國內外檢查井病害調查及其初步防治對策研究

陳建斌 ，劉 偉 ，吳立鵬 ，童永廣

（1.武漢市政工程設計研究院有限責任公司，湖北武漢 430023；2.武漢橋建集團有限公司，湖北武漢 430050）

1 檢查井的發展概況

城市道路檢查井主要功能是提供管線運行情況檢查和疏浚的操作空間，并起到改變管線的高程、坡度、管徑或方向的銜接功能。設置在路面上檢查井主要有給水管線、排水管線、電力、電訊管線檢查井。所謂的井口路面是指檢查井與周圍路面的結合部位，由井圈座、井蓋和周圍路面共同組成，要求井口應與周圍路面齊平，以保證井口部位路面平整和行車的舒適安全，見圖1。

圖1 檢查井及井口路面

城市道路檢查井的材質發展走過一條漫長的道路，先后使用粘土磚、水泥砌塊，預制混凝土、不銹鋼、玻璃鋼夾砂、工程塑料等，而國內外近二十年來的新技術主要是用熱塑性塑料生產新型塑料井[1]。

1.1 磚砌檢查井

實心粘土磚是世界上最古老的建筑材料之一，我國早期使用的都是磚砌檢查井，現在仍然有大量的磚砌檢查井在投入使用。其優點是：材料價格低廉、易獲取、施工簡單、維修方便，可以在任何高度接入不同大小、不同角度的管道。

但其施工速度慢、磚砌體材料強度低、質量穩定性差，使用一段時間后表皮脫落內里疏松，易造成井體下沉、周邊路面沉降等病害，這已成為道路工程中的一大通病。同時，由于砌體容易滲漏造成地下水源二次污染，材料本身也不符合國家的土地和環保政策，世界各發達國家以及我國主要大中城市紛紛出臺措施，限制和禁止使用磚砌檢查井，見圖2。

圖2 磚砌檢查井

1.2 預制水泥砌塊檢查井

預制水泥砌塊檢查井主要解決了節省土地資源問題，并具有強度高、防滲性強、外觀好、砌筑快等優點，一塊可代替7～9塊粘土磚，并可大大提高檢查井的使用壽命，目前在我國使用廣泛，見圖3。

1.3 預制混凝土檢查井

預制混凝土井是采用工廠預制成品，具有節省土地資源、強度高、整體性好、柔性連接嚴密不滲漏等特點。發達國家90%以上的檢查井都是工廠預制的，早在上世紀二三十年代上海的英租界就曾采用過混凝土預制的檢查井和雨水口，有些至今還在使用。

圖3 預制水泥砌塊檢查井

但也有其井體笨重造成施工難度大、維修不易等問題，特別是適應不同口徑、數量、方向和標高等接入干管和支管的能力較差，很難實現工廠規模化生產。因此，在小型市政工程及建筑小區難以廣泛應用。我國在許多城市推廣應用上經歷多以反復，一直未能真正推廣，見圖4。

圖4 預制混凝土檢查井

1.4 不銹鋼檢查井

不銹鋼檢查井主體由不銹鋼焊制而成，其力學性能優異，使用性能高，防腐防滲漏性好，但成本高，國外有一些研究和應用，也制定了相應標準，但國內尚無應用案例。

1.5 玻璃鋼夾砂檢查井

玻璃鋼檢查井是以玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂基復合材料制備的檢查井，玻璃鋼檢查井具有重量輕、耐腐蝕、安裝方便、使用壽命長等優點。由于玻璃鋼檢查井采用的原料價格連年上漲，造成玻璃鋼檢查井成本較高，同時難于回收，不適應環保要求。另外，玻璃鋼制品在生產過程中對工人傷害較大，勞動保護問題嚴重。這些因素導致玻璃鋼檢查井使用范圍有限，見圖5。

圖5 玻璃檢查井

1.6 塑料檢查井

采用熱塑性樹脂塑料檢查井方面，國外開發較早。主要使用高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）材料，采用螺旋纏繞和焊接，滾塑工藝，生產可分現場制作和工廠預制兩種方法，優點是節能環保、重量輕、耐腐蝕、排放性能好、使用壽命長、特別解決了管道與井的連接性能，密封性好，避免了地下水源二次污染。缺點是現場預制有一定的環境要求，速度慢，周期長，焊接工藝人為性大等，見圖6、圖7。

圖6 纏繞焊接工藝檢查井

圖7 一次性注塑成型塑料檢查井

美國早在1997年就制訂了聚乙烯檢查井國家標準；日本在1984年就開發應用塑料排水檢查井，其應用和施工也相當成熟，80%以上的管道井都已采用塑料檢查井；在歐洲，許多生產塑料管道的大型生產廠都生產配套塑料檢查井，得到了廣泛應用。

我國最早研究開發塑料檢查井是在1992年。但當時由于設備和技術力量有限以及材料造價等因素，沒有得到很好推廣應用。后由于全國各地相繼制定了禁止使用粘土磚的政策，塑料檢查井才得以積極推廣。在全國多個城市的市政道路、居住小區、公共建筑區、廠區、工業園區、校區、城鎮改水工程等上千個工程項目中均得以應用，特別在奧運村、世博園區等重點工程中。鑒于塑料檢查井施工強度、環境影響、施工周期、維修而且環保等方面遠優于傳統井，而且綜合成本較低，塑料排水檢查井必將替代其它類型的檢查井。

2 道路檢查井的病害問題及其成因

由于道路檢查井周圍受到車輛行駛的影響，承受較多的沖擊力作用，往往最先遭到破壞。調查發現，城市道路路面上各類檢查井周邊過早損壞的現象，在全國各個城市都很普遍，是路面養護工作中的“頑疾”。

主要存在以下病害問題[2-4]：

（1）井圈周圍瀝青、混凝土路面出現開裂、起殼、脫落、下沉等；

（2）檢查井井口傾斜、下陷甚至坍塌；

（3）檢查井井口凸出而井口周圍出現不同程度的凹陷；

（4）井與周邊路面高差大或者與縱橫坡不一致；

（5）井蓋傾斜或塌陷，井周路面出現明顯的不均勻沉降；

（6）井蓋凸出路面；這種現象主要是檢查井和道路的不均勻沉降，其中道路的沉降量大于檢查井沉降量。

在所有這些病害中，經現場調查發現，以檢查井沉降所造成的危害尤為嚴重，見圖8。

圖8 典型檢查井病害

這些病害不僅影響道路的使用功能及外觀形象，還嚴重影響了道路的平整度，降低了道路通行的舒適性和安全性，嚴重時影響行車安全甚至會引起交通事故，同時也會縮短道路的使用壽命，再加上建造時先天不足和維修本身受到客觀條件的制約，經多次維修后效果還是不盡人意，且每年因檢查井的維修所耗費的人力物力巨大，極為不經濟。

城市道路檢查井在使用過程中，檢查井及井周出現井蓋失穩、破損、下沉、井周環裂、沉陷等多種形式的病害，交通荷載是導致檢查井上述病害的直接因素，但交通荷載并不是引起檢查井病害的單一因素，總結檢查井的病害成因，可從規劃、設計、施工、養護等方面進行分析。

2.1 規劃方面

規劃的超前性不強，沒有科學地把握交通量的增長速度及經濟的發展態勢等因素，對規劃中的未來因素估計不足；規劃的完整性不夠，城市道路基礎設施、服務設施、附屬設施的建設缺乏完整性和系統性，未能形成體系；規劃編制與發展脫節，還不能很好地與經濟社會發展及城市化進程等緊密結合。

2.2 設計方面

道路設計針對性不強，存在重線形、輕結構的現象，忽略道路與市政公用設施銜接處的特殊處理，往往只是按常規設計對待或處理范圍不足、用料不當；管線工程布設不合理，沒有充分考慮市政檢查井設置位置的合理性，致使檢查頻繁受到外部車輛荷載沖擊作用；檢查井結構設計與實際應用脫節，普遍存在檢查井設計標準偏低、檢查井結構設計考慮欠妥等問題。

2.3 施工方面

施工管理者和操作者質量意識淡薄，不按技術規程操作施工，違章作業；回填土的土料質量及回填質量達不到要求，檢查井周邊回填土及路面壓實不密實；檢查井砌筑質量差，檢查井本身的砌筑質量不高，井周混凝土強度不足，檢查井基礎偏軟，井圈安放坐漿不實，砌筑砂漿不飽滿，砌筑用磚強度不足，井圈蓋質量差，造成檢查井周邊破損。

2.4 運行養護方面

檢查井井周出現輕微病害未及時封閉或加固路基處理，造成路面滲水，進一步加快井周道路結構破壞；傳統人工修復質量欠缺，對井口邊緣處鑿挖不到位，鋪筑瀝青混合料時沒能將路面與井口壓實平整，就會造成井口標高低于周圍路面，形成井口沉降的假象；運行管線的維護欠缺，未能定期檢查、疏通和維護，加上設施不完善，常有垃圾雜物流入管道，長期淤積，加大了管道的負荷，污水漲滿外流造成檢查井基底、路基浸泡，引起檢查井病害。

2.5 井蓋材質規格方面

我國現行井蓋標準繁雜，有鑄鐵、復合材料、鋼纖維混凝土等多種標準，其承載力標準參差不齊；現各種檢查井座高度偏低，一般為8～12 cm，而瀝青混凝土面層厚度為7～11 cm，勢必影響井座固定牢固；各種檢查井蓋本身加工質量問題，如井蓋與井框縫隙大不密合、不平整、錯臺等，造成井蓋“響、活、裂、沉”等問題。

3 道路檢查井的國內外整治措施

3.1 國外對檢查井采取的措施

國外檢查井經過不斷的改進和發展，其材料包含了金屬（灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼等）、水泥基復合材料（鋼纖維增強等）、再生樹脂或聚合物基復合材料等。由于在使用過程中常出現檢查井井蓋的破損、沉降及周邊道路的路面開裂、沉陷、破損、擁包等病害，為此國外公布了多項標準對檢查井的設計、施工和檢測等進行了相關的規定，如：ASTM A48、ASTM C478、ASTM C478M 對灰口鑄鐵鑄件和增強混凝土檢查井等對標準檢查井的材料、外觀、結構尺寸、嵌入深度、典型的檢查井布局、檢查井的連接等進行了相關規定和繪出了參考詳圖。美國土木工程協會也出版了《Manhole inspection and rehabilitation》對檢查井所在地的實地調查、材料選擇、設計因素、質量控制、安裝過程、檢修方法等一系列的流程進行了指導和說明。

在檢查井新技術的開發和利用方面，主要有Salah等研究采用不可回收的塑料和鋼筋等材料來做檢查井井蓋，以減少污染，降低造價，降低井蓋被偷等造成的事故。Christian在檢查井蓋維修中提出一個設計方法是把井蓋和井筒隔開，使上部交通荷載傳遞到新做出來的鋼筋混凝土上，不會直接作用在檢查井的上部井筒上。還有一種檢查井的改進措施就是在井座下安裝檢查井高度調整裝置。當檢查井與路面發生沉降差時，可以調整該裝置，使得檢查井井頂與周邊路面標高保持一致。

在管理體制方面上，歐美發達國家及古巴、朝鮮等國所有市政管線都統一集中在地下通道里，不論水、電、氣、污水、交通及電信，地下通道的管理統一歸市政一家。如果出現問題，責任完全在市政。

在法律制度上，美國執行所謂的事前預防法律，在美國任何一位公民在馬路上發現有井蓋丟失，就可以去法院起訴負責城市管理的公共事務局，上告其行政瀆職。在公眾無處不在的事前法律監督下，美國的市政管理部門對城市檢查井的管理是不敢有絲毫懈怠之心，這有利于消除隱患，防范傷害。

3.2 國內對檢查井采取的措施

國內各大城市近幾年都在加大力度整治城市“肚臍眼”，部分城市還專門立項開展檢查井防沉降技術的專題研究。

（1）華北地區

在北京市，北京市市政工程研究院對檢查井下陷造成的“肚臍眼”現象的主要原因進行了分析研究，提出采用新型材料檢查井和混凝土檢查井取代粘土磚砌檢查井，并從施工工藝和提高結構強度來解決檢查井存在的質量隱患，采用預制混凝土裝配式檢查井代替傳統磚砌檢查井，取得了一定的效果。

（2）華東地區

在上海市，自2006年起在多條城市道路上試用“自調式——防沉降窨井蓋框”，編制完成了《自調式-防沉降窨井蓋框安裝工法》，目前上海市政管理處已開始大量應用防沉降設計檢查井改造原有檢查井。

在江蘇省南京市，政府已經明令禁止使用磚砌筑檢查井，改采用耐腐抗壓、高強度的模塊砌體砌筑檢查井，并計劃用3～5 a時間把道路上的18萬個窨井蓋進行改造，徹底消除城市道路上的“肚臍眼。

在安徽省合肥市，針對城市瀝青混凝土路面道路檢查井周圍路面沉降、裂縫和破損問題，先后發布過《合肥市市政重點工程檢查井施工技術導則》、《合肥市城市道路檢查井蓋座技術導則（試行）》，將檢查井設計施工納入規范化管理的軌道。2011年合肥市城鄉建委印發了《合肥市市政設施養護管理考核暫行辦法》，將檢查井的管理列入部門考核內容之列。同時，加強窨井設施技術標準的宣傳和貫徹，著眼于新技術、新材料的推廣應用，見圖9。

圖9 合肥市采用的新型檢查井

（3）華中地區

在湖北省武漢市，2003年武漢市政工程設計研究院就立項開展《關于城市道路檢查井下陷的技術研究》課題研究，課題組對全市20多條道路的排水檢查井進行了實地調查和檢測，并且設計出一種新型排水檢查井。試點路段的檢測表明新型檢查井有效降低了沉降，大大改善了道路服務水平。2004年后，在武漢市城市道路中大量應用了該新型防沉降檢查井。2010年6月，為全面了解新型檢查井的實際運行效果，選定部分典型路段進行調研，調查表明沒有采用防沉降設計的檢查井沉陷和井周破損都較嚴重，而采用防沉降設計的檢查井沉降有明顯的改善。

2011年10月為了進一步了解檢查井的實際運營情況，武漢市政工程設計研究院又進行了專門的調查，調查發現檢查井的病害相對于2003年有所好轉，但是問題依然存在。主要問題是井周破損、井座與路面高差大、標準不統一、承載等級未標注等。

2011年，為進一步消除檢查井病害影響，有效避免市政管線檢查井的沉降、破損、噪音等問題，由市建委組織、武漢市政工程設計研究院主編，完成了全市統一的檢查井技術規定的科研課題研究工作，在井蓋標準統一方面、檢查井防沉降技術方面、各行業施工和質量驗收標準統一方面做了深入研究，并頒布了《武漢地區市政管線檢查井技術規定》，見圖10，該規定適用于武漢市行政區域內的新建、改擴建和大中修的城市道路（非機動車道、機動車道、人行道）、綠化帶、公共停車場，市政廣場等地面上的給水、排水（雨水、污水、雨污合流）、電力、燃氣、通信、交通信號、路燈等市政管線檢查井，見圖11。

4 城市道路檢查井病害問題的初步防治對策

為了解決檢查井的病害問題，各個城市從加強管理、采用新技術和新材料、改善施工工藝等對檢查井問題進行整治，得到的共識是要解決檢查井的病害問題需要從科學規劃設計、加強管理、提高施工質量、推廣新材料新工藝、強化日常養護等多方面開展綜合治理。具體如下：

4.1 科學規劃，注重銜接

（1）統一地下管線設施規劃、建立綜合管溝[5]

所謂綜合管溝是指在地下挖掘隧道，將原本各自獨立埋設的水、電、氣等各類市政管線集中放置在一條地下隧道，實現地下綜合管理，以避免道路反復開挖，并能減少井蓋數量，從而有效解決路面井蓋問題，可避免城市“肚臍眼”的出現。

當前大面積推廣應用綜合管溝尚面臨法律法規不健全、技術規范不完善、專項規劃和綜合規劃不足、協調管理大等困難，仍有待進一步改進完善。

（2）優化檢查井規劃設計、更新設計理念[6]

檢查井的規劃要體現超前性、系統性和全面性，提高設計質量。在進行城市道路規劃設計之初，應對檢查井的規劃設計進行優化：

a.合理布置管線

在道路范圍內規劃布設管線時，應按綠化帶、人行道、非機動車道、機動車道的先后原則進行布設。必須在機動車道上布設管線時，應避免在行車帶輪跡帶布設，宜設置在行車帶中間或路邊側，減少行車荷載作用。一般車輛寬度在3.5～4.0 m，而車軸寬度在2.0 m左右，那么離道路中線1.75 m的位置受車輛荷載作用的概率就會小得多。

b.適當增加檢查井間距，減小檢查井數量

隨著檢查設備能力的提高，檢查井的間距也應考慮適當增加，從而減少檢查井的數量。比如，原來污水井管理部門水力清通設備工作極限是20 m，采用現代化的清通設備后，工作極限能力提高到60 m，則污水井的設置間距可相應拉大。

c.保證路面平整穩定

借鑒防治“橋頭跳車”的一些方法，井周路基范圍內回填材料采用加石灰、水泥、換填砂礫或增設土工格柵等材料進行補強，同時提高壓實度標準，減少路基的壓縮沉降。

d.提高設計標準

提高檢查井處地基承載力標準及井體結構設計標準，盡可能采用一些新材料、新工藝應用到窨井的設計中，淘汰磚砌式檢查井，積極推廣使用整體穩固性好、強度高、閉水性理想的現澆式鋼筋混凝土檢查井、預制裝配式鋼筋混凝土檢查井、混凝土模塊式檢查井以及塑料檢查井等質量可靠、具備先進技術的檢查井。

e.優選承載力高的井蓋型號，檢查井座高度應適宜，以確保井座固定。

4.2 加強管理，健全制度

（1）統一集中管理檢查井[7]

武漢市道路檢查井種類繁多，各產權單位在建設和養護上各自為政，檢查井檢查和修復更多的時間浪費在各單位協調上，不利于檢查井病害問題的處理。建議城市檢查井統一由一家單位集中管理，并對外公布統一的熱線號碼，一旦接到群眾投訴檢查井出現質量問題，由集中管理單位通知相關產權單位進行修復，并進行回訪，沒有及時得到解決的，可采用經濟手段進行處罰。

（2）規范各類檢查井規格、質量標準

建議出臺全市統一的檢查井技術標準，并實行市場準入制、備案制，在備案有效期內，各種管線檢查井蓋座，必須從通過備案的廠家采購。同時，檢查井蓋廠家實行淘汰制，使用效果好的生產廠家在下一輪招標中優先考慮。

（3）建立健全責任追究和處罰制度

對已竣工移交但未超過質量保修期的市政道路檢查井蓋噪音、沉陷等質量問題，各建設、監理、施工單位要積極采取措施進行整改；對竣工移交后超過保修期的市政道路井蓋響動、沉陷、跳車等突出工程質量問題，各管線管理產權單位務必及時整治；由市法制辦牽頭起草道路檢查井蓋建設和管理責任追究和處罰辦法，對道路檢查井蓋出現噪音、沉陷等質量問題，追究相關單位和有關人員的責任。

4.3 注重過程，提高施工質量[8]

（1）提高管理及施工人員的質量意識和責任心

施工人員的質量意識在施工過程中占相當重要的地位，檢查井砌筑時應選用技術素質好且責任心強的工人施工，并在施工前作好技術交底與培訓，使之建立較強的質量意識，了解技術要求、標準和規范，并做好施工記錄，與管理者建立質量責任制。

（2）控制原材料質量

嚴格控制各種進場材料，對投入使用的原材料在使用前需進行送檢，合格后方可使用，井蓋不經復試檢查合格不得使用，不合格材料、井蓋堅決退場。

（3）把全程質量控制責任落實到個人

對施工中從砌筑—回填—夯實—碾壓等各施工工序嚴格檢查驗收，發現問題逐級追究責任；對操作人員進行技能培訓，考核合格后上崗；施工前作詳細清楚的技術交底，使其循規作業。

4.4 推廣新材料，逐步淘汰磚砌井

歐、美、日等發達地區和國家早已對檢查井修筑材料進行了改革，如使用預制混凝土砌塊式、預制鋼筋混凝土構件拼裝式、下部現澆與上部預制拼裝結合式等，使用水泥混凝土制品替代傳統的粘土磚，適應管道裝配化快速施工的需要，控制混凝土制塊的強度和耐久性。隨著現代技術的發展也可使用塑料檢查井來代替磚砌檢查井。

5 結語

（1）檢查井對于現代人類生活不可或缺，其技術也隨著人類社會的進步而不斷的發展，但是研究發展總是滯后于人類生產生活的需要，與檢查井有關的路面病害時有發生，已成為世界各地市政管理部門的棘手問題，也嚴重影響城市的形象。

（2）檢查井病害問題是一個十分復雜的問題，它與諸多因素密切相關，各因素相互作用。很難定量分析出各因素的影響程度，只有采取綜合措施、多管齊下才能有效地控制檢查井病害。

（3）針對于檢查井病害問題，國內外均引起了高度重視，在管理、施工、材料和技術研發以及信息化方面做了很多工作，也起到一定成效，但從國內外各大城市治理經驗表明，單一的措施是無法真正解決檢查井的病害問題，必須從單一手段逐漸向綜合手段轉變，在制度、管理、技術等各方面開展綜合治理。

（4）實踐表明，只有將檢查井的病害問題放到一定的高度，著眼長遠，采取綜合治理的方法，提高思想認識和責任感，注重治理的每一個細部環節，不斷的探索新技術，不斷完善施工方法和改進施工工藝，不斷尋求到解決問題的辦法，城市道路檢查井的病害終將得到徹底的解決，城市道路的使用功能和社會效益會得到充分發揮。

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