城鎮給排水檢查井的破壞形式研究

李 占 偉

(中國地質大學(武漢)，湖北 武漢 430074)

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城鎮給排水檢查井的破壞形式研究

李 占 偉

(中國地質大學(武漢)，湖北 武漢 430074)

對城鎮檢查井的老化、滲漏、腐蝕和結構性破壞等常見的破壞形式進行了研究，提出了檢查井不同破壞形式的破壞強度等級的劃分方法，為檢查井的修復和治理提供了便利。

檢查井，破壞形式，破壞強度等級，地下管網

0 引言

我國雖然管網建設較快，但城市地下管網建設速度跟不上城市發展的步伐，是城市整體發展中的“弱項”，從武漢、南寧、合肥、常州、南京、南昌、昆明等城市“逢雨必澇”“城市看海”的頻發就可明顯看出，而專門針對城鎮給排水檢查井的研究更是少見，目前國內也沒有相關規范對檢查井的破壞形式和破壞等級進行劃分。

檢查井是市政管線的附屬構造物，是確定地下設施狀況的關鍵通道，所以被稱為管道系統的“窗口”[1]。由城市管網的規模可知城市檢查井的數量是非常巨大的，綜合運維成本也很高，對城市的正常運轉、市民日常活動有重大影響[2]。

1 檢查井常見的破壞形式

檢查井破壞形式多種多樣，但主要由上部車輛動荷載、生物化學腐蝕、地下水、周邊地基沉降、寒冷天氣下的凍融循環以及施工不規范等因素造成。通常情況下，運行一段時間后檢查井會發生老化、井蓋變形、井周路面開裂或者沉陷、井壁腐蝕、井壁結構性破壞、井壁滲漏等病害[3-7]。但對于檢查井井內部分來說主要會發生以下破壞：

1)老化。檢查井制作材料在受到熱、氧、水、微生物、化學介質等各種條件的交合作用時，其構造和化學成分會慢慢發生改變，如圖1a)所示，發生發硬、變脆、強度降低等物理性質的變化。

2)滲漏。造成檢查井筒壁滲漏的原因很多，既有可能是檢查井材料質地疏松造成的滲漏，也有可能是檢查井后期受雨水沖刷發生局部破壞，如圖1b)所示。

3)腐蝕，如圖1c)所示。在混凝土檢查井和污水管網普查中，由腐蝕造成的破壞占比達到了3/4，排在首位。檢查井井筒發生的主要是生物化學腐蝕，管道底部的淤泥層是微生物繁殖的溫床[8]。調查表明污水管道中主要有甲烷(65%左右)，氫氣(0.2%)，硫化氫(0.1%)等毒爆炸性氣體[9]，日常生活污水中也含有20 mg/L～100 mg/L的硫酸鹽，硫化氫在硫氧化菌(硫酸桿菌)的作用下，遇氧變成硫酸[10,11]，加上水力的作用，井壁就會不斷被腐蝕[12,13]。

4)結構破壞。地面車輛的沖擊荷載、地基的不均勻沉降、雨水的沖刷、不規范的支管安裝穿越檢查井以及老化腐蝕等因素均可能會造成檢查井井筒的局部松動、脫落甚至坍塌等結構性破壞，如圖1d)所示。

2 破壞強度等級劃分

民用建筑混凝土構件主要從承載能力、構造、不適于繼續承載的位移(或變形)和裂縫等幾個方面評定其安全性，分別評定每一項的等級，然后按照其中評定最低的一級作為其安全性等級[14]。

需要說明的是，檢查井發生破壞特別是結構性破壞時通常是幾種破壞形式同時存在，不同的破壞形式間相互影響加快了每個破壞形式的發展規模和速度。

CJJ 181—2012城鎮排水管道檢測與評估技術規程中對管道裂縫(隙)進行了不同破壞程度的等級劃分，檢查井與管道同屬于圓筒結構，管道中有關裂縫(隙)缺陷的研究可以作為重要的借鑒，現把檢查井裂縫(隙)缺陷等級做劃分，見表1。

表1 裂縫(隙)缺陷等級劃分

檢查井的破壞往往都是從表面的腐蝕開始的，腐蝕嚴重的檢查井不僅會導致滲漏、抹面脫落等功能性缺陷，還會損傷檢查井的結構，因此在檢查井的日常檢測過程中必須重視其腐蝕情況。

腐蝕缺陷等級劃分見表2。

腐蝕嚴重的檢查井見圖2。

表2 腐蝕缺陷等級劃分

檢查井爬梯(有的文獻中稱為“踏步”)不僅會破壞檢查井結構的整體性，在日積月累的踩踏、腐蝕中不可避免的會出現銹蝕和松動的情況，爬梯的銹蝕、松動情況不僅會使其與檢查井壁的接觸處的縫隙增大，還會加快井壁的腐蝕和結構破壞。爬梯缺陷等級的劃分如表3所示。

表3 爬梯缺陷等級劃分

根據Joanne B.Hughes[15]對井滲漏的研究，將井滲漏分為無滲漏、滴漏(weeper，像眼淚一樣慢慢出現)、線漏(dripper，像水滴一樣快速形成并一滴滴的滴落)、涌漏(runner，水從裂縫或空隙涌出但并沒受壓形成噴涌)和噴漏(gusher，水在壓力下噴涌而出)五個類型。滲漏缺陷等級1～4的劃分依次對應滴漏至涌漏的4個等級，如表4所示。

表4 滲漏缺陷等級劃分

檢查井的設計使用年限一般是50年，超過這一年限就必須進行維護和修復。《建筑工程質量管理條例》[16]第四十條規定了建筑工程的最低保修年限，給排水管道的保修年限僅為兩年(給排水管道通常情況下部分長期浸泡于污水或雨水中，與檢查井所處環境不同，不予采納)，防水防滲性工程的保修年限為5年(檢查井設計中也有相應的防滲要求，比較符合)，綜合考慮使用年限、所處環境，本文把檢查井的使用年限分為4個類別(見表5)。

3 結論和建議

表5 服務年限等級劃分

1)分析和研究了檢查井的老化、滲漏、腐蝕和結構性破壞等主要破壞形式，檢查井的破壞形式除了以上四種外，還有沉陷、移位、支管暗接等不同破壞形式，有待國內專家學者的進一步研究；

2)提出了檢查井不同破壞形式破壞等級的劃分方法，為檢查井修復更新方法的選擇提供了依據。

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Research on the failure modes of water supply and drainage inspection wells in towns

Li Zhanwei

(China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China)

This paper researched the aging, leakage, corrosion and structural damage and other common failure forms of urban inspection well, put forward the dividing method of damage intensity grade of different damage forms of inspection wells, provided convenience for the restoration and management of inspection wells.

inspection well, damage form, failure intensity grade, underground pipe network

1009-6825(2017)12-0103-02

2017-02-16

李占偉(1989- )，男，在讀碩士

TU992

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