水工結構分縫處止水連接裝置設計

陳亞軍 張桂霞 代 晴 蘇 慧 王 朝

（徐州市水利建筑設計研究院 徐州 221000）

1 引言

在水利工程設計和施工中，為了防止因不均勻沉降對水利工程設施造成破壞，根據地質條件以及上部結構等情況，一般巖基和堅實或中等堅實土質地基上不超過15～20m，其他土基上不超過30～35m會設置一道沉降縫，在沉降縫之間會設置止水銅片。目前通常做法是在現場直接焊接水平止水與水平止水、水平止水與垂直止水連接段。由于分縫部分連接復雜，且工地現場焊接條件差、紫銅片長，導致現場加工質量不易控制，特別是該部位是焊接特別復雜的地方，再加上目前這方面的專業制作人員又緊缺，稍有不慎，就可能導致止水失效，產生滲漏，工程將會產生安全問題。因此，為了滿足生產和施工的需要，急需一種能適應分縫部分水平止水之間、水平止水與垂直止水既加工簡單又便于現場焊接的裝置（類似于管道的三通部件）。

2 水平止水間連接裝置設計

2.1 交叉接頭整體軋制成型水平止水裝置

交叉接頭整體軋制成型水平止水采用公母模具整體沖壓成型，不同方向水平止水之間無接縫，該裝置具體制作如下：

如圖1所示為裝置加工的軋制方法，包括模具支架、上層模具4、下層模具5及液壓臂6；其中模具支架包括底座、兩個支撐柱2及橫梁3；底座包括若干完全相同的工字型梁1，所述工字型梁1均勻排列，位于同一水平面；底座中間設置有“十”字型缺口；兩個支撐柱2固定在底座兩側，橫梁3固定在兩個支撐柱2頂端；液壓臂6固定在橫梁3下方，所述液壓臂6在豎直方向運動；上層模具4以可拆卸的方式水平固定在液壓臂6下端，下層模具5置于底座上；上層模具4為凸型公模板，下層模具5為凹型母模板，上層模具4及下層模具5相適配；上層模具4的凸出部分形狀及下層模具5的凹陷部分形狀包括“L”型、“T”字型、“十”字型。模具支架包括限位桿7，限位桿7固定在底座上，且在下層模具5邊沿處。所述液壓臂6為一個或多個。加工如圖1所示的“T”字型水平止水紫銅片時，采用凸出部分形狀為“T”字型的上層模具4和相適配的下層模具5，將切割好的待加工紫銅片置于下層模具5上，通過限位桿7固定好位置，啟動液壓臂6，使上層模具4下降、靠近下層模具5，進而對紫銅片進行擠壓，使紫銅片發生變形，然后上下多次沖壓，最終形成設計形狀，最后將成形的水平止水紫銅片從另一端取出。

以下均以“T”字型水平止水為例，其中，整體軋制成型水平止水加工成品如圖2所示。

2.2 交叉接頭搭接焊接成型水平止水裝置

交叉接頭搭接焊接成型水平止水采用不同方向水平止水之間接縫成型，搭接寬度不小于20mm，雙面焊接，成品見圖3。

圖1 整體軋制成型所用的沖壓結構的示意圖

圖2 T字形連接的結構整體軋制的示意圖

圖3 T字形連接的搭焊接示意圖

圖4 本連接裝置與長直段止水連接示意圖

圖5 水平止水立面布置圖

圖6 垂直止水平面布置圖

圖7 底、頂板瀝青盒示意圖

2.3 水平止水連接裝置與長直段止水連接

水平止水連接裝置與長直段止水連接采用搭接焊接，具體連接方式如圖4，陰影部分為本連接裝置的連接件5-1，其中，T字型結構的連接件，可以通過連接件的端部5-2連接三個方向的止水紫銅片5-3（長直段），三個方向分別是T字型的三個端部，可通過雙面焊5-4焊接連接件5-1和止水紫銅片5-3。

3 水平止水與垂直止水連接裝置設計

水工結構分縫處紫銅片水平止水與垂直止水連接裝置，包括水平止水紫銅片、垂直止水紫銅片以及瀝青盒。

水平止水紫銅片采用“凹”型牛鼻型式，垂直止水紫銅片焊接在水平止水紫銅片的牛鼻的一側，垂直止水紫銅片在水平止水銅片的牛鼻的一側設有切口，通過填補垂直止水紫銅片單獨填補該切口，在垂直止水紫銅片與填補垂直止水紫銅片之間至少有20mm長重疊部分；瀝青盒為敞口盒子為內嵌在豎向混凝土預制槽（或者鍍鋅鐵皮槽，下同）內，在相對兩側側面上設有用于容納水平止水紫銅片“牛鼻”的開槽，垂直止水紫銅片設置在瀝青盒與豎向混凝土預制槽內；通過在施工現場向瀝青盒灌注瀝青將水平止水紫銅片和垂直止水紫銅片的連接部位柔性結合起來形成整體止水。該水工結構分縫處紫銅片水平止水與垂直止水連接裝置分為底板處連接裝置和頂板處連接裝置；當瀝青盒的位置位于垂直止水銅片上方時，該裝置為頂板處連接裝置；瀝青盒的位置位于垂直止水銅片下方時，該裝置為底板處連接裝置。其中切口一般采用80mm×50mm的切口，填補垂直止水紫銅片的大小一般為155mm×80mm，二者之間具有100mm長的重疊部分緊貼在一起，不得焊接。

具體實施方式為：如圖5、圖6、圖7所示，包括水平止水紫銅片1、垂直止水紫銅片2以及瀝青盒3。水平止水紫銅片1采用“凹”型牛鼻型式，垂直止水紫銅片2為兩片，分別焊接在水平止水紫銅片1的牛鼻的左右兩側；其中垂直止水紫銅片2在水平止水紫銅片1的牛鼻的一側開設有80mm×50mm的切口21，填補垂直止水紫銅片22則單獨補該切口，填補垂直止水紫銅片22的大小為155mm×80mm，垂直止水紫銅片2與填補垂直止水紫銅片22之間有100mm長重疊的活動不焊接部分。在重疊的部分二者之間緊貼在一起。瀝青盒3為敞口盒子，在相對兩側側面上設有用于容納水平止水紫銅片“牛鼻”的開槽；瀝青盒3用于將水平止水紫銅片和垂直止水紫銅片的連接部位柔性結合起來，在施工現場通過向垂直混凝土預制槽32及瀝青盒3灌注30甲建筑瀝青，與之形成整體止水。

4 結語

水平止水間、水平止水與垂直止水連接裝置，可以在工廠加工制作后，再與外部的水平、垂直紫銅片現場相連，可簡化工地現場焊接難度，節省施工工期，可批量生產，降低加工成本，且止水效果更易保證。目前，水平止水間、水平止水與垂直止水連接這兩個裝置已被國家知識產權局授權實用新型專利，正在準備申請施工工法，以更好地指導施工現場具體實施