多功能竖直套管防漏技术及力学分析.pdf
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1、第2 1卷第2 期2023年6 月doi:10.13960/j.issn.1672-2558.2023.02.015南京工程学院学报(自然科学版)Jourmal of Nanjing Institute of Technology(Natural Science Edition)Vol.21,No.2Jun.,2023投稿网址:http:/多功能竖直套管防漏技术及力学分析罗冲,明爱民,陈东胜,张烽3(1.江苏华磊建设集团有限公司,江苏淮安2 2 3 0 2 1;2淮安市博彦土木工程科学研究院有限公司,江苏淮安2 2 3 0 0 3;3.南京工程学院机械工程学院,江苏南京2 1116 7)摘要:
2、针对现有技术不能同步实时渗漏检测、防渗效果不能得到长久保障等问题,设计一种多道灌注及实时检漏的多功能竖直套管,适用于民用建筑穿楼板预留孔洞的给排水等管道的安装,可提高竖直管道预留孔洞的封堵质量,具有抗渗透性、实时检漏、安装便捷、功能性强等优点.利用SolidWorks软件对竖直管道进行三维建模,借助AnsysWorkbench软件,采用有限元方法对竖直管道进行静力学分析、模态分析和动力学分析,结果表明该竖直管道支承方式合理且具有较好的隔振效果.关键词:防水技术;竖直套管;多道灌注;实时检漏中图分类号:TU55Multi-Perfusion and Leakage Detection Techn
3、ologyof Multi-Functional Vertical Casing PipesLUO Chong,MING Aimin,CHEN Sheng,ZHANG Feng(1.Jiangsu Hualei Construction Group Co.,Ltd.,Huai an 223021,China;2.Boyan Civil Engineering Research Institute Co.,Ltd.,Huai an 223003,China;3.School of Mechanical Engineering,Nanjing Institute of Technology,Nan
4、jing 211167,China)Abstract:This paper briefly introduces the construction technology of poly-functional vertical casing with multi-channelgrouting and real-time leak detection.This process is applicable to the installation of water supply and drainage pipesthrough the reserved holes in the floor sla
5、b of civil buildings.It improves the sealing quality of the reserved holes in thevertical pipes,solves the problems that the existing technology cannot timely and synchronously detect the leakage,andthe anti-seepage effect cannot be guaranteed for a long time.It has many advantages,such as strong im
6、permeability,real-time leakage detection,convenient installation,and strong functionality.In parallel,a three-dimensional model of thevertical pipeline is created using the SolidWorks program.The vertical pipelines static,modal,and dynamic analyses areperformed using the finite element method with t
7、he aid of the Ansys Workbench software.The outcomes demonstrate thereasonable support mode and effective vibration isolation of the vertical pipeline.Key words:waterproof technology vertical casing;multi-perfusion;real-time leak detection收稿日期:2 0 2 2-11-2 2;修回日期:2 0 2 2-12-14作者简介:罗冲,工程师,研究方向为防水密封设计.
8、E-mail:7550295 通讯作者:张烽,博士,讲师,研究方向为过程机械设计和先进金属材料.E-mail:1031474738 引文格式:罗冲,明爱民,陈胜,等.多功能竖直套管防漏技术及力学分析J.南京工程学院学报(自然科学版),2 0 2 3,2 1(2):7 8-8 4.第2 1卷第2 期民用住宅楼的水暖管道穿楼板处易出现漏、渗水现象,严重影响建筑的使用功能.在建筑管道工程施工中,楼板预留孔洞是一道重要工序,预留孔洞的封堵质量是建筑工程质量通病防治的难点之罗冲,等:多功能竖直套管防漏技术及力学分析一79一.传统的施工方法不仅浪费人力物力,而且给封(a)封底卡环堵质量和使用体验带来不利影
9、响.高效防水套管的设计同时考虑了防水性能、安装质量、经济效益等影响因素1-4;延长防水套管的渗流路径、使用柔性密封填料等可以有效改善套管的防水效果5-6 1;施工完成的防水套管需要按照标准进行渗漏检测7 工程上采用专用模具、使用密封胶和其他封堵材料、配备专业技术人员进行施工作业等,这些方法均未涉及施工过程中楼板与套管之间、管道周围等渗漏程度的实时检测与控制,不能在浇筑浆料的过程中及时根据渗漏情况采取相应的措施.若施工后发生渗漏,重新施工时同样无法实时检测与控制,缺乏可靠性.本文采用变截面式竖直穿楼板管道用套管,可有效解决现有技术不能实时检漏、出现渗漏时难以处理以及防水效果不能得到长久保障等问题
10、.该技术在淮安能源总部经济产业园项目中应用表明效果良好.1结构设计及工艺原理1.1结构设计本文对竖直穿楼板管道用防水密封组件及其渗漏检测进行研究,设计多功能竖直套管,模型如图1所示,防水密封关键零部件的示意图如图2所示.图1多功能竖直套管模型图图3 为竖直穿楼板管道用防水密封组件的结构示意图8 .防水密封组件通过堵洞板由第一、二、三灌注管对竖直管道和楼板预留孔洞之间进行(b)多功能启闭控制组件(c)灌浆漏斗(d)无底盛水桶图2 多功能竖直穿楼板管道用防水密封关键零部件示意图279675244232259149201.第一道灌注管;2.第二道灌注管;3.第三道灌注管;4.灌浆漏斗;5.灌浆柱;6
11、.竖直管道;7.防护桶;8.楼板;9.连接管;10.连接板;11下灌注腔;12 上灌注腔;13:搁板;14.连接件;18.攻丝套管;19.通孔螺栓;2 0.封堵螺栓;15,堵洞板;21.导流槽;2 2.无纺布;2 3.连接片;2 4环状凹槽;2 5,连接螺;16.下漏斗;17.上漏斗;2 6.限位块;2 7.限位圈图3 竖直穿楼板管道用防水密封组件结构示意图密封和渗漏检测.施工时先安装好竖直管道和防水密封组件;然后使用灌浆漏斗向灌注腔内灌注浆料,待浆料固结后,向第二灌注管、第一灌注管以及第三灌注管内灌水;观察堵洞板下方是否有漏水,若未发现渗漏,则向第二灌注管内灌注浆料,在第二灌注管与楼板的相接
12、处灌注灌浆柱;若发现渗漏,则排出防水密封组件中的水体,用柱塞对第三13265226A318B19201580灌注管进行封堵,之后向连接管以及上灌注腔内灌注浆料,待浆料固结后,取出柱塞,向第二灌注管和第三灌注管内灌水,观察堵洞组件下方是否有漏水,若未发现渗漏,则向第二灌注管内灌注浆料,在第二灌注管与楼板的相接处灌注灌浆柱;若发现渗漏,则排出防水密封组件中的水体,向第三灌注管以及第二灌注管内灌注浆料,待浆料固结后,在第二灌注管与楼板的相接处灌注灌浆柱,即完成竖直管道与防水密封组件的施工。1.2工艺原理1.2.1多道灌注工艺原理套管在采用防水翼环增加渗透路径长度的同时,还采用折线突变截面形式进一步增
13、加渗透路径,从而大幅提高了套管外壁抗渗效果.由达西定律可知,水在单位时间内渗流量与渗流路径长度呈反比,即在其他条件不变的前提下,渗流路径越长,其渗流速度越小.当产生渗透时,浆体与管道、浆体与套管之间缝隙中液流为均匀流,由于液流内部层间与浆体和管壁之间产生的切应力即沿程阻力做功为水头损失的产生因素,因此,每道灌注厚度增加就是逐次增加渗透路径长度,从而增加渗流的沿程水头损失,提升本道灌注抗渗效果;当渗流能量损耗到不足以使各流层之间沿程阻力继续做功,水体向下渗透力与沿程阻力达到平衡,此时渗流停止.由于所使用浆料的高流动性与高膨胀率,新老浆料交接面不考虑孔隙渗流,相当于逐次提升累计灌注厚度及相应的抗渗
14、效果,最终达到套管内完全密封的防水抗渗效果,最后一次覆盖套管内外的总体渗漏试验后,将挡水环内再用浆料灌注成圆形止水台,可以对套管内外构成整体封闭性的抗渗漏覆盖,进一步提高抗渗漏效果.1.2.2实时检漏工艺原理每道灌注凝固后的实时检漏先用多功能启闭控制组件的封堵螺栓裹好生料带插入通孔螺栓拧紧,确保竖斜连通的排水短管不漏水;拆下封底卡环擦干,去掉原无纺布,将卡环导流槽面向上重新装好;打开套管顶部的环状覆盖板,用量杯注入定南京工程学院学报(自然科学版)量水后,重新将套管上口与管道之间用环状覆盖板利用套管自带的4根长螺栓拧紧并用透明胶密封以免风吹日晒蒸发或垃圾杂物落人,如果有渗漏,水经封底卡环的导流槽
15、有组织流至对拼缝隙及管道与卡环缝隙处,重新填隙的干燥无纺布便会变潮湿;持续观察2 h,如有水滴漏便说明本道灌注不抗渗漏,否则再定时、间隔观察2 4h,拧下封堵螺栓将水排回量杯,以填隙无纺布有无潮湿为主、量杯内水的损耗量观察为辅,判断抗渗效果.2多道灌注和渗漏检测施工流程及要点多功能竖直套管多道灌注和实时检漏流程如图4所示,主要施工与渗漏检测工艺要点为:1)施工前根据楼板厚度和竖直管道尺寸,确定套管的高度和直径,由工厂加工预制满足产品质量的多功能竖直套管;2)套管安装时需保证混凝土浇筑时不会进人套管内,并由紧固安装保证套管的垂直度,浇筑各层套管外楼板混凝土时,凝固后及时拆除模板底部紧固预埋套管的
16、4根通孔螺栓,以保证不影响混凝土强度按照规范进行拆模施工;3)为防止浆料渗漏,可在封底卡环与立管夹缝处以及两片堵洞环板对拼缝隙处塞入无纺布;4)灌注的浆料以水泥为主,加入水泥基渗透结晶型防水剂及其他外加剂改善流动性,保证不收缩微膨胀、抗渗等,若冬季施工,可加人早强型防冻剂,现场手动搅拌浆料时间不宜低于5 min,在套管内放置灌浆漏斗,保护非本次灌注部位不被污染,且漏斗内表面的液面限位标志环可控制灌注浆量;5)试水试验时需等待浆料完全固结后再拆卸覆盖板、清理套管及其周围杂物,屋面以下室内楼层套管的整体性试水检漏时,可在套管周围用两块矩形不锈钢铁皮卷成不同直径的两个环,在两个环之间用与灌注相同的浆
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