来的不利后果；适用于加固结构、浇筑机器底座或填充膨胀固结，并可用于接缝及修补工程。

s5、在止水铜片周边张贴橡胶止水带，具体还包括：

s5-1、橡胶止水带选用为遇水膨胀橡胶止水带；

s5-2、在止水铜片旁侧以及泵站段箱涵6体的切割面上全面覆盖式张贴橡胶止水带；遇水膨胀橡胶较普通橡胶具有更卓越的特性和优点，该种橡胶在遇水后产生2-3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏；当接缝或施工缝发生位移，造成间隙超出材料的弹性范围时，普通型橡胶止水材料则失去止水作用，而该材料还可以通过吸水膨胀来止水；使用遇水膨胀橡胶作为堵漏密封止水材料，不仅用量节省，而且还可以消除一般弹性材料因过大压缩而引起弹性疲劳的特点，使防水效果更为可靠；采用遇水膨胀橡胶止水带可有效防止新旧箱涵连接的渗漏。

s6、进行箱涵砼结构施工，具体还包括：

s6-1、首先从箱涵体底板进行混凝土浇筑；

s6-2、然后浇筑侧墙；两侧同步上升浇筑；

s6-3、最后浇筑顶板；

s6-4、在靠近两止水结构部位的混凝土，利用钢筋头通过人工振捣密实，禁止使用振动棒振捣，避免破坏已安装完的止水结构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。