選煤廠棧橋夾芯彩鋼墻面板以及施工縫的防水設計

薛彥磊

（國能神東煤炭集團有限責任公司，陜西 榆林 719315）

現如今，在我國采礦挖掘技術的不斷創新發展下，煤礦的數量也在逐年增加，致使我國礦產行業得到了較為充分的發展，而選煤廠棧橋結構的設計也隨著行業的進步發生著變化。棧橋是選煤廠輸煤工藝的主要通道，在結構的設計中，墻面板的防水設計是較為關鍵的，防水效果的好壞直接影響人員的安全，以及環境的污染。傳統的防水設計主要是利用單一鋁合金雙層墻板或者混凝土墻面板來實現的，雖然可以達到預期的目的，但是經過積年累月，在實際應用的過程中還是會存在一些應用的缺陷和問題。所以，面對這種情況，需要設計更加靈活的防水設計方案以及多功能的彩鋼墻面板，這樣可以更好地實現防水的效果。

夾芯彩鋼墻面板不同于普通防水墻面板的是，它本身不是雙層結構，而是厚度、剛度更強的多層結構，即為夾芯結構，這樣的設計可以更加完整地防止水源滲漏，同時也能有效陰隔風力的侵蝕。另外，彩鋼墻面防水設計內部通常是采用預制整裝的主結構以及多核心的輔助結構所構成的，對比于拼接縫式的建筑，防滲水和應對效果相對較好一些。而選煤廠的棧橋常年與水相接觸，所以，采用預制成型的彈性橡膠制品先將墻面板的防水設計整體結構實現密封，在此基礎上，在密封外處進行彩鋼墻面板的安裝，以此來確保整個結構的防水性和耐久性。因此，對選煤廠棧橋夾芯彩鋼墻面板的設計進行分析討論。在較為真實的背景之下，進行防水的情境設定，依據實際情況，對彩鋼墻面板進行優化設計，使其更加符合選煤廠棧橋的實際應用條件，以此來進一步增強整體的防水質量水平，優化整個防水體系，確保棧橋的防水效果。

1 選煤廠棧橋夾芯彩鋼墻面板的防水設計

1.1 棧橋夾芯彩鋼墻面板咬合防水節點的確定

在對選煤廠棧橋夾芯彩鋼墻面板的防水設計進行探究之前，需要先對鋼墻面板咬合防水節點進行確定。鋼墻面板咬合防水節點通常是代表墻面板與棧橋之間的連接最為密切的一個節點，在進行防水建設的過程中，需要先明確節點的具體的位置，以其為核心，向外擴散進行防水工程的設計與建設。以下為墻面板防水節點的設立標準，具體如表1 所示。

表1 面板防水節點的設立標準表

根據表1 中的數據信息，最終可以以及對應的標準，依據實際情況，進行面板防水節點的設立。當節點的實際標準完成設定之后，接下來，需要對作用范圍進行計算。利用專業設備獲取相關的數據信息，并且利用其計算面板防水節點的作用范圍，如下公式1 所示：

公式1 中：G 表示面板防水節點的實際作用范圍，χ 表示預制均衡水量，e 表示泛水系數，c 表示澆筑高度。通過以上計算，最終可以得出面板防水節點的實際作用范圍。在此基礎上，計算墻面板節點的咬合預應力，具體如下公式2 所示：

公式2 中：F 表示咬合預應力，h 表示側相作用范圍，s 表示防水燈壓區域，G 表示面板防水節點的實際作用范圍。根據以上計算，最終可以得出實際的咬合預應力。根據以上的計算，在合理的范圍之內，根據夾芯彩鋼墻面板的咬合預應力，對最終的選煤廠棧橋防水節點進行確定。

1.2 棧橋多向塔接防水結構設計

在完成棧橋夾芯彩鋼墻面板咬合防水節點的確定之后，接下來，需要對選煤廠棧橋的多向塔接結構進行優化設計。一般情況下，塔接的結構主要分為長向塔接、側向塔接。兩者相互作用，卻也各自獨立，具有一定的多變性。

先對棧橋的長向塔接進行設計。測量選煤廠棧橋的總長度，并利用獲取到的數據信息進行防水長度的計算，通過以上計算，最終可以得出實際的防水板在棧橋上實際需要使用的長度。在此基礎上，采用上瓦搭下瓦的建設模式，在棧橋的中心節點處安裝一個自攻螺絲，并將其固定在壓型鋼板的波峰的對應位置。當選煤廠棧橋的水量超出標準時，自攻螺絲就會從波峰鉆入，帶動防水體系中的檁條外露，此時，橡膠密封圈會將水量控制在固定的位置上，螺絲收緊后也會自動脹開，最終將棧橋的孔周壓緊密實，以此來確保水量的不外流。完成外部設置以后，進行多向塔接防水結構的設計，也就是棧橋兩側側向搭接的設計與建設。這部分的關鍵環節是接入口和咬合。側向塔接較為注重的是接入口的波峰以及咬合的檁條位置。所以，需要先對接入口的實際導向距離進行計算，如下公式3 所示：

1.3 膩子復合凹槽縱向防水壓縮設計

在完成棧橋多向塔接防水結構的設計之后，接下來，進行膩子復合凹槽縱向防水壓縮的設計。尤其是在防水工程的設計之中，膩子復合凹槽的作用更是十分顯著。可以先通過安裝防水密封膠條來將排水凹槽進行固定，并利用橡膠對位置進行定位，以此來防止發生偏移或者錯位的情況發生。

設置可限制側向變形范圍，在這個范圍之中，隨著密封膠條的彈力來更改排水量。以拼裝的形式來穩定凹槽接縫的張開量，以此來避免膠條受到水源的反復侵蝕，使整個結構達到對應的防水基礎要求。依據比例設計對基礎防水凹槽進行優化改善，并在此基礎上，以棧橋的水平面、垂直面為橫縱坐標，進行縱向防水壓縮百分比的計算，具體如下公式4 所示：

1.4 棧橋內側底板調整縫的處理

在完成膩子復合凹槽縱向防水壓縮的設計之后，接下來，進行棧橋內側底板調整縫的應變處理。調整縫在選煤廠棧橋的防水設計工程中具有十分重要的意義，對于最終防水效果會產生間接地影響。一般的防水建設工程中，都會依據實際情況，進行調整縫的設計。主要是因為，設計初期只能對極限的放水量進行預估，但是在實際應用的過程中是很容易造成突發現象的，往往會對防水設計造成極為嚴重的損害，有的甚至會將棧橋沖垮，而當面對這種情況時候，便可以通過打開調整縫來將水源作出分流的導向，減輕主防水結構的得壓力，以此來確保棧橋防水工程的穩定與安全。具體如圖1 所示。

圖1 棧橋防水調整縫

根據圖1 中調整縫的觀察，可以了解到其外形的特征。當夾芯彩鋼墻面板與棧橋之間的距離為10cm 時，該部位的防水縫大致可以設定在20mm 左右，當距離為15cm 時，調整縫可以調整為35mm 左右。在墻面板的外側可以采用大直徑約為25mmPE 的棒填縫，并利用密封橡膠壓實，最終形成4 道防水信道，通過調整作用角度，來最終實現內側底部調整縫的處理設計。

1.5 裝配式豎向接縫排水構造的設計

在完成棧橋內側底部調整縫的處理之后，接下來，對裝配式豎向接縫防排水構造進行設計。選煤廠棧橋的防水工程通常較大，所以單一的排水接縫模式是無法滿足其要求的，需要依據實際的情況，設計裝配式的豎向接縫排水構造。

豎向接縫是通過墻體內外兩側的密封膠設置，最終形成的內部空腔范圍所構成的，一般處于水平縫與十字縫的上端，同時也設置相應的排水、導水裝置，作為防水排水的引導。需要在水平以及十字接縫的基礎上，計算豎向接縫的深度，如下公式5所示：

公式5 中：R 表示豎向接縫的深度，ψ 表示滲漏排口直徑，u 表示裝配側向作用距離，通過以上計算，最終可以得出實際的豎向接縫深度。在相應深度之上安裝導水管及時排水，陰斷棧橋外部的水繼續向內發展，確保裝配防水結構內部的穩定與安全。此外，兩側也需要安裝對應數量的水管、導管，形成裝配式的排水結構，連通接縫以及空腔內部的大氣，使橋體之間的內外氣壓維持相對平衡的狀態。最終，采用大隔層的分離間隔方式，在棧橋的底部設置兩個排水孔，使其與防水節點相對應，將接縫排放遺漏的水進一步限制在兩個裝配水管道之間，便于后續排放處理。

1.6 移位控制法實現夾芯彩鋼墻面板的防水設計

在完成裝配式豎向接縫排水構造的設計之后，接下來，通過移位控制法來最終實現夾芯彩鋼墻面板的防水設計。首先，需要對棧橋的移位趨勢進行測量，并計算對應的移位跨度，具體如下公式6 所示：

公式6 中：M表示移位跨度，κ 表示膨脹系數，V 表示初始移位距離，N 表示極限承受應力。通過以上計算，最終可以得出實際的移位跨度。依據此距離，對墻面板的防水結構以及棧橋的距離節點進行更改控制。這部分主要依據水量的變化來確定控制目標的，水量過大，控制的目標就會相應地提升，反之，如果，水量過小，控制的目標就會相應地降低，控制范圍也會縮小。所以，移位控制法在墻面板防水設計的工程建設之中，是一個靈活應變結構的存在，一定程度上可以更改整個防水體系結構，以此來應對時刻變化的水位以及水量，最大程度上確保選煤廠棧橋的防水質量，而這種混合式的防水模式也有利于提高我國整體的防水設計水平。

2 防水設計實例分析

2.1 Q 選煤廠棧橋墻面板防水現狀簡述

本次主要是對Q 選煤廠棧橋夾芯彩鋼墻面板的防水設計進行研究分析。通過觀察可以了解到Q 選煤廠棧橋設計建設的主要結構采用的是鋼屋架金屬結構，并且外側和底部加置了相應的夾芯彩鋼墻面板，這是一種較強的防水設計，以此來避免棧橋的水源滲透。

但需要注意的是，Q 選煤廠棧橋的墻面板雖然可以起到防水的作用，可通過測量觀察發現，還是具有一定問題的，導致使用現狀糟糕。其一是墻面板自身的導熱系數大。當外界的溫度較高時，棧橋上的墻面板會發生收縮變形的狀況，很容易導致防水接口出現極大位移，進而留下漏水的隱患。其二是波高較低的板型，在連雨季節會產生大量的積水，造成選煤廠房屋以及應用棧橋的大量漏水。其三是使用年限較長，墻面板的固定零件以及密封橡膠的老化。以上均是導致Q 選煤廠棧橋墻面板防水現狀的重要影響因素，極大地降低了夾芯彩鋼墻面板的防水質量水平。

2.2 Q 選煤廠防水應用實例分析

根據以上對Q 選煤廠棧橋墻面板防水現狀的分析研究，接下來，進行具體地實例分析。首先，利用專業的測量設備，對Q選煤廠棧橋防水墻面板的相關數據信息進行采集整合。并計算對應的墻面板的極限防水面積，如下公式7 所示：

公式7 中：H 表示墻面板的極限防水面積，β 表示側向塔接范圍，d 表示固定防水深度，a 表示允許出現的最大誤差。通過以上計算，最終可以得出實際的墻面板的極限防水面積。在這個面積范圍之內，進行夾芯彩鋼墻面板在棧橋側向塔接中的應用。

根據夾芯彩鋼墻面板在棧橋側向塔接中的應用結構，結合上方所計算的極限防水面積，進行防水測試，在不同的塔接范圍之內，共分為4 組進行分析，最終可以得出實例分析的結果，對其進行分析討論，具體如表2 所示。

表2 Q 選煤廠防水實例分析結果表

根據表2 中的數據信息，可以得出最終的結論：在不同的棧橋塔接高度情況下，最終所得出的防水壓縮率均在90%以上，表明本文所設計的夾芯彩鋼墻面板的防水設計效果相對較好，并且在實際應用的過程中更加可靠，具有較強的嚴謹性和科學性。

3 結論

綜上所述，是對選煤廠棧橋夾芯彩鋼墻面板的防水設計的分析與研究。對比于傳統墻面板的防水設計，本文所設計的方法更加靈活多變，并且具有更加全面的防水效果，防滲透的作用也相對較強。此外，新型的防水墻面板在實際應用的過程中不受環境和用法的局限，一定程度上也擴大了其應用范圍，在選煤廠棧橋的底部、側方、沖刷部分均可以使用，進一步增強了墻面板的防水效果，從整體上提升了夾芯彩鋼墻面板的防水質量。