船闸闸室预应力止水结构及其施工方法

1.本发明涉及一种船闸止水结构，具体的为一种船闸闸室预应力止水结构及其施工方法。


背景技术：

2.船闸是一种修建在水道的落差处、利用灌泄水设施控制水位升降以输送船舶的水工建筑物。船闸由闸室、上下游闸首和上下游引航道三部分组成。当船上行时，先使闸室泄水，当水位与下游水位齐平时，打开下闸首工作闸门，使船驶进闸室；关闭下闸首工作闸门，给闸室灌水，当闸室水位与上游水位齐平时，打开上闸首工作闸门，使船驶向上游。船下行时的工作程序与上述相反。
3.船闸闸室的横断面有斜坡式、半斜坡式和直立式三种。前二种结构简单，施工容易，但灌泄水体积大，时间长；闸室水位经常且迅速地升降，易引起岸坡坍塌；多用于较小的低水头船闸上。直立式闸室使用最广，两侧闸墙直立或基本直立，避免了斜坡式的缺点，但造价一般较高。直立式闸室由底板和两边侧墙构成，墙后填土，其结构型式的选择主要取决于地基条件。输水系统的布置也常影响结构布置。非岩石地基上的闸室按底板与闸墙的连接方式，可分为分离式和整体式两种。分离式闸室又有重力式、板桩式、桩台式等多种，以重力式使用最多。整体式闸室又可分为坞式、悬臂式、反拱底板式等多种。
4.闸室一般采用钢筋混凝土结构，由于不能连续浇筑或由于地基沉降(地震)的变形，或由于温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩等原因，在浇筑时常留有变形缝、施工缝，这些结构缝要设置防渗漏的止水结构，防止闸室漏水。目前常用的止水结构型式是在相邻闸室混凝土结构段之间设置止水带，并在该相邻混凝土结构段之间的结构缝内填充止水材料。该止水结构虽然在早期可满足止水要求，但经长时间使用后仍存在泄漏风险，原因如下：(1)止水材料本身存在缺陷，易老化失效；(2)止水材料周边混凝土质量存在缺陷，经水压侵蚀形成渗漏通道；(3)因温度应力、差异性沉降、水头压力频繁变化等造成止水材料变形、疲劳、老化，引起止水结构失效。综合看来，传统船闸止水结构仍存在诸多缺点。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种船闸闸室预应力止水结构及其施工方法，不仅能够达到止水的技术目的，而且在发生地质沉降时，还可使相邻闸室结构段之间均匀沉降，避免止水结构失效。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明首先提出了一种船闸闸室预应力止水结构，包括埋设在相邻两个闸室结构段内的预应力钢绞线和填充在该相邻两个闸室结构段之间的结构缝内的止水材料，所述预应力钢绞线用于对相邻的两个所述闸室结构段施加使所述结构缝的宽度减小的预张拉力作用，从而对所述止水材料施加密封压力。
8.进一步，所述闸室结构段包括分别位于两侧的闸室侧墙，两个所述闸室侧墙的下
方设有闸室底板，两个所述闸室侧墙和所述闸室底板之间形成闸室通道。
9.进一步，预埋在所述闸室侧墙内的所述预应力钢绞线靠近所述闸室通道设置并间隔分布。
10.进一步，预埋在所述闸室底板内的所述预应力钢绞线靠近所述闸室通道设置并间隔分布。
11.进一步，所述止水材料包括分别设置在所述结构缝的两侧壁上的遇水膨胀止水胶，两侧的所述遇水膨胀止水胶之间设有止水填料。
12.本发明还提出了一种如上所述船闸闸室预应力止水结构的施工方法，包括如下步骤：
13.1)浇注：在浇注闸室结构段前，在相邻的两个闸室结构段之间预埋预应力钢绞线；
14.2)填充：在相邻的两个所述闸室结构段的结构缝中填充止水材料；
15.3)张拉：张拉所述预应力钢绞线，使所述预应力钢绞线对相邻的两个所述闸室结构段施加使所述结构缝的宽度减小的张拉作用，从而使所述止水材料受到设定的密封压力。
16.进一步，所述止水材料包括分别设置在所述结构缝的两侧壁上的遇水膨胀止水胶，两侧的所述遇水膨胀止水胶之间设有止水填料；
17.所述步骤2)中，先在所述结构缝的两侧壁上分别设置所述遇水膨胀止水胶，而后再将止水填料填充在两侧的所述遇水膨胀止水胶之间。
18.本发明的有益效果在于：
19.本发明的船闸闸室预应力止水结构，通过在相邻的两个闸室结构段之间预埋设置预应力钢绞线，如此，当该两个闸室结构段浇注完成后，在该两个闸室结构段之间的结构缝内填充止水材料，而且张拉预应力钢绞线，使预应力钢绞线的张拉力作用在闸室结构段上，对两个闸室结构段施加使结构缝宽度减小的张拉作用，该张拉作用部分作用到止水材料上，对止水材料施加密封压力，从而能够有效提高止水效果；另外，通过在相邻的闸室结构段之间预埋设置预应力钢绞线，还可增加该相邻的闸室结构段之间的连接刚性，当发生地质沉降时，由于预应力钢绞线的张拉作用，可使两个闸室结构段在最大程度上出现均匀沉降，避免两个闸室结构段在结构缝位置处出现较大的错位，同时也可有效地防止止水结构失效，提高止水结构的可靠性。
附图说明
20.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
21.图1为本发明船闸闸室预应力止水结构实施例的结构示意图；
22.图2为图1的a-a剖视图；
23.图3为结构缝处的局部放大图；
24.图4为本实施例船闸闸室预应力止水结构的立体图。
25.附图标记说明：
26.10-闸室结构段；11-闸室侧墙；12-闸室底板；13-闸室通道；14-结构缝；15-船闸廊道；
27.20-止水材料；21-遇水膨胀止水胶；22-止水填料；
28.30-预应力钢绞线；31-垫盘及螺母。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
30.如图1所示，为本发明船闸闸室预应力止水结构实施例的结构示意图。本实施例的船闸闸室预应力止水结构，包括埋设在相邻两个闸室结构段10内的预应力钢绞线30和填充在该相邻两个闸室结构段10之间的结构缝内的止水材料20，预应力钢绞线30用于对相邻的两个闸室结构段10施加使结构缝的宽度减小的预张拉力作用，从而对止水材料20施加密封压力。
31.进一步，闸室结构段10包括分别位于两侧的闸室侧墙11，两个闸室侧墙11的下方设有闸室底板12，两个闸室侧墙11和闸室底板12之间形成闸室通道13。如图1所示，本实施例预埋在闸室侧墙11内的预应力钢绞线30靠近闸室通道13设置并间隔分布，具体的，闸室侧墙11内的预应力钢绞线30沿着该闸室侧墙11面向闸室通道13的一侧侧面等间距分布。本实施例的预埋在闸室底板12内的预应力钢绞线30靠近闸室通道13设置并间隔分布，具体的，闸室底板12内的预应力钢绞线30沿着该闸室底板12的顶面分布。具体的，本实施例的闸室侧墙11内还设有船闸廊道15，预应力钢绞线30的两端分别设有垫盘及螺母31。
32.进一步，如图3所示，本实施例的止水材料20包括分别设置在结构缝14的两侧壁上的遇水膨胀止水胶21，两侧的遇水膨胀止水胶21之间设有止水填料22。遇水膨胀止水胶21雨水后膨胀，从而增大对止水填料22的挤压力，提高密封效果。
33.本实施例的船闸闸室预应力止水结构，通过在相邻的两个闸室结构段之间预埋设置预应力钢绞线，如此，当该两个闸室结构段浇注完成后，在该两个闸室结构段之间的结构缝内填充止水材料，而且张拉预应力钢绞线，使预应力钢绞线的张拉力作用在闸室结构段上，对两个闸室结构段施加使结构缝宽度减小的张拉作用，该张拉作用部分作用到止水材料上，对止水材料施加密封压力，从而能够有效提高止水效果；另外，通过在相邻的闸室结构段之间预埋设置预应力钢绞线，还可增加该相邻的闸室结构段之间的连接刚性，当发生地质沉降时，由于预应力钢绞线的张拉作用，可使两个闸室结构段在最大程度上出现均匀沉降，避免两个闸室结构段在结构缝位置处出现较大的错位，同时也可有效地防止止水结构失效，提高止水结构的可靠性。
34.本实施例还提出了一种船闸闸室预应力止水结构的施工方法，包括如下步骤：
35.1)浇注：在浇注闸室结构段10前，在相邻的两个闸室结构段10之间预埋预应力钢绞线30；
36.2)填充：在相邻的两个闸室结构段10的结构缝14中填充止水材料20；
37.具体的，止水材料20包括分别设置在结构缝14的两侧壁上的遇水膨胀止水胶21，两侧的遇水膨胀止水胶21之间设有止水填料22；施工时，先在结构缝14的两侧壁上分别设置遇水膨胀止水胶21，而后再将止水填料填充在两侧的遇水膨胀止水胶21之间；
38.3)张拉：张拉预应力钢绞线20，使预应力钢绞线30对相邻的两个闸室结构段10施加使结构缝的宽度减小的张拉作用，从而使止水材料20受到设定的密封压力。
39.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。