一体化预制泵站的防水性能测试方法有哪些

一、一体化预制泵站防水性能的重要性

一体化预制泵站作为城市排水系统、污水处理工程中的核心设备，其运行环境常年与水介质接触，且多安装于地下或潮湿环境中。防水性能直接关系到设备的使用寿命、运行稳定性及周边环境安全。若防水失效，可能导致地下水渗入泵站内部，引发电气系统短路、设备锈蚀、混凝土结构开裂等问题，甚至造成泵站瘫痪，影响城市排水功能。因此，建立科学完善的防水性能测试方法，是确保预制泵站质量的关键环节。

二、防水性能测试的基础标准与规范

目前，一体化预制泵站的防水性能测试需遵循多项国家及行业标准，主要包括：

1. GB/T 50108-2019《地下工程防水技术规范》：明确了地下结构防水等级、材料性能及测试方法，适用于泵站混凝土井筒、接缝等部位的防水要求。
2. CJ/T 409-2012《一体化预制泵站》：针对预制泵站的整体密封性能、井筒防水等级（通常要求不低于IP68）及测试流程作出具体规定。
3. GB/T 2423.37-2006《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验L：沙尘试验》：辅助验证泵站在多介质环境下的密封可靠性。
4. ASTM D5385-14《Standard Test Method for Water Penetration Resistance of Seam Seals Used in Commercial Waterproofing Membranes》：用于评估泵站接缝密封材料的抗渗性能。

三、主要防水性能测试方法

（一）外观质量与材料防水性能测试

1. 材料防水性能预处理测试

   • 防水材料耐候性测试：对泵站所用的密封胶、防水涂料、防水卷材等材料，进行高低温循环（-30℃~70℃）、紫外线老化（UVB-313灯管，辐照度0.71W/m²，持续168h）及化学介质浸泡（pH=4~9的模拟地下水溶液，浸泡30d）处理，测试材料的拉伸强度、断裂伸长率及粘结强度变化率，确保材料在恶劣环境下的稳定性。
   • 混凝土抗渗等级测试：依据GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，采用逐级加压法（起始压力0.2MPa，每8h增加0.1MPa）测定泵站井筒混凝土的抗渗等级，要求不低于P6级（即6h内不透水）。

2. 外观结构密封性检查

   • 肉眼直观检查：重点观察混凝土井筒表面是否存在裂缝（宽度＞0.2mm为不合格）、蜂窝麻面，接缝处密封胶是否连续饱满、无气泡或剥离，法兰连接面是否平整、螺栓紧固是否均匀。
   • 尺寸偏差与平整度测试：使用激光测径仪测量井筒直径偏差（允许±5mm），用2m靠尺检查法兰面平整度（偏差≤1mm/m），避免因结构不平整导致的密封失效。

（二）整体密封性能测试

1. 静水压力试验（水密性测试）

   • 测试原理：通过对泵站井筒施加持续水压，模拟地下水或雨水渗透压力，检测整体结构及接缝的密封性能。
   • 测试步骤：
     1. 将预制泵站井筒竖直固定，关闭所有进出水口，仅保留顶部排气阀；
     2. 向井筒内注入清水至设计水位（通常为井筒高度的2/3），记录初始水位；
     3. 关闭排气阀，通过加压泵向内部施加压力至0.1MPa（相当于10m水头压力），保压24h；
     4. 期间每2h记录一次水位下降值，若24h内水位下降量＜5mm，且外部无渗漏痕迹，判定为合格。

2. 气密性测试（辅助验证）

   • 测试场景：适用于对密封性能要求极高的泵站（如含易燃易爆气体的污水处理场景）。
   • 测试步骤：
     1. 封闭泵站所有开口，连接气压表和空压机；
     2. 向内部充入压缩空气至0.05MPa，关闭气源并保压1h；
     3. 若压力下降值≤0.005MPa/h，且用肥皂水涂抹接缝处无气泡产生，视为合格。

（三）接缝与连接部位专项防水测试

1. 接缝水压渗透测试

   • 测试对象：井筒分段连接缝、法兰接口、进出水管与井筒连接处等关键部位。
   • 测试方法：
     • 使用专用密封夹具对单个接缝施加局部水压（0.2MPa），持续30min，观察接缝内侧是否有水珠渗出；
     • 对法兰连接部位，采用“围压法”在外侧形成环形水腔，施加0.15MPa水压，保压1h后检查内侧密封性。

2. 螺栓连接密封性能测试

   • 测试重点：验证螺栓紧固力矩与密封垫压缩量的匹配性。
   • 测试步骤：
     1. 在法兰连接面安装压力传感器，按设计力矩（通常为40~60N·m）紧固螺栓；
     2. 施加0.1MPa水压后，监测密封垫压缩量变化（允许偏差±0.2mm），若压缩量无明显衰减（＜5%），则密封可靠。

（四）动态工况防水性能测试

1. 振动条件下防水测试

   • 测试目的：模拟泵站运行时水泵振动对防水结构的影响。
   • 测试方法：
     • 将泵站固定于振动试验台，设定振动参数（频率10~50Hz，加速度5m/s²，轴向+径向复合振动）；
     • 同时施加0.08MPa水压，持续振动2h后，检查接缝处是否出现渗漏或密封材料脱落。

2. 温度循环防水测试

   • 测试流程：
     1. 在-20℃环境下冷冻2h，随后在60℃热水中浸泡2h，形成温度冲击循环；
     2. 完成10次循环后，立即进行静水压力试验（0.1MPa，12h），验证材料因热胀冷缩导致的密封性能变化。

（五）长期防水性能验证测试

1. 加速老化-防水性能衰减测试

   • 测试方案：
     • 对泵站整体进行1000h综合环境老化试验（温度40℃、湿度95%、紫外线辐照360h）；
     • 每200h进行一次水密性测试，记录水压下降速率变化，要求老化后24h水位下降量仍≤8mm。

2. 埋地模拟防水测试

   • 测试场景：模拟泵站实际埋地环境（土壤类型：粉质黏土，埋深3m）。
   • 测试步骤：
     1. 在试验坑内铺设碎石层（厚300mm），将泵站埋入后回填土并夯实（压实系数0.93）；
     2. 向试验坑内注入地下水至埋深1/2处，持续观测3个月，监测井筒内侧湿度（要求≤60%RH）及结构沉降量（≤2mm/月）。

四、测试结果判定与不合格处理

1. 判定标准

   • 所有测试项目需满足设计文件及相关标准要求，其中关键指标（如水密性试验水位下降量、接缝渗漏情况）为“一票否决项”；
   • 材料性能测试中，若单项指标不合格，允许双倍取样复试，复试仍不合格则判定材料批次作废。

2. 不合格处理措施

   • 表面渗漏：对混凝土表面裂缝，采用环氧树脂灌浆（压力0.3MPa）修补；对密封胶脱落部位，清除旧胶后重新打胶（宽度≥10mm，厚度≥5mm）；
   • 结构渗透：若因接缝密封失效导致渗漏，需拆解连接部位，更换密封垫并重新按力矩紧固螺栓，再次进行水密性测试；
   • 材料性能不达标：追溯材料来源，更换符合标准的防水材料，并重新进行整体测试。

五、测试过程中的注意事项

1. 测试环境控制：水密性测试应在温度5℃~35℃、无强风的环境下进行，避免环境因素影响水位观测精度；
2. 安全防护：加压测试时，泵站周围需设置安全警示区，严禁非操作人员靠近，防止压力过大导致结构爆裂；
3. 数据记录与追溯：对每个测试环节的压力、时间、温度、水位等数据进行实时记录，形成《防水性能测试报告》，并附影像资料（如渗漏点照片、压力曲线等）存档；
4. 测试设备校准：压力表、水位计、扭矩扳手等仪器需定期（每年一次）经计量部门校准，确保测试数据准确可靠。

六、结语

一体化预制泵站的防水性能测试是一项系统性工程，需结合材料特性、结构设计、运行环境等多维度因素，通过“材料预处理-整体密封-专项验证-长期老化”的全流程测试，才能全面评估其防水可靠性。随着技术发展，未来将进一步引入智能化测试手段（如分布式光纤传感监测渗漏、BIM模型模拟防水失效风险），提升测试精度与效率，为预制泵站的安全稳定运行提供更坚实的保障。

在实际工程应用中，建议由第三方检测机构依据标准规范进行独立测试，确保结果客观公正，同时结合设备运行后的定期维护（如每年一次防水性能复查），形成“测试-评估-改进”的闭环管理体系，最大化延长泵站使用寿命。