技术领域本发明涉及深水围堰施工中承台与钢管桩之间密封性能检测技术，尤其设计一种承台施工用大直径止水胶囊密封性能检测工装。
背景技术：
在大江、海峡间建造大跨径桥梁已经成为了桥梁建设的一种趋势，通常桥型布置均具有水中主墩，水中群桩基础高桩承台更是应用广泛。围堰作为水中承台的围水结构，桩基础施工后期进行安装，待封底或止水密封后抽水，为承台施工提供“干环境”。围堰是桥梁水中基础施工中不可或缺的挡水结构，按照材料不同可分为：土石围堰、混凝土围堰和钢围堰；根据使用方法不同可分为：套箱围堰和吊箱围堰。吊箱围堰设置底板，围堰不与河床接触，常用于高桩承台施工；套箱围堰不设置底板，其底部埋置在河床面以下一定深度，依靠地基来固定，常用于低桩承台施工。随着技术的不断发展与进步，承台预制施工和套箱围堰整体吊装技术的不断完善，跨海大桥的承台施工方案各式各样，比较成熟的有以下几种：无底吊箱钢围堰，有底钢吊箱围堰，钢板桩围堰。以上几种钢围堰的使用范围和优缺点表现在：无底吊箱钢围堰，一般用于近海、近河等浅水区，河床标高相对较高的承台使用。在施工中要利用大型浮吊进行水上吊装、定位，施工组织要求较高，后期封底、冲刷防护工程比较大；有底钢吊箱围堰，一般适用于深水区承台施工，在施工过程中不存在冲刷防护工作，封底砼质量可以保证，但相对好用钢材量较大，成本较高，且一般需要超大型浮吊进行水上整体吊装作业；钢板桩围堰，一般适用于近海、近河等浅水区，可在桩基施工后期同步进行插打，可节约工期，且施工材料可以周转，设备要求不高，但河床起伏，找平工作量大，且由于围堰存在内外水头差，钢板桩之间止水难度大，通常需要设置强大的围檩及内支撑作为保护。由于整体套箱技术和承台预制技术的出现，承台施工周期和成本得到了很大的提高，目前国内出现了用止水胶囊进行封堵钢套筒与承台孔之间的大孔径缝隙，由于深海中水压较大，水位落差较大，且考虑施工安装过程中的偏差影响，用于实现堵水功能的止水胶囊的密封性能就显得至关重要了。止水胶囊密封性能的质量，直接影响着围堰内部干施工的好坏。目前国内检查气囊类产品的气密性有三种方式：一是将止水胶囊气路接口联通充气，然后将止水胶囊整体沉入水中，通过检测是否有气泡冒出，来判断止水胶囊是否漏水；二是采用专用工装将止水胶囊夹紧，并在胶囊上涂抹肥皂水来观察是否有气泡来判断止水胶囊是否漏气；三是采用专用工装将止水胶囊夹紧，向气囊内充高压空气并密封，通过检测止水胶囊内压力是否下降来判断止水胶囊是否漏气。但仅仅检测止水胶囊的气密性并不能判断止水胶囊在使用中的密封性能，由于安装与制造过程中的偏差，往往会导致缝隙过大，甚至会导致内外钢套筒偏心。因此，对止水胶囊在实际工况下的密封性能的检测才是判断密封堵水效果的主要依据。水下承台施工是一个对水环境要求很高的施工过程，如果只对止水胶囊产品本身的气密性进行检测就应用于实际工程项目中，那必然存在一定的安全隐患，而且都是难以估量的隐患。由于采用止水胶囊进行水下承台施工的封堵技术是一种比较新型的水下施工技术，因此目前对止水胶囊的密封性能的验证还没有相关的验证方法。不能在项目施工前对止水胶囊产品的实际运行效果进行有效的确认和验证，带有一定的侥幸心理。只有在保证了止水胶囊气密性良好的前提下，将止水胶囊安装好，然后充气膨胀用于密封堵水，但往往会发生堵水不严密，会出现局部喷射的情况，在这种情况下，只能采用水下封堵混凝土进行查漏补缺。往往给施工带来很大的不便和不安全性，同时也相应的增加了施工成本的施工工期。目前在跨海大桥建造中，钢管桩与承台底部通孔之间的缝隙部分的密封性能问题是关系着围堰内部“干施工”的决定性因素，在国内的跨海大桥建设工程中通常采用止水胶囊进行封堵，但针对大直径环形止水胶囊的密封性能的检测还未有比较理想的方法。综上可知，由于目前常规检测方法中存在着上述的各种问题，因此现有技术检测方法使用范围窄，均难以实现高水压下的承台与钢管桩之间缝隙的密封性能检测，因此开发一种能够适应高水压下，用于检测止水胶囊对承台与钢管桩之间缝隙密封性能的检测装置及检测方法就显得非常重要。现有国内专利（申请）技术中，申请号为201420207343.0的实用新型公开了一种置换等压帷幕水中桥墩视频检测装置，包括桥墩，环形支撑脚、螺旋轨道杆、视频采集装置、帷幕和环形止水胶囊，两个环形支撑脚上下同轴分布，桥墩设置于环形支撑脚的轴心位置，螺旋轨道杆穿过上下两个环形支撑脚，螺旋轨道杆上设置有可上下移动的视频采集装置，视频采集装置设置于两个环形支撑脚之间，帷幕设置于环形支撑脚的外侧且完全覆盖螺旋轨道的上下两端，所述环形止水胶囊设置于帷幕的底端。申请号为201310209578.3的发明专利申请公开了一种胶圈止水检测机，包括检测主体，检测主体内设有一空腔，检测主体顶端设有一与空腔的顶部连通的开口；检测盖体，其上部设有水槽，位于检测盖体下部、水槽的槽底处还设有一用于装配待检测线束胶圈的装配孔，装配孔的规格与待检测线束胶圈的环形卡槽相匹配；检测盖体能与检测主体的开口分离或覆盖在开口上；检测主体的空腔的下部连通有气管，气管通过气阀与气源连接。还可包括为水槽供水的供水系统、放置多余线束的放置平台以及控制检测机自动运行的电路控制系统，并且检测盖体还可设为可分离的两部分。本检测机效率高、自动化、智能防错、安全系数高、功能多，适合检测不同规格的线束胶圈。申请号为201310060980.X发明公开了一种内内贴可卸式止水带检测工装及检测方法。所述内贴可卸式止水带检测工装包括与内贴可卸式止水带形状相匹配的凸钢件和与所述凸钢件相匹配的凹钢件，所述凸钢件上连接有两根钢管，分别用于连接水管和压力表；检测时将内贴可卸式止水带放置在凹钢件和凸钢件之间。所述内贴可卸式止水带检测方法，采用上述内贴可卸式止水带检测工装进行检测，具体包括如下步骤：（A）压紧密封；（B）注水加压；（C）保压；（D）完成检测。申请号为201220578142.2的实用新型公开了一种用于水深超20m海洋环境的环状止水胶囊，包括止水胶囊本体，止水胶囊本体上设置有充气嘴，止水胶囊本体的外观呈环状，止水胶囊本体靠近桩体一侧的外表面设置有3~10根凸出的橡胶密封筋。以上现有技术均未涉及到承台施工用止水胶囊的密封性能检测工装及其检测办法的相关内容。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种承台施工用止水胶囊密封性能检测工装及检测方法，其不仅能对大直径止水胶囊的密封性能进行检测，同时通过止水胶囊外部连接的气管，可以对止水胶囊的内部气压进行实时性判断和检测，可作为止水胶囊密封效果的判断依据和验证结果。本发明的技术方案是：一种承台施工用止水胶囊密封性能检测工装，包括内钢套筒、外钢套筒、调节螺栓、可加长气管、设置在可加长气管上的进气端压力表、可加长水管、设置在可加长水管上的进水端压力表；所述内钢套筒和外钢套筒之间留有空隙；内钢套筒和外钢套筒通过调节螺栓连接；所述可加长气管和可加长水管均连接外钢套筒。所述外钢套筒的下端设置有进水口，外钢套筒通过进水口连接可加长水管。所述外钢套筒上设有供止水胶囊的气嘴穿过的通孔，止水胶囊的气嘴穿过外钢套筒上的通孔与可加长气管连接。所述内钢套筒和外钢套筒上均设置有调节孔，用于实现内钢套筒和外钢套筒的偏心调节；所述调节孔之间的距离为50mm或100mm。所述内钢套筒和外钢套筒的底部均设置有钢套筒加强筋，用于防止压力过大对内钢套筒和外套筒造成挤压变形。所述外钢套筒上设置有排气孔；所述可加长气管和可加长水管上均设有控制阀。一种承台施工用止水胶囊密封性能检测方法，其特征在于：采用上述承台施工用止水胶囊密封性能检测工装进行检测，包括以下步骤：A、将止水胶囊安装在内钢套筒和外钢套筒之间的空隙中，并用调节螺栓将内钢套筒和外钢套筒进行固定；连接好可加长气管和可加长水管；B、检测可加长气管和可加长水管及其连接处的密封性；C、打开可加长气管上的控制阀，向止水胶囊内部冲入0.4Mpa的气压，待进气端压力表读数达到0.4Mpa后，关闭可加长气管上的控制阀，保压24小时，每4小时检查记录该时间段的压力降，当压力降不大于0.02MPa，止水胶囊无明显漏气现象时，判定止水胶囊的气密性良好；D、继续稳压在0.4Mpa，并打开可加长水管上的控制阀，向内钢套筒、外钢套筒和止水胶囊之间的空隙中冲入0.2Mpa的水压，待进水端压力表读数达到0.2Mpa后，关闭可加长水管上的控制阀，保压24小时，每隔4小时观测并记录水压、气压和止水效果，当经过24小时后止水胶囊气压损失值不大于0.02Mpa、水压损失不大于0.02Mpa时，判定止水胶囊密封性能良好；E、松开调节螺栓，将内钢套筒偏心移动100mm，然后将调节螺栓压紧固定；重复以上步骤进行止水胶囊的气密性和密封性能检测。检测可加长气管和可加长水管及其连接处的密封性时，采用涂抹肥皂泡或插入水中观测的方法进行检测。本发明通过将内、外钢套筒设置偏心状态，从而可实现止水胶囊在偏心状况下的气密性检测，为产品的实际应用增加了检验范围和检验依据。避免内外钢套筒由于制作与安装过程中发生的偏心现象导致止水胶囊密封性能失效。本发明可用于大直径钢管桩与承台之间密封构件止水胶囊的密封性能检测，可实现高水压下、大落差下管道密封性能检测，并适用于各种大直径管道的密封性能检测。本发明不仅能对大直径止水胶囊的密封性能的检测，同时通过止水胶囊外部连接的进气装置和与外钢套筒连接的进水装置，可以对止水胶囊的内部气压进行实时性判断和检测，可作为止水胶囊密封效果的判断依据和经验结果。通过将进气装置和进水装置相联系，可以定量判断得出止水胶囊产品在承台与钢套筒之间缝隙的密封性能。完全不需要深入水下判断，也不需要将围堰内部的水抽干的情况下进行判断。附图说明图1是本发明实施例中的承台施工用止水胶囊密封性能检测工装的未偏心、未充气状态示意图。图2是本发明实施例中的承台施工用止水胶囊密封性能检测工装的未偏心、充气状态示意图。图3是本发明实施例中的承台施工用止水胶囊密封性能检测工装的未偏心、充气、加水状态示意图。图4是本发明实施例中的承台施工用止水胶囊密封性能检测工装的偏心、充气、加水状态示意图。附图标记说明：内钢套筒1，外钢套筒2，调节螺栓3，排气孔4，钢套筒加强筋5，止水胶囊6，进气端压力表7，可加长气管8，可加长水管9，进水端压力表10，D为偏心距离。具体实施方式围堰是桥梁水中基础施工中不可或缺的挡水结构，按照材料不同可分为：土石围堰、混凝土围堰和钢围堰；根据使用方法不同可分为：套箱围堰和吊箱围堰。吊箱围堰设置底板，围堰不与河床接触，常用于高桩承台施工；套箱围堰不设置底板，其底部埋置在河床面以下一定深度，依靠地基来固定，常用于低桩承台施工。止水胶囊是一种橡胶类产品，结构呈胶囊状，环形密封，橡胶层内部设置骨架，用于增强止水胶囊内部承受压力；外部设置有气嘴，通过气嘴可充入一定压力的空气，使止水胶囊逐渐膨胀，通过胶囊的膨胀变形去填充构筑物之间的缝隙，从而达到止水、堵气等密封效果。止水胶囊设计原理是：止水胶囊设计为断面为中空矩形椭圆，整体为圆环形结构，在充压时膨胀变形为近圆形结构，具有较大的变形能力。在充压情况下，当介质通过进气管充满止水胶囊内部空间，通过止水胶囊变形，内部介质压力迫使止水胶囊发生形变与钢管桩外壁接触，接触面起到止水作用。本发明一种承台施工用止水胶囊密封性能检测工装及检测方法，其特殊之处是通过参照止水胶囊的实际工况，设计了与实际工况相匹配的检测工装和具体的气密性和密封性检测方法。下面结合附图对本发明所提供的检测工装和检测方法进行说明。通过图1可看出，承台施工用止水胶囊密封性能检测工装包括内钢套筒1、能套装在内钢套筒上的外钢套筒2、调节螺栓3、排气孔4、钢套筒加强筋5（包括内钢套筒加强筋和外钢套筒加强筋）、进气端压力表7、可加长气管8、可加长水管9、进水端压力表10。内、外钢套筒之间留有一定的空隙，空隙的大小根据止水胶囊实际工况的大小设计，用于止水胶囊6的冲压膨胀，进而填堵内、外钢套筒之间的空隙，从而实现下部水源的有效封堵。内、外钢套筒通过调节螺栓进行固定连接，防止检验过程中内、外钢套筒由于压力影响，造成内、外钢套筒分离。内外钢套筒的固定部分设置有一定距离的调节孔，可用于实现内外钢套筒的偏心调节。调节孔之间的距离可根据内外套筒的制作与施工安装精度进行设置，一般取50mm、100mm等级。内、外钢套筒的底部均设置有加强筋，用于内、外钢套筒的保护，防止压力过大对钢套筒的挤压变形，从而影响止水胶囊的检测结果。外钢套筒上设置有排气孔，用于排除内、外钢套筒之间的空气，防止残余空气对试验模拟的影响。止水胶囊放置在内、外钢套筒的空隙之间，并紧贴在外钢套筒的内壁；止水胶囊的气嘴穿过外钢套筒与外部进气管连接。止水胶囊外端设置有气压表和带有控制阀的加长气管，用于定量加气冲压。压强的大小根据安装位置的下部水压大小进行设置。由于止水胶囊的使用位置一般在较深的水下，而加压设备和操作人员一般在水上方，因此需要根据实际距离设置加长气管的长度。外钢套筒的下端设置有进水口，通过进水口连接可加长水管，可加长水管设置有压力表和控制阀，用于对进水量和水压的定量控制。水压的大小根据止水胶囊安装位置下部的具体水压进行设置。下面结合图1至图4和实施例，对本发明的内容做进一步的说明。如图1所示，将止水胶囊安装在内、外钢套筒的空隙之间，并用调节螺栓进行固定。安装进气装置和进水装置，并将进气管（可加长气管）和进水管（可加长水管）分别连接到各自的匹配设备上。检测进气装置和进水装置的密封性，可采用常规的涂抹肥皂泡或插入水中观测的方法进行。待检测安装无误后，打开进气管控制阀，向止水胶囊内部冲入0.4Mpa的气压，待气压表（进气端压力表）读数达到0.4Mpa后，关闭进气管控制阀，保压24小时，每4小时检查记录该时间段的压力降，要求压力降不大于0.02MPa，产品无明显漏气现象，则判定止水胶囊的气密性良好。如图2所示。继续稳压在0.4Mpa，并打开进水管控制阀，向内、外钢套筒和止水胶囊的空隙中冲入0.2Mpa的水压，待进水端压力表读数达到0.2Mpa后，关闭进水管控制阀，保压24小时，每隔4小时观测并记录水压、气压和止水效果，要求试验24小时后止水胶囊气压损失值不大于0.02MPa，水压损失不大于0.02MPa，则判定试验成功。如图3所示。由于内、外钢套筒在制作和安装过程中，会产生一定量的偏心，而普及到整个项目每个内、外钢套筒产生的偏心量大小不一致，如果只检查了止水胶囊的气密性，而不对它在实际工况下的密封性进行验证，那么工程的不安全性将会增大，相应的施工成本和工期也会增加。由于精度误差的影响，故内、外钢套筒之间存在这一定量的偏心，因此偏心状态下的检测也是至关重要的。将内钢套筒偏心移动100mm（即偏心距离D为100mm），如图4所示，然后用调节螺栓压紧固定。安装完成后，按照上述未偏心状态下的方法进行相关的气密性和密封性能检测。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。