输水箱涵充水试验与思考

厉 辉 戴 智

(1.天津市水务工程建设质量与安全监督中心站， 天津 300204;2.天津水务工程建设交易管理中心， 天津 300204)



输水箱涵充水试验与思考

厉 辉1戴 智2

(1.天津市水务工程建设质量与安全监督中心站， 天津 300204;2.天津水务工程建设交易管理中心， 天津 300204)

本文介绍了南水北调中线工程天津干线输水箱涵充水进行严密性检验的情况。笔者用其检验方法对比相关规范提出了一些见解。

输水箱涵； 严密性检验； 思考

1 工程概况

南水北调中线天津干线输水工程全长约155km，采用地下钢筋混凝土箱涵自流输水方式。沿线共设有12个分水口门。箱涵为1级建筑物，混凝土为C30F150W6。

输水工程共有6个设计单元，其中第5设计单元全长约20km，子牙河分流井以上17.30km为3孔4.4m×4.4m箱涵，以下2.23km为2孔3.6m×3.6m箱涵。工程于2009年2月开始建设，2011年10月完工。

2 钢筋混凝土输水箱涵充水试验

2.1 充水试验的目的

充水试验的目的主要是在通水前检验整体输水箱涵是否存在渗漏水情况，检验工程质量和工程安全，为工程顺利投入运行提供技术保障。

2.2 充水试验的依据

输水箱涵充水试验主要依据设计单位编制的《充水试验实施方案》进行。

2.3 输水箱涵充水试验段落划分

该次充水试验主要是对调节池(桩号10+690.500)以下至出口闸(桩号155+305.074)之间的输水箱涵进行，段长约144.61km。沿线设有调节池、1号～8号8座保水堰、分流井(内设9号保水堰)和出口闸(内设10号保水堰)等控制性建筑物。利用保水堰的挡水作用，以保水堰分界划分为具有独立水力特征的10个充水段落。其中第5设计单元17.30km的3孔4.4m×4.4m输水箱涵位于8号堰至9号堰区间，属第9试验段的一部分；2.23km的2孔3.6m×3.6m输水箱涵位于9号堰至10号堰区间，属第10试验段之一部分。

2.4 充水过程及检验

2.4.1 充水过程

根据《充水试验实施方案》，充水从上至下一次性连续完成，当第1充水段落充满后，依次充满下游各充水试验段。充水从2014年3月1日开始至3月18日结束，历时18d。每一试验段落的充水均以水位达到该段下游端保水堰堰顶和该段箱涵进口处于淹没状态为准，并以此作为该段箱涵严密性检验的试验水压。

2.4.2 充水试验检测

a.检测方式。按照《充水试验实施方案》的要求，在各试验段中分别进行静水条件下的水面降落观测，通过水面降落过程分析，从后期的水面稳定降落曲线来推算箱涵在单位时间内单位长度的渗漏量。

水面的降落观测从各外露建筑物内的水文标尺获得。检测时不仅观测水面降落，还要进行地面巡视。一旦发现地面有浸润现象，将对该段落箱涵进行排空检查，并对检查出的缺陷进行处理。

b.充水试验合格标准的确定。

ⓐ严密性检验合格的初定标准。《充水试验实施方案》规定，该次试验是利用充水阶段的整体严密性检验来综合确定变形缝严密性合格与否，暂定每条变形缝稳定渗漏期平均渗漏量在15L/d以下作为箱涵严密性检验合格标准。

ⓑ严密性检验合格标准的修正。整体箱涵的严密性检验，不仅检验变形缝是否存在渗漏现象，同时也检验箱涵实体是否存在渗漏现象。因此，充水试验后，通过专家讨论，严密性检验合格的标准由原来以每条变形缝每天平均渗漏量(L/d)的形式修正为以单位时间内单位长度的渗漏量[m3/(d·km)]的形式。由于目前没有相应的水利工程检验标准和限于试验条件，设计单位参考其他工程经验，将其初定的标准修正为箱涵单位渗水量≥30m3/(d·km)作为该段箱涵排空检查标准，也就是以单位渗水量小于30m3/(d·km)作为该次箱涵严密性检验合格标准。

2.4.3 严密性检验监测结果

充水完成后，3月19日—4月15日完成了第9、第10两个试验段落箱涵严密性检验监测。监测数据主要从两个试验段沿途的连接井、分流井和出口闸等处设置的水位标尺通过人工读数获得。初期每6h观测1次，水位变化平稳后每天观测1次。

从水位变化相对稳定后的21d观测统计资料得知，第9试验段落(段长27.73km)测得的渗漏量为2952m3(充水量为158.42万m3)；第10试验段落(段长6.52km)测得的渗漏量为348m3(充水量为16.47万m3)。两个试验段落测算的单位渗水量分别为5.1m3/(d·km)和2.6m3/(d·km)，严密性检测结果均符合小于30m3/(d·km)的设计要求。

2.4.4 对输水箱涵质量的历次检查情况

a.第5设计单元箱涵施工期间，根据施工质量检验的要求，随着工程的进展，施工单位和监理单位分别对混凝土的抗压强度、抗冻和抗渗等级进行了检测和抽测。施工单位共检测抗压强度4176组、抗冻54组、抗渗63组；监理单位共抽测抗压强度484组、抗冻17组、抗渗17组。检测和抽测结果均满足设计要求。

b.该段箱涵施工完成后，经过了分部工程验收、单位工程验收和合同工程完工验收，建设、设计、监理和施工单位对全部箱涵进行过多次内部质量检查，只发现个别箱涵变形缝顶部一处有滴漏现象，施工单位及时进行了处理，检验合格。直至充水试验前再次检查再未发现箱涵内有湿渍、渗水和线流、滴漏等现象，整个输水箱涵内部基本干场。

4 对输水箱涵充水试验的思考

4.1 输水箱涵所处的工程环境

该设计单元17.30km长的3孔4.4m×4.4m钢筋混凝土箱涵埋深3～5m，地下水位埋深0.7～2.5m；2.23km长的2孔3.6m×3.6m钢筋混凝土箱涵埋深2～4m，地下水位埋深1～2m。箱涵顶面完全处在地下水位以下。

4.2 国家规范对压力管道的界定

国标《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB 50268—2008)中规定：工作压力不小于0.1MPa的给水排水管道为压力管道；工作压力小于0.1MPa的给水排水管道为无压管道。该设计单元箱涵的最大运行水头为8m(即最大工作压力为0.08MPa)，按以上规定应属无压管渠。

4.3 对该次箱涵充水严密性检验的思考

a.该设计单元箱涵充水严密性检验在箱涵施工完成两年多后进行，地下水位早已恢复。该次试验，第9试验段的9号保水堰堰顶水位高程为0.90m，该处的地下水位高程为1.50m；第10试验段的10号保水堰堰顶水位高程为-1.00m，此处的地下水位高程为1.10m。实际上，该设计单元此次试验是在箱涵的外水压力大于试验内水压力情况下进行的，这样条件下检测出来的“渗漏量”不能反映箱涵是否存在渗漏的实际情况。如果箱涵存有混凝土不密实、施工缝处理不好或变形缝处严密性较差等问题，在充水前再次进行箱涵内部检查时就应该发现渗漏水现象，而实际上并不存在。分析原因，可能是试验段落内箱涵本体吸水和分水口门关闭不严所致。

b.按照国标 GB 50268—2008对压力管道的界定， 认定：

ⓐ该设计单元箱涵的严密性检验属于对无压管渠的检验，应适用该规范第9.1.7条“全断面整体现浇的钢筋混凝土无压管渠处于地下水位以下时，除设计有要求外，管渠的混凝土强度、抗渗性能检验合格，并按本规范附录F规定的内渗法进行检查符合设计要求时，可不必进行闭水试验”的规定。

ⓑ该段输水箱涵进行严密性检验时，箱涵所处的环境完全与不开槽施工的管道一样。也应适用该规范第9.3.7条“不开槽施工的内径大于或等于1500mm的钢筋混凝土管道，设计无要求且地下水位高于管道顶部时，可采用内渗法测渗水量……”和“符合管道不得有线流、滴漏现象规定时，则管道抗渗性能满足要求，不必再进行闭水试验”的规定。

ⓒ综上所述，根据箱涵所处的工程环境和对工程的检查、检测情况，认定该设计单元输水箱涵符合国标GB 50268—2008中第9.1.7条和第9.3.7条规定可不进行闭水试验而直接采用内渗法进行检查。因为此法简单、易于操作，又可节省水资源。

5 结 语

对输水箱涵在正式通水前进行严密性检验，特别是在运行工作水头大于地下水位情况下很有必要。该次对设计单元输水箱涵进行的充水严密性检验，还属于探索性检验，有待总结提高。特别是对运行水头较大的输水箱涵，在有地下水和试验压力不能满足相关规范规定或无规范可依情况下的检验，还需根据具体情况进行认真研究，以求检验能真实反映实际情况。

Water-filling test and thinking of water culvert

LI Hui1, DAI Zhi2

(1.TianjinWaterProjectConstructionQualityandSafetySupervisionCenterStation,Tianjin300204,China; 2.TianjinWaterProjeotConstructionTradeManagementCenter,Tianjin300204,China)

In the paper, the tightness condition of water culvert water-filling test in South-to-North Water Diversion Project midline work Tianjin trunk is introduced. The author proposes some suggestions to the testing method compared with related regulation.

water culvert; tightness test; thinking

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.11.015

TV672

A

1005-4774(2016)11- 0055- 03