一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构及制备方法与流程

本发明属于水利水电工程，具体的指一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构及制作方法。

背景技术：

1、高水头压力隧洞作为长距离跨江穿山输水工程的重要引水系统，其结构的设计合理、施工直接关乎到整个工程运行的安全。近年来，随着水利水电工程建造技术的发展，长距离深埋高水头压力隧洞衬砌结构型式采用钢筋混凝土衬砌设计，相比于传统的不透水钢板衬砌设计具有施工工期短、经济效益高的优势。比如南水北调中线穿黄隧洞工程、深圳北部湾水资源配置工程、阳江抽水蓄能工程等，其压力隧洞均采用了钢筋混凝土衬砌结构型式设计，工程经济效益显著。

2、但是，从已建的工程反馈，钢筋混凝土衬砌结构本身可以通过设计和试验，优化配筋和设计，保障钢筋混凝土衬砌结构本身的工作机制和性能。但是，在实际运行中，出现了一些其他方面的结构问题。比如：钢筋混凝土衬砌结构的最大特点是伸缩缝的设置，伸缩缝是隧洞结构整体防渗的薄弱环节，从已经运行的工程经验也可得知伸缩缝是渗漏极易产生的部位，因此伸缩缝部位的防渗至关重要。

3、目前，伸缩缝部位的防渗结构普遍采用底部止水结构、中埋式止水结构、表层止水结构的伸缩缝复合防渗结构。但是从已有经验来说，底部止水结构和中埋式止水结构普遍存在渗漏问题，因此伸缩缝部位的防渗仅靠表层止水结构承担。因此，表层止水结构在运行水压下的水密性至关重要。

4、现有水密性检测方法，存在的问题具体有：整条伸缩缝一起检测导致无法准确检测渗漏点的具体位置，由于一般至少包括两道水密性不可保障的封闭部件，导致检测的不准确性。

5、鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构及制作方法，不仅可以用于模拟施加内水压作用于中埋式止水结构，还可以用于模拟施加外水压作用于表层止水结构。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构，不仅可以用于模拟施加内水压作用于中埋式止水结构，还可以用于模拟施加外水压作用于表层止水结构，同时确保水密性检测的准确性。

2、本发明的另一目的在于提供一种上述的模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于提供一种模拟高内外水压的伸缩缝水密性现场检测的方法。

4、为了实现上述目的，本发明提供一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构，包括如下结构：设置于相邻混凝土构件之间的部分伸缩缝或全部伸缩缝、顶部封闭部件、中埋式止水带、复数个分段部件、第一界面剂层、分段部件界面剂层；

5、其中，复数个该分段部件将部分伸缩缝或全部伸缩缝分隔为多个腔体，该中埋式止水带位于部分伸缩缝或全部伸缩缝的中部，该伸缩缝顶部封闭部件位于该伸缩缝顶部，在该伸缩缝顶部封闭部件和混凝土构件之间设置该第一界面剂层；在该分段部件和混凝土构件之间设置该分段部件界面剂层。

6、本发明提供的试验腔结构用于形成模拟施加内水压作用于中埋式止水结构的腔体。

7、本发明还提供一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构，包括如下结构：设置于相邻混凝土构件之间的部分伸缩缝或全部伸缩缝、伸缩缝顶部封闭部件、中埋式止水带、中埋式止水带的封闭加固结构、复数个分段部件、第一界面剂层、第二界面剂层、分段部件界面剂层；

8、其中，复数个该分段部件将部分伸缩缝或全部伸缩缝分隔为多个试验腔，该中埋式止水带位于部分伸缩缝或全部伸缩缝的中部，该中埋式止水带的封闭加固结构位于中埋式止水带的上面，该缝顶部封闭部件位于该伸缩缝顶部，在该伸缩缝顶部封闭部件和混凝土构件之间设置该第一界面剂层；在该混凝土构件和中埋式止水带的封闭加固结构之间设置该第二界面剂层，在该分段部件和混凝土构件之间设置该分段部件界面剂层。

9、如上所述地，所述伸缩缝顶部封闭部件由嵌缝部件和表面封闭部件构成；

10、其中，嵌缝部件的材质为聚脲、聚氨酯、有机硅、氟硅聚合物、弹性环氧胶泥、弹性环氧砂浆、弹性聚氨酯砂浆、弹性聚脲砂浆中的一种或多种；

11、其中，表面封闭部件的材质为聚脲、聚氨酯、有机硅、氟硅聚合物中的一种或多种；

12、第一界面剂层和分段部件界面剂层的材质均为环氧界面剂。

13、如上所述地，所述中埋式止水带的封闭加固部件的材质为聚脲、聚氨酯、有机硅、氟硅聚合物、弹性环氧胶泥、弹性环氧砂浆、弹性聚氨酯砂浆、弹性聚脲砂浆、环氧胶泥、环氧砂浆、聚氨酯砂浆、水泥砂浆中的一种或多种；第二界面剂层的材质为环氧界面剂。

14、如上所述地，所述分段部件的材质为弹性环氧胶泥、弹性环氧砂浆、弹性聚氨酯砂浆、弹性聚脲砂浆、环氧胶泥、环氧砂浆、聚氨酯砂浆、水泥砂浆中的一种或多种。

15、本发明还提供一种上述的模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构的制备方法，包括以下制作步骤：

16、s1:缝内清理

17、清除相邻混凝土构件之间的伸缩缝内的泡沫条、混凝土浮浆、灰尘，在伸缩缝内形成干净的空间；

18、s2:制备安装分段部件

19、在预定分段的伸缩缝两侧及底部部位涂刷分段部件界面剂层，待分段部件界面剂层干燥后，在预定分段的部位两端各安装一对分段部件固定件，在每对分段部件固定件之间填充制备分段部件的材料，待制备分段部件的材料干燥后得到分段部件，然后拆除两端的该分段部件固定件；其中，分段部件的长度为5-10厘米，宽度与伸缩缝的宽度相同，深度至伸缩缝中的中埋式止水带位置；

20、分段部件确保将分隔成的伸缩缝的腔体两端密封，分段部件界面剂层确保分段部件与形成伸缩缝的混凝土构件和底部中埋止水带部位的粘接性，从而确保腔体两端的密封性。

21、s3：安装伸缩缝顶部封闭部件

22、在伸缩缝顶部的两侧表面混凝土构件及顶部伸缩缝内壁两侧混凝土构件表面涂刷第一界面剂，待界面剂干燥形成第一界面剂层，然后填充制备顶部封闭部件的材料，待制备顶部封闭部件的材料干燥后得到顶部封闭部件。

23、本方法制备的试验腔结构用于测表中埋式止水部件的水密性。

24、本发明还提供一种如上述的模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构的制备方法，包括以下制作步骤：

25、s1:缝内清理

26、清除相邻混凝土构件之间的伸缩缝内的泡沫条、混凝土浮浆、灰尘，在伸缩缝内形成干净的空间；

27、s2:制备安装分段部件

28、在预定分段的伸缩缝两侧及底部部位涂刷分段部件界面剂层，待分段部件界面剂层干燥后，在预定分段的部位两端各安装一对分段部件固定件，在每对分段部件固定件之间填充制备分段部件的材料，待制备分段部件的材料干燥后得到分段部件，然后拆除两端的该分段部件固定件；其中，分段部件的长度为5-10厘米，宽度与伸缩缝的宽度相同，深度至伸缩缝中的中埋式止水带位置；

29、分段部件确保将分隔成的伸缩缝的腔体两端密封，分段部件界面剂层确保分段部件与形成伸缩缝的混凝土构件和底部中埋止水带部位的粘接性，从而确保腔体两端的密封性。

30、s3:在中埋式止水部件上方两侧混凝土构件表面涂刷第二界面剂层，待第二界面剂层干燥后，填充制备中埋式止水带的封闭加固部件的材料，待制备中埋式止水带的封闭加固部件的材料干燥后得到中埋式止水带的封闭加固部件；

31、s4：安装缝顶部封闭部件

32、在伸缩缝顶部的两侧表面混凝土构件及顶部伸缩缝内壁两侧混凝土构件表面涂刷第一界面剂，待界面剂干燥形成第一界面剂层，然后填充制备顶部封闭部件的材料，待制备顶部封闭部件的材料干燥后得到顶部封闭部件。

33、本方法制备的试验腔结构用于测表层止水部件的水密性。

34、如上所述地，所述分段部件固定件为与伸缩缝的宽度和深度相同的板状件，该板状件为金属板、木板或混凝土板。

35、本发明提供一种模拟高内外水压的伸缩缝水密性现场检测的方法，包括以下步骤：

36、s1：在上述的模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构的安装注水管和排气孔，注水管和排气管位置分别在每段的段头和段尾位置；

37、s2：安装压水设备，在注水管的注水口处，安装注水头，并在注水管和注水头接触的部位进行密封；

38、s3:打开排气孔，通过注水管，使用压水设备开始注水加压进行该段部位的水密性检测；

39、s4：水密性判断：a)如果注水量达到腔体体积后在设计运行压力下，可以保持水压5分钟以上，则判定该段的中埋式止水带或伸缩缝顶部封闭部件的水密性合格；b)如果注水量一直上升，或注水量达到腔体体积后，在设计运行压力下不能保持水压，则判定该段的中埋式止水带或伸缩缝顶部封闭部件的水密性不合格。

40、本发明的有益效果在于：

41、本发明提供一种模拟高内外水压的水密性现场试验腔结构、制备方法和检测方法，该试验腔结构用于检查伸缩缝的水密性，不仅可以用于模拟施加内水压作用于中埋式止水结构，还可以用于模拟施加外水压作用于表层止水结构，同时确保水密性检测的准确性。