地下輸水管道工程閥井積水的原因及防治措施

馬 敏

（河南省科達水利勘測設計有限公司）

1 閥井分類

地下輸水管道工程的閥井一般由控制閥、檢修閥、進氣排氣閥、泄水閥、調流閥、流量計等閥井組成。以上閥井功能各不相同，共同保障管道的安全運行，其功能主要如下：①控制閥主要通過接受調節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的最終控制元件。②檢修閥主要是用于日常管道維修養(yǎng)護及設備的大修，管道的應急等。③排氣閥主要是安裝在管線的隆起部分，主要用以排除從水中釋出的氣體，避免空氣積在管中，從而減少過水斷面積和增加管線的損失。長距離輸水管一般在高出設置排氣閥，并隨地形起伏敷設。④泄水閥，它和排水管連接，安裝在管道的最低處，以排除水管中的沉淀物以及檢修時放空管內的存水。⑤調流閥是一種多功能的閥門，核心工作主要是依靠改變節(jié)流口液阻的大小，從而實現控制管道的流量，從而對下游水廠供水實現調節(jié)，確保管道平穩(wěn)運行。⑥流量計井主要是用于測量管道中輸水流量的一種儀表，主要對水方量進行監(jiān)控。

上述閥井檢修閥和進氣排氣閥對環(huán)境要求較低，控制閥、調流閥、流量計等閥井里包括信號傳輸、電氣控制、液壓設備等電氣設備，因此對閥井環(huán)境的溫度及濕度要求較為嚴格，一旦發(fā)生閥井積水現場，將會導致以上儀器設備失靈、損壞，影響供水管道的安全運行。下文將重點對閥井積水的原因進行分析并提出解決對策。

2 積水的原因分析

2.1 地下水位過高，分布不均勻

地下水位是城市長距離地下輸水管線閥井積水的一個重要原因，受河南省降雨分布帶影響，黃河以南管線閥井積水程度明顯高于黃河以北，尤其在季節(jié)性的雨水作用下，黃河以南的地下水出現明顯的水位上升，地下水會沿著閥井的細小空隙，滲入到閥井內部。長時間的微滲透就會造成嚴重的積水現象。

2.2 閥井結構缺陷

首先，大部分圓形鑄鐵井蓋先天不足，井蓋留有供開啟井蓋的小孔，處于地勢較低的閥井，會導致雨水或徑流順著小孔流入閥井內。其次，閥井長期處于地下，尤其是夏季，閥井內部高溫高濕，而管道內由于水流導致管道壁較冷，從而形成部分冷凝水，也會導致積水。再次，大多數井壁為現澆結構，井口為砌體結構，二者結合部位不密實，甚至在土壓力作用下受力出現井壁結構與井口結構錯臺現象，形成滲水通道，一旦外部有水就會順著該部位流入井內。

2.3 施工質量控制不嚴

由于城市長距離地下輸水管道閥井的井壁全部采用混凝土現澆結構，混現澆混凝土施工縫接搓部位處理不到位，沒有按照規(guī)范規(guī)定進行形成鑿毛沖洗，沒有完全清理浮漿、污垢便開始澆筑上一層混凝土，從形成滲水裂隙。混凝土局部振搗不密實，導致部分混凝土結構出現蜂窩、麻面現象，長期在地下水的作用下形成滲水點。

澆筑混凝土后拆模過早，導致對拉螺桿松動，螺桿與混凝土間產生間隙。對拉螺桿止水片安裝不到位，粘結性差，混凝土收縮造成螺桿與混凝土間的間隙。使混凝土間隙中的地下水滲透侵蝕螺桿，產生滲水現象。

管道安裝過程中，管道穿混凝土側墻部位密封措施處理不到位，由于管道受水流水壓影響會形成輕微伸縮變形現象，長期的運行，導致與混凝土壁接觸部位會因伸縮變形而與結構脫離，產生裂縫，導致滲水。

2.4 現場管理不到位

閥井管理單位對閥井巡查、排水不及時。且多處閥井處于高桿作物種植區(qū)內，排水不暢。嚴重的地方甚至出現積水沒過管道頂部，導致流量計等設備泡在水里，嚴重影響閥井內設備的運營安全。

3 解決對策

針對上述情況分析，結合城市長距離地下輸水管線運行的特點，以下主要就閥井的積水提出針對性的對策。

首先鑒城市長距離地下輸水管道設計的特殊性，根據其線路長、閥井分布廣，種類多的特點。設計時，需要充分考慮閥井沿線的氣象、水文地質特點，尤其是黃河南和黃河北的降雨、氣候、水文的差異性，并參照詳細的地質勘察報告，分析其水位和地質結構的情況。從而因地制宜地開展設計，針對不同地段、地下水位特征優(yōu)化閥井結構。

施工過程中，重點把控現澆混凝土施工工藝，尤其是根據閥井所處具體位置的地下水位情況、閥井埋深、防滲要求等因素綜合考慮。

首先對原材料進行質量把控，水泥要選擇強度高，砂石盡量采用雜質少的。并按規(guī)定添加外加劑，得到最優(yōu)的水灰比和塌落度，減少混凝土內部的空隙，提高密實度，起到防水抗?jié)B的效果。

混凝土澆筑時，盡量連續(xù)澆筑，在設置施工縫部位，需要把下層混凝土鑿毛沖洗，清除浮漿，澆筑一層與混凝土配合比的水泥砂漿，增強新舊混凝土的粘結，然后在進行上層混凝土施工。澆筑過程中盡量采用串筒、溜槽，按規(guī)范要求進行振搗，確保混凝土的密實性。

在對拉螺桿處，在拆模后割掉墻體兩側對拉螺桿，剔除木塊，切除凹槽內的對拉螺桿頭，然后土木防銹漆，用1：2.5的水泥砂漿進行封堵防滲。

針對混凝土質量缺陷及穿墻套管伸縮變形引起的滲漏問題，根據面積大小，蜂窩麻面部位將不密實混凝土鑿開，用高一等級膨脹混凝土填充。

在混凝土施工縫及穿墻套管處等滲漏較大部位，采用注漿堵漏方法。首先，根據滲漏面積大小確定注漿孔位置及間距，清理干凈基面后進行鉆孔。根據滲漏水孔壓力埋設注漿嘴，然后按次序進行封閉灌漿，迅速堵塞內部混凝土不密實及接縫不嚴密部位。注漿時應密切關注注漿壓力、注漿時間等參數，達到規(guī)定的觀測時間后拆除注漿嘴進行封孔補強。從而起到封閉裂隙，封堵滲水通道，達到止水的目的。

運行過程中，針對閥井運行中發(fā)現的部分積水問題，可對閥井結構進行合理化改造。如：對地勢低洼部位的閥井，采取加高井蓋或井蓋周圍設置止水槽等措施，防止雨水從井蓋處流入。針對管道冷凝水產生，改善閥井內部空氣質量，可增加自動排氣裝置。針對井蓋板與混凝土墻壁接縫等重點部位，可在外側粘貼SBS 等防水材料進行防滲。

同時加強閥井的運行管理工作，加大管理人員培訓力度，提升其業(yè)務技能。閥井管理人員要掌握天氣狀況，做好閥井度汛及積水抽排的應急預案及應急演練工作，現場配備必要的水泵等設備。對重點部位閥井要加密巡查頻次，及時做好抽排水的準備工作，一旦發(fā)生積水滲水問題及時處理，發(fā)生嚴重積水現象時應立即啟動應急預案，盡量保持閥井內部空間干燥，保障管線安全運營。

4 結論

解決閥井的滲水積水問題，不僅要從設計及施工源頭上進行把控，同時要加強后期的維護管理力度。針對滲漏情況，要綜合分析其發(fā)生原因，采取針對性的防治措施，才能達到預期的效果，保障井內設備及管線運行安全。