止水带检测标准


中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准

(DL/T 5215-2005)

水 工 建 筑 物 止 水 带 技 术 规 范
Specification for waterstop of hydraulic structure
2005-02-14发布                          2005-06-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会  发布
1.范围
本标准适用于水电水利枢纽中1、2、3级和坝高70m以上的4、5级混凝土拱坝、重力坝、面板坝及溢洪道、厂房、水闸、隧洞、渡槽等工程,其他混凝土坝、面板坝及永久水工建筑物可参照使用。对于坝高200m以上的混凝土面板堆石坝或有特殊要求的混凝土坝、面板堆石坝及其他水工建筑物,其止水带型式、尺寸、材质和施工,应进行专门研究。
条文说明:对于各类水工建筑物的接缝止水可以用止水承受的外界作用来统一。首先是水压力和接缝位移,其次还有外界环境作用,如干湿交替、冻融循环、高低温、紫外线辐射等。
2.规范性引用文件(略)
3.术语和定义
3.0.1止水带(waterstop):用于建筑物接缝止水的定型止水材料,材质上可以是天然橡胶、合成橡胶、聚氯乙烯(PVC)、铜和不锈钢材料。
3.0.2平板型止水带(flat waterstop):中部为平板的止水带。
3.0.3变形型止水带(waterstop with central deformation part):能够适应接缝变形的止水带,有可分为封闭型(中心孔等)和开敞型(中心变形体不封口)两种,开敞型包括W型、F型、Ω型、波形止水带等。
条文说明:中部变形型止水带的中部设有几何形状可伸缩的部分,用于吸收接缝位移,减少由于接缝位移对止水带的作用。中部变形型式可根据接缝位移选择。波形止水带是根据面板堆石坝周边缝的大变形特点提出的,它安装在接缝表面,其波数和波尺寸可以根据接缝位移的大小设计。
3.0.4翼板(Wing):止水带两端浇筑在混凝土中或安装在混凝土表面上起固定作用的部分。
3.0.5止水带的几何可伸展长度(geometric stretchable length of waterstop):中心变形部位的几何可伸展长度(把中部几何可伸缩部分展平,伸出的长度就是几何可伸展长度)。
3.0.6止水带肋(ribs of waterstop):为延长渗径、加强锚固,在橡胶止水带、PVC止水带的翼板设置的凸起部分。
3.0.7复合型止水带(composite of waterstop):将密封止水材料复合在止水带上,构成的抗绕渗能力更强的止水带。
3.0.8接缝位移矢径长(vector length of joint displacement):接缝三向变位的矢量和。
3.0.9尺寸效应:长止水带强度与标准小试片强度不同的现象,它实际反映的是双向受力和单向受力对材料强度的影响。长橡胶板的拉伸强度与标准试片的拉伸强度之比约为0.5。长铜带的强度高于小试片的强度
3.0.10蠕变效应:反映长期受力对材料强度的影响。天然橡胶的长期受力强度与短时受力强度之比约为0.3;对软铜材料,长期受力强度与短时受力强度之比约为0.9。
4.总则
4.0.2本标准中的止水带是指橡胶止水带、塑料止水带、铜止水带、不锈钢止水带。
其他略。
条文说明:止水可靠的含义是在水压力、接缝位移、外界环境作用下,接缝不漏水。
5.止水带的型式、尺寸和材质
5.1一般规定
5.1.1止水带型式和尺寸的确定应考虑下列因素:
1 由接缝变位及缝内水压力引起的最大可能应力应小于材料的设计强度。设计强度的取值应考虑尺寸效应、蠕变等因素的影响。
2 在水压力和接缝位移作用下,止水带应不发生绕渗或尽量避免发生绕渗。
条文说明:在无接缝位移时,H2-861止水带出现绕渗的水压力约为1MPa,埋深20cm的铜止水带绕渗水压力约为1.5MPa。
3 应考虑水质对止水带侵蚀的影响。
条文说明:
紫铜片在10%NaOH、3%NaCl溶液和地下水中的腐蚀率

溶      液 腐    蚀    率
10%NaOH 2.3×10-2mm/年
3%NaCl 2.2×10-2mm/年
地下水(井水) 2.0×10-2mm/年

4 应考虑制造工艺和施工的影响,钢筋混凝土结构中的止水带应考虑钢筋布置的影响。
条文说明:一般橡胶止水带的接头强度与母材强度之比可达0.5-0.7,PVC止水带可达约0.8,铜止水带为0.7-0.8。
止水带接头强度试验结构(中科院)

材质 接头
方法
母材强度
MPa
接头强度
MPa
接头强度/母材强度
%
铜止水 铜焊一遍 225 165 73.3
铜焊两遍 225 186 82.7
橡胶止水带 硫化接头仪 21.1 16.7 79.1

5 宜选择定型产品。
5.1.2施工缝可采用平板型止水带。变形缝的止水带可伸展长度应大于接缝位移矢径长。止水带的翼板长度和是否采用复合型止水带,应根据抗绕渗要求确定。
条文说明:对于橡胶或塑料止水带,当止水带可伸展长度大于接缝位移矢径长时,接缝位移引起的应力很小。但对于铜止水带这一要求还不够,比如,36mm的接缝剪切位移,就可能使鼻子高、宽分别为30mm、20mm的铜止水带发生破坏。因此应考虑接缝剪切位移的影响,考虑方法见附录B。止水带的翼板型式和长度应确保止水带不发生绕渗。试验研究表明,在铜止水带翼板上复合密封止水材料可将发生绕渗时的水压力由1.5 MPa提高到2.5 MPa以上;对于橡胶或塑料止水带,则可由1.0 MPa提高到1.6 MPa。
5.1.3当运行期环境温度较低时(条文说明:通常当温度低至6℃时,PVC就会变脆,承受接缝拉伸时容易发生断裂),不宜采用PVC止水带。当止水带在运行期暴露于大气、阳光下时,应选用抗老化性能强的合成橡胶止水带、铜或不锈钢止水带。采用多道止水带止水并有抗震要求时,宜选用不同材质的止水带。
条文说明:
各种止水材料性能对照表

止水材料 优点 缺点
三元乙丙橡胶 抗老化性能好 强度低
天然橡胶 强度较高 抗老化特别是抗紫外线照射性能较差
铜止水带 强度高 延伸率差
不锈钢止水带 强度高 延伸率差

5.1.4开敞型止水带的开口朝向宜考虑结构受力和施工的影响。
条文说明:当开敞型止水带的开口朝向下游时,鼻子在水压力作用下易翻转。对于铜止水带,鼻子翻转可能导致止水带破坏。因此开敞型止水带开口朝向上游布置,止水带不宜破坏。但这样的缺点是,施工废渣容易进入鼻腔,应注意防护。
5.1.5止水带接头的位置应避开接缝剪切位移大的部位。
5.1.6止水带离混凝土表面的距离宜为20cm~50cm,特殊情况下可适当减小。
5.1.7止水带埋入基岩内的深度可为30cm~50cm,必要时可插锚筋。止水带距基岩槽壁不得小于10cm。
5.2橡胶和塑料止水带
5.2.1橡胶和PVC止水带的厚度宜为6mm~12mm。当水压力和接缝位移较大时,应在止水带下设支撑体。
5.2.2橡胶止水带的物理力学性能应满足表5.2.2-1的要求,PVC止水带的物理力学性能应满足表5.2.2-2的要求.
5.2.3橡胶或PVC止水带嵌入混凝土中的宽度一般为120mm~260mm。中心变形型止水带一侧应有不少于2个止水带肋,肋高、肋宽不宜小于止水带的厚度。
条文说明:止水带嵌入混凝土中长度与其抗绕渗性能有关。止水带在混凝土中的锚固强度和抗绕渗水压力与止水带宽度和翼板肋筋型式有关,同时与止水带的材质硬度和止水带与混凝土的粘结强度有关。目前橡胶和塑料止水带,肋高、肋宽偏。蕴岣呖谷粕焕窈笾顾男褪缴杓聘骱侠,这里提出止水带的肋高、肋宽宜不小于止水带厚度的要求。
5.2.4作用水头高于100m时宜采用复合型止水带,复合用密封材料及复合性能应满足表5.2.4的要求。
5.3铜止水带和不锈钢止水带
5.3.1铜止水带的厚度宜为0.8mm~1.2mm。
5.3.2当剪切位移较大时,铜止水带断面尺寸的确定遵照附录B的方法。
5.3.3作用水头高于140m时宜采用复合型铜止水带,其复合用材料及复合性能应满足表5.2.4的要求。
5.3.4使用铜带材加工止水带时,抗拉强度应不小于205MPa,伸长率应不小于20%,铜止水带的化学成分和物理力学性能应满足GB/T2059的规定。
5.3.5不锈钢止水带的拉伸强度应不小于205MPa,伸长率应不小于35%,其化学成分和物理力学性能须满足GB 3280的要求。不锈钢止水带的厚度、断面尺寸、复合型式可参照铜止水带的规定。
表5.2.2-1  橡胶止水带物理力学性能

序号 项      目 单位 指    标
B S J
1 硬度(邵尔A) 60±5 60±5 60±5
2 拉伸强度 MPa ≥15 ≥12 ≥10
3 扯断伸长率 % ≥380 ≥380 ≥300
4 压缩永久变形 70℃×24h % ≤35 ≤35 ≤35
23℃×168h % ≤20 ≤20 ≤20
5 撕裂强度 KN/m ≥30 ≥25 ≥25
6 脆性温度 ≤-45 ≤-40 ≤-40
7 热空气老化 70℃×168h 硬度变化(邵尔A) ≤+8 ≤+8
拉伸强度 MPa ≥12 ≥10
扯断伸长率 % ≥300 ≥300
100℃×168h 硬度变化(邵尔A) ≤+8
拉伸强度 MPa ≥9
扯断伸长率 % ≥250
8 臭氧老化50pphm:20%,48h 2级 2级 0级
9 橡胶与金属黏合 断面在弹性体内
注1:B为适用于变形缝的止水带,S为适用于施工缝的止水带,J为适用于有特殊耐老化要求接缝的止水带。
注2:橡胶与金属黏合项仅适用于具有钢边的止水带。
注3:若对止水带防霉性能有要求时,应考虑霉菌试验,且其防霉性能应等于或高于2级。
注4:试验方法按照GB1817 3.2的要求执行。

表5.2.2-2  PVC止水带物理力学性能

项目 单位 指标 试验方法
拉伸强度 MPa ≥14 GB/T 1040Ⅱ型试件
扯断伸长率 % ≥300
硬度(邵尔A) ≥65 GB 2411
低温弯折 ≤-20 GB 18173.1
试片厚度采用2mm
热空气老化
70℃×168h
拉伸强度 MPa ≥12 GB/T 1040Ⅱ型试件
扯断伸长率 % ≥280
耐碱性10%
Ca(OH)2常温,
(23±2) ℃×168h
拉伸强度 % ≥80 GB/T 1690
扯断伸长率保持率 % ≥80

表5.2.4复合密封止水材料物理力学性能及复合性能

序号 项    目 单位 指标 试验方法
1 浸泡质量损失率
常温×3600h
% ≤2 DL/T 949
饱和Ca(OH)2溶液 % ≤2
10%NaCl溶液 % ≤2
2 拉伸粘结
性能
常温、干燥 断裂伸长率 ≥300 GB/T 1347 7.8
粘结性能 % 不破坏
常温、浸泡 断裂伸长率 ≥300
粘结性能 % 不破坏
低温、干燥 断裂伸长率 ≥200
粘结性能 % 不破坏
300次冻融循环 断裂伸长率 ≥300 DL/T 949
粘结性能 % 不破坏
3 流淌值(下垂度) mm ≤2 GB/T 1347 7.6
4 施工度(针入度) 1/10mm ≥70 GB/T 4509
5 密度 g/cm3 ≥1.15 GB 1033
6 复合剥离强度(常温) N/cm >10 对于橡胶、塑料止水带采用GB/T 2791,对于金属止水带采用GB/T 2790
注1:常温指(23±2) ℃。
注2:低温指(-20±2) ℃.
注3:气温温和地区可以不做低温试验、冻融循环试验。

6.止水带的施工
6.1现场制作和接头
6.1.1铜止水带宜采用带材在现场加工,以减少接头。加工模具、加工工艺方法应确保尺寸准确和止水带不被破坏。
条文说明:在金属止水带的成型过程中,加工硬化和加工残余应力是使金属片破坏的重要原因。特别是加工形状复杂的部件,如T型接头和、十字接头,更容易使金属片破坏。制定加工工艺时,可采取分级模压、加温的方法减少加工硬化和加工残余应力的影响,必要时可退火消除残余应力。
6.1.2橡胶止水带接头宜采用硫化连接,PVC止水带接头宜采用焊接连接。
条文说明:本标准不推荐采用粘结剂接头方法,因为其粘结强度低,耐老化性能差,随时间容易变硬、变脆。采用硫化、焊接方法时,止水带的接头质量与硫化、焊接工具、模具、焊接工艺等因素有关。
6.1.3铜止水带的接头焊接宜采用搭接或对接在双面进行,搭接长度应大于20mm。双面焊接实施困难时,应采用单面焊接两遍进行。焊接应采用黄铜焊条。
条文说明:铜止水带常采用黄铜焊条搭接焊接,但应注意减小搭接缝隙,确保搭接质量。无法实施双面焊接时,应在单面焊接两遍。采用单面对焊、焊接两遍的方法简单易行,质量易于保证,但应确保茬口整齐,不留或少留孔隙。试验表明采用单面对焊、焊接两遍的方法,铜片焊缝在连续50次冷弯0°-6°后,焊缝表面没有裂纹出现。
6.1.4止水带的接头强度与母材强度之比应满足如下要求:橡胶止水带不小于0.6,PVC止水带不小于0.8,铜止水带不小于0.7。
6.1.5止水带的T型接头、十字接头、宜在工厂整体加工成型。
6.1.6异种材料止水带的连接可采用搭接,并用螺栓固定或其他方法固定。搭接面应确保不漏水。用螺栓固定时,搭接面之间应夹填密封止水材料。
6.2安装、保护和基础连接
6.2.1止水带的安装应符合设计要求,止水带的中心变形部分安装误差应小于5mm。
6.2.2施工中应封闭开敞型止水带的开口,防止杂物填塞开口。
条文说明:开口向上的止水带须采取封闭措施。东深渡槽施工时,曾用透明宽胶带对橡胶止水带向上的开口进行封闭,实践证明是切实可行的。
6.2.3采用紧固件固定止水带时,紧固件必须密闭、可靠,宜将紧固件浇筑在混凝土中。采用螺栓固定止水带时,宜用锚固剂回填螺栓孔(条文说明:防止螺栓孔内进水,发生冻胀破坏。膨胀螺栓耐久性不好,易于生锈,抗冻性差)。紧固件应采取防锈措施。
6.2.4止水带周围的混凝土施工时,应防止止水带移位、损坏、撕裂或扭曲。止水带水平铺设时,应确保止水带下部的混凝土振捣密实(条文说明:止水带周围的混凝土是否密实直接关系到止水带的止水效果)。
6.2.5橡胶和PVC止水带在运输、储存和施工过程中,应防止日光直晒、雨雪浸淋,并不得与油脂、酸、碱等物质接触。
条文说明:长时间阳光照射会使天然橡胶和PVC止水带老化、变质。在施工期间,这一问题可以通过对这些止水带进行覆盖予以解决,如采用不透光的塑料袋包裹。不透光的塑料袋捆扎、包裹不仅可以解决光线照射引起的老化问题,还可以防止止水带表面被污染,对保持止水带的抗绕渗能力很有好处。施工中应保护塑料袋不被破坏,已经破坏的应及时更换。
6.2.6对于部分暴露在外的止水带 ,应采取措施进行保护,防止破坏。
条文说明:对于铜止水带、不锈钢止水带,可以对暴露的止水带部分采用架立模板、方木的方法进行保护。对于橡胶、塑料止水带,见6.2.5条。
6.2.7采用复合型止水带时,应对复合的密封止水材料进行保护。对于在现场复合的止水带,应尽快浇筑混凝土。
6.3质量检查和验收
6.3.1橡胶或PVC止水带表面不允许有开裂、缺胶、海绵状等影响使用的缺陷,中心孔偏心不允许超过管状断面厚度的1/3。止水带表面允许有深度不大于2mm、面积不大于16mm2的凹痕、气泡、杂质、明疤等缺陷,每延米不超过4处。
6.3.2止水带应有产品合格证和施工工艺文件,现场抽样检查每批不得少于一次。
6.3.3应对止水带各工种施工人员进行培训。
6.3.4应对止水带的安装位置、紧固密封情况、接头连接情况、止水带的完好情况进行检查。
附    录    A
止水带型式及几何可伸展长度(L0
A.1  平板型止水带:L0=0
A.2  中心孔型止水带:L0=r(л-2)
A.3  中心开敞型止水带:L0=2h-0.43d
A.4  波形止水带:L0=8r(л-2)
A.5  W型金属止水带:L0=2h-0.43d
A.6  F型金属止水带:L0=2h-0.43d
A.7  Ω型止水带:L0=r(л-2)
附    录    B
铜止水带的断面尺寸核算方法
B.1  范  围
本附录适用于接缝剪切位移大于12mm的铜止水带断面尺寸:。附表B.1的结果是根据伸长率为30%、极限拉伸强度为205MPa的软铜得到的。
B.2  术  语
B.2.1  等效应力(бe) equivalent stress
бe=√{(б122+(б232+(б312}/√2
      式中:б1、б2、б3—主应力
B.2.2  应力水平  stress levels
等于等效应力与止水带标准试片强度之比。标准试片强度按GB 2059确定。
B.2.3  铜止水鼻子直立段高度(H) straight height of loop part of copper waterstop
与附录A中金属止水带鼻子高(h)的关系是:H=h-d/2。
B.3  方  法
根据铜止水带的鼻子尺寸、接缝剪切位移值,通过内差由附表B.1查出应力水平。应力水平值宜小于0.74.
表B.1  铜止水带在不同接缝剪切位移时的应力水平

序号 H/d d
mm
t
mm
H
mm
Ln
mm
接缝剪切位移
12mm 24mm 36mm 48mm 60mm
1 1.5 20 1.0 30 71 0.702 0.876 破坏 破坏 破坏
2 1.5 30 1.2 45 107 0.624 0.834 0.924 0.969 破坏
3 2.5 20 1.0 50 111 0.627 0.800 0.882 0.968 破坏
4 2.5 30 1.2 75 167 0.426 0.763 0.863 0.849 0.880
5 3.5 20 1.2 70 151 0.498 0.784 0.770 0.860 0.899
6 3.5 30 1.0 105 227 0.412 0.649 0.764 0.791 0.928
7 4.5 20 1.2 90 191 0.421 0.649 0.764 0.791 0.928
8 4.5 30 1.0 135 287 0.299 0.533 0.538 0.653 0.678
注:H——铜止水带鼻子直立段高度;
d——铜止水带鼻子的宽度;
t——铜止水带的厚度;
Ln——铜止水带鼻子的展开长度,Ln=2H+d(л/2-1)

水工混凝土施工规范(DL/T 5144-2001)中相关要求
10.2.1止水带(片)连接与安装
1 铜止水片应平整,表面的浮皮、锈污、油渍均应清除干净,如有砂眼、钉孔、裂纹应予补焊。
2 铜止水片的现场接长宜用搭接焊接。搭接长度应不小于2cm,且应双面焊接(包括“鼻子”部分)。经试验能够保证质量亦可采用对接焊接,但均不得采用手工电弧焊。
条文说明:铜止水片的止水,除埋设质量外,还应确保接头连接质量。现场连接铜止水片的方法有搭接、对接等,经过调查和比较推荐搭接双面氧焊。通过试验,接头处经过高温烧烤、熔化,材质发生了变化(变硬、变脆),抗拉时断口均在接头两侧一定的范围内,所以规定搭接宽度应大于20mm,这是最低限制。
在工厂加工接头,推荐钨极氩弧焊。
如能保证接头焊接质量,也可采用对接焊接,但禁止采用手工电弧焊。
3 焊接接头表面应光滑、无砂眼或裂纹,不渗水。在工厂加工的接头应抽查,抽查数量不少于接头总数的20%。在现场焊接的接头,应逐个进行外观和渗透检查合格。
4 铜止水片安装应准确、牢固,其鼻子中心线与接缝中心线偏差为±5mm。定位后应在鼻子空腔内满填塑性材料。
5 不得使用变形、裂纹和撕裂的聚氯乙烯(PVC)或橡胶止水带。
6 橡胶止水带连接宜采用硫化热粘结;PVC止水带的连接,按厂家要求进行,可采用热粘结(搭接长度不小于10cm)。接头应逐个进行检查,不得有气泡、夹渣或假焊。
7 对止水片(带)接头必要时进行强度检查,抗拉强度不应低于母材强度的75%。
8 铜止水片与PVC止水带接头,宜采用螺栓栓接法(俗称塑料包紫铜),栓接长度不宜小于35cm。
9 止水带安装应由模板加紧定位,支撑牢固。
10 水平止水片(带)上或下50cm范围内不宜设置水平施工缝。如无法避免,应采取措施将止水片(带)埋入或留出。
10.2.2止水基座施工
1 接缝止水基座,应按设计要求的尺寸挖槽,并按建基面要求清除松动岩块的浮渣,冲洗干净。基座混凝土必须振捣密实,混凝土抗压强度达10MPa后,方可浇筑上部混凝土(混凝土抗压强度达2.5MPa后可开始下道工序准备工作)。
2 坝基止水槽、止水堤(。┗。Π唇ɑ嬉笱槭蘸细。在混凝土面上应刷隔离剂,但不得污染其他部位。
10.2.3沥青止水井制作和安装
1 沥青止水井(简称沥青井)内所有沥青和沥青混合物(简称填料)的配合比应按设计要求通过试验确定。同一口沥青井内填料的材料和配合比应一致。
条文说明:沥青井内填料性能与井深、坝址区气温、运行温度、接缝变形状况等均有关,还与混凝土的黏结强度以及填料本身的耐久性等有关,所以要求对材料、填料配合比进行试验。当采用代用材料时,配合和的填料的性能应满足设计要求。
对于井内填料,不但要求同一井内填料材料和配合比一致,以后加灌、补充的填料也应一致。
2 宜采用预制的止水沥青(填料)柱。
条文说明:预制的沥青井止水填料柱,可以减少对环境的污染和避免烫伤,也可减轻工人劳动强度,应推荐。
3 采用预留沥青井时,应做到:
  1)混凝土预制井壁内、外面应是粗糙面,并保持干燥清洁,各节点处应座浆严密;
  2)电热元件(或蒸汽管道)的位置应埋设准确,固定牢靠,逐段灌注填料。
4 沥青井全部形成后,沥青填料应通电(或蒸汽)加热熔化一次,再加满填料,井口加盖,并详细记录各项资料。