淺析雨水管道損壞的原因與維護

【摘要】近年來，隨著我國經濟的發展，城市建設的規模越來越大，然而由于種種原因，我國很多城市的雨水管道存在著不同程度的損壞現象，給城市排水和地面交通與通訊帶來了后患，嚴重影響了城市的環境與市容。針對目前城市雨水管道存在的損壞現象，通過對市政雨水管道損壞情況的調查、分析，筆者根據我國的某一地區現狀，向大家簡要介紹幾種雨水管道的損壞及修復方法。

【關鍵詞】城市雨水管道 管道損壞 地面下沉 修復維護

城市排水管網是重要的基礎設施之一，被稱作城市的血脈。隨著國家對節能減排以及污水處理事業重視程度的提高，城市排水建設規模得到了空前的發展。但重建設、輕維護的情況卻普遍存在，科學、系統、周期性的維護機制還沒有形成。本文針對目前城市雨水管道存在的損壞現象，分析，提出了雨水管道的優化方案。

一、引起管道不均勻下沉的原因

1、管道不均勻下沉的原理分析

從調查情況分析， 損壞類型相對比較集中，接口流砂滲漏是造成路面下沉與溻陷的原因，下沉與塌陷主要集中在地下水位較高、地基穩定性較差的地區，特別是工程施工期間因回填而形成的地區。在這種特定的地質條件下實施開槽埋管無疑增加了施工作業的難度，要保證埋管的施工質量，將對施工技術的控制和管道接頭提出更高的要求。管道不均勻下沉的原因是多方面的。

2、管道不均勻下沉的原因

第一，溝槽開挖施工會對流砂層產生擾動，僅作一般的平整、夯實對控制流砂層的運動是不夠的，在管道上覆荷載的作用下，在某些薄弱區域將會產生相對較大的沉陷，導致管道接頭拉裂，而管內外壓力的不平衡又進一步加劇了對流砂層的擾動沖刷，直至地基及管道損壞和路面下沉。第二，溝槽回填后，拔樁引起的管溝地基的土層損失，嚴重松動了管道的地基，造成管道的不均勻下沉，促使接頭開裂。溝槽回填兩側不對稱產生較大的水平位移及管道間錯位，促使接頭開裂，發生塌陷。第三，外界打樁振動，擠壓使粉砂產生擾動、液化，土體結構被破壞，待超空隙水消散后，管道嚴重下沉， 接頭開裂。另外附近深基坑開挖，井點降水引起管道的不均勻沉降也會導致接頭的開裂或窨井的嚴重下降。第四，管道鋪設中， 因窨井的兩水平軸線與管道軸線斜交或截管等原因， 少量接頭使用磚砌與窨井連接， 砌體砌筑質量差， 造成窨井與管道的連接處嚴重漏水、流砂涌入， 致使窨井和附近管道嚴重下沉。第五，早期的管道接頭多為剛性設計，抵抗不均勻沉降的能力很差，加之接頭構造防水設計考慮較少，管道接頭開裂漏水已存在先天不足。

3、管道非均勻沉降計算分析及其有關結論

第一，同樣埋深的雨水管道， 口徑較小者比口徑大者受力更為不利， 由于地基不均勻沉陷造成的危害前者比后者要大， 因此埋置較深的直徑在 1 m 以下的管道的基礎應相應提高設計標準。第二，管道基礎的抗彎剛度對管道抗不均勻沉降的能力影響很大， 若不考慮（ 或僅部分考慮） 基礎對管道變形的補強作用， 則計算分析表明， 在流砂地區都會導致接頭的開裂， 裂縫的張開寬度足以使地層內的粉土大量流入管內。頂管法施工的管道若接口處理不好， 注漿質量差， 若無管道基礎補強， 漏水的可能性將更大。第三，種無筋砂漿管道接頭（承插式、平口和企口式）的抗彎強度，根據驗算的結果相差不大，有筋砂漿接頭的抗裂能力要明顯強于無筋的情況，建議推廣有筋接頭。第四，由于不均勻沉降引起的接頭裂縫，可以引起管外流砂的緩慢涌入， 涌入量的大小依賴于裂縫寬度、接頭構造、形式、埋深、地下水位的高低、管道基礎的質量以及周圍土層的特性。地面沉陷多數成漏斗坑狀， 在 8 個月到 1 年內最大直徑可達3 m 左右， 甚至更大。管道埋設越深漏斗坑越大。第五，同樣口徑的管道接頭，靠近窨井的接頭開裂的頻率要高于遠離窨井的接頭，而且前者裂縫首先發生在管道接頭的上半部，其裂縫寬度一般也都大于后者。因此圍繞著窨井部位的地面沉陷發生頻率也相對較高。

二、管道修復維護措施

1、中小型管的修復措施

考慮到直徑在 800mm 以下的中小型支管都已采用混凝土基礎，在翻修過程中處理臨時排水也比較方便，所以選擇的修復標準可以比干管低一些。對直徑800mm 以下的中小型管道的修理方法建議如下：埋深未穿越粉土層，地面有少量沉陷的管道，可以采用小型管道堵漏包進行管內注漿修復。某些多管徑堵漏包的工作范圍可從300mm 至 600mm，價格也比較便宜。位于粉質粘土或粉土地區，地面嚴重塌陷，接口錯位達 5cm 以上的嚴重損壞的管道，因無法再采用非開挖方式修復，只能采用拆管埋 管 。

2、大管的修復措施

所謂的大管是指管徑在1 000 mm以上，人員可進入檢修的管道。其修復標準，應該更高一些，應選用更加可靠、使用壽命更長的方法，修復的價格比支管要高一些。根據大管所處的不同地質條件、不同的施工質量和損壞程度，建議采用以下幾種修復措施：第一，采用PVC內套環：粉質粘土的厚度小于1/2管徑的地區；接口滲漏比較嚴重，但數量較少的單個滲漏點；采用注漿等方法修復以后又有重新發生滲漏的地方。PVC套環比PE內襯便宜，對單個接口的修復效果好，安裝操作簡單，施工速度快。特別適用于接口滲漏嚴重但數量很少的地方。第二，采用水泥注漿修復：盡管目前主要以水泥注漿為主的堵漏和基礎加固的方法取得了一定的成功經驗， 但仍然存在一些不足之處， 其主要原因是： 水泥注漿不能作為一種永久性的修理方法。盡管注漿后， 暫時滲漏停止， 但若干年后， 部分采用注漿修復過的接口， 仍然會再次發生不同程度的滲漏。盡管水泥注漿價格比較便宜， 而且對地基加固有好處， 但是考慮到干管的重要性、長久性， 所以在通常情況下， 水泥注漿不宜作為一種主體修復方法而只能作為一種輔助修復方法。

3、雨水管道的維護維修

雨水管道的維護維修內容包括清淘作業，檢查井、雨水口的維修和更換，檢查井內踏步、磚頭脫落后的維修，接管處縫隙的封堵，局部管道損壞后的修補。日常養護合格標準的要求是，管道內淤泥的高度不應大于管徑的五分之一，每季度應進行一次檢查。通過檢查可以發現哪些管道特別容易發生問題，制訂檢查計劃，并對各部分進行監控，加大對此類管段的檢查頻率，提高整個管網的安全性。

結語：

保證城市排水暢通是一項復雜而重要的內容。做好城市雨水管道的清通維護管理工作，保證排水管網系統的正常運行，對維護城市的正常秩序和優化居住環境意義重大。在新建排水管（ 溝） 時， 就應針對可能出現的損壞機理， 采取必要的防范措施， 同時， 加強排水管（ 溝） 日常管理與維護， 也具有非常重要的意義， 這將為城市防汛工作提供有力的保障。在日常維護過程中， 力求早發現， 早處理， 并選擇合理維修方案， 既可提高維修的效率， 又可降低維修成本。

參考文獻

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