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(dá)水利勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司）

1 閥井分類(lèi)

地下輸水管道工程的閥井一般由控制閥、檢修閥、進(jìn)氣排氣閥、泄水閥、調(diào)流閥、流量計(jì)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(yùn)行，其功能主要如下：①控制閥主要通過(guò)接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)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(hù)及設(shè)備的大修，管道的應(yīng)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(guò)水?dāng)嗝娣e和增加管線的損失。長(zhǎng)距離輸水管一般在高出設(shè)置排氣閥，并隨地形起伏敷設(shè)。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(shí)放空管內(nèi)的存水。⑤調(diào)流閥是一種多功能的閥門(mén)，核心工作主要是依靠改變節(jié)流口液阻的大小，從而實(shí)現(xiàn)控制管道的流量，從而對(duì)下游水廠供水實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，確保管道平穩(wěn)運(yùn)行。⑥流量計(jì)井主要是用于測(cè)量管道中輸水流量的一種儀表，主要對(duì)水方量進(jìn)行監(jiān)控。

上述閥井檢修閥和進(jìn)氣排氣閥對(duì)環(huán)境要求較低，控制閥、調(diào)流閥、流量計(jì)等閥井里包括信號(hào)傳輸、電氣控制、液壓設(shè)備等電氣設(shè)備，因此對(duì)閥井環(huán)境的溫度及濕度要求較為嚴(yán)格，一旦發(fā)生閥井積水現(xiàn)場(chǎng)，將會(huì)導(dǎo)致以上儀器設(shè)備失靈、損壞，影響供水管道的安全運(yùn)行。下文將重點(diǎn)對(duì)閥井積水的原因進(jìn)行分析并提出解決對(duì)策。

2 積水的原因分析

2.1 地下水位過(guò)高，分布不均勻

地下水位是城市長(zhǎng)距離地下輸水管線閥井積水的一個(gè)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(xiàn)明顯的水位上升，地下水會(huì)沿著閥井的細(xì)小空隙，滲入到閥井內(nèi)部。長(zhǎng)時(shí)間的微滲透就會(huì)造成嚴(yán)重的積水現(xiàn)象。

2.2 閥井結(jié)構(gòu)缺陷

首先，大部分圓形鑄鐵井蓋先天不足，井蓋留有供開(kāi)啟井蓋的小孔，處于地勢(shì)較低的閥井，會(huì)導(dǎo)致雨水或徑流順著小孔流入閥井內(nèi)。其次，閥井長(zhǎng)期處于地下，尤其是夏季，閥井內(nèi)部高溫高濕，而管道內(nèi)由于水流導(dǎo)致管道壁較冷，從而形成部分冷凝水，也會(huì)導(dǎo)致積水。再次，大多數(shù)井壁為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，井口為砌體結(jié)構(gòu)，二者結(jié)合部位不密實(shí)，甚至在土壓力作用下受力出現(xiàn)井壁結(jié)構(gòu)與井口結(jié)構(gòu)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，形成滲水通道，一旦外部有水就會(huì)順著該部位流入井內(nèi)。

2.3 施工質(zhì)量控制不嚴(yán)

由于城市長(zhǎng)距離地下輸水管道閥井的井壁全部采用混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混現(xiàn)澆混凝土施工縫接搓部位處理不到位，沒(méi)有按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行形成鑿毛沖洗，沒(méi)有完全清理浮漿、污垢便開(kāi)始澆筑上一層混凝土，從形成滲水裂隙?；炷辆植空駬v不密實(shí)，導(dǎo)致部分混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象，長(zhǎng)期在地下水的作用下形成滲水點(diǎn)。

澆筑混凝土后拆模過(guò)早，導(dǎo)致對(duì)拉螺桿松動(dòng)，螺桿與混凝土間產(chǎn)生間隙。對(duì)拉螺桿止水片安裝不到位，粘結(jié)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(chǎn)生滲水現(xiàn)象。

管道安裝過(guò)程中，管道穿混凝土側(cè)墻部位密封措施處理不到位，由于管道受水流水壓影響會(huì)形成輕微伸縮變形現(xiàn)象，長(zhǎng)期的運(yùn)行，導(dǎo)致與混凝土壁接觸部位會(huì)因伸縮變形而與結(jié)構(gòu)脫離，產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲水。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)管理不到位

閥井管理單位對(duì)閥井巡查、排水不及時(shí)。且多處閥井處于高桿作物種植區(qū)內(nèi)，排水不暢。嚴(yán)重的地方甚至出現(xiàn)積水沒(méi)過(guò)管道頂部，導(dǎo)致流量計(jì)等設(shè)備泡在水里，嚴(yán)重影響閥井內(nèi)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)安全。

3 解決對(duì)策

針對(duì)上述情況分析，結(jié)合城市長(zhǎng)距離地下輸水管線運(yùn)行的特點(diǎn)，以下主要就閥井的積水提出針對(duì)性的對(duì)策。

首先鑒城市長(zhǎng)距離地下輸水管道設(shè)計(jì)的特殊性，根據(jù)其線路長(zhǎng)、閥井分布廣，種類(lèi)多的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮閥井沿線的氣象、水文地質(zhì)特點(diǎn)，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(xì)的地質(zhì)勘察報(bào)告，分析其水位和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的情況。從而因地制宜地開(kāi)展設(shè)計(jì)，針對(duì)不同地段、地下水位特征優(yōu)化閥井結(jié)構(gòu)。

施工過(guò)程中，重點(diǎn)把控現(xiàn)澆混凝土施工工藝，尤其是根據(jù)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(duì)原材料進(jìn)行質(zhì)量把控，水泥要選擇強(qiáng)度高，砂石盡量采用雜質(zhì)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(nèi)部的空隙，提高密實(shí)度，起到防水抗?jié)B的效果。

混凝土澆筑時(shí)，盡量連續(xù)澆筑，在設(shè)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(qiáng)新舊混凝土的粘結(jié)，然后在進(jìn)行上層混凝土施工。澆筑過(guò)程中盡量采用串筒、溜槽，按規(guī)范要求進(jìn)行振搗，確?；炷恋拿軐?shí)性。

在對(duì)拉螺桿處，在拆模后割掉墻體兩側(cè)對(duì)拉螺桿，剔除木塊，切除凹槽內(nèi)的對(duì)拉螺桿頭，然后土木防銹漆，用1：2.5的水泥砂漿進(jìn)行封堵防滲。

針對(duì)混凝土質(zhì)量缺陷及穿墻套管伸縮變形引起的滲漏問(wèn)題，根據(jù)面積大小，蜂窩麻面部位將不密實(shí)混凝土鑿開(kāi)，用高一等級(jí)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(jù)滲漏面積大小確定注漿孔位置及間距，清理干凈基面后進(jìn)行鉆孔。根據(jù)滲漏水孔壓力埋設(shè)注漿嘴，然后按次序進(jìn)行封閉灌漿，迅速堵塞內(nèi)部混凝土不密實(shí)及接縫不嚴(yán)密部位。注漿時(shí)應(yīng)密切關(guān)注注漿壓力、注漿時(shí)間等參數(shù)，達(dá)到規(guī)定的觀測(cè)時(shí)間后拆除注漿嘴進(jìn)行封孔補(bǔ)強(qiáng)。從而起到封閉裂隙，封堵滲水通道，達(dá)到止水的目的。

運(yùn)行過(guò)程中，針對(duì)閥井運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的部分積水問(wèn)題，可對(duì)閥井結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化改造。如：對(duì)地勢(shì)低洼部位的閥井，采取加高井蓋或井蓋周?chē)O(shè)置止水槽等措施，防止雨水從井蓋處流入。針對(duì)管道冷凝水產(chǎn)生，改善閥井內(nèi)部空氣質(zhì)量，可增加自動(dòng)排氣裝置。針對(duì)井蓋板與混凝土墻壁接縫等重點(diǎn)部位，可在外側(cè)粘貼SBS 等防水材料進(jìn)行防滲。

同時(shí)加強(qiáng)閥井的運(yùn)行管理工作，加大管理人員培訓(xùn)力度，提升其業(yè)務(wù)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(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急演練工作，現(xiàn)場(chǎng)配備必要的水泵等設(shè)備。對(duì)重點(diǎn)部位閥井要加密巡查頻次，及時(shí)做好抽排水的準(zhǔn)備工作，一旦發(fā)生積水滲水問(wèn)題及時(shí)處理，發(fā)生嚴(yán)重積水現(xiàn)象時(shí)應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，盡量保持閥井內(nèi)部空間干燥，保障管線安全運(yùn)營(yíng)。

4 結(jié)論

解決閥井的滲水積水問(wèn)題，不僅要從設(shè)計(jì)及施工源頭上進(jìn)行把控，同時(shí)要加強(qiáng)后期的維護(hù)管理力度。針對(duì)滲漏情況，要綜合分析其發(fā)生原因，采取針對(duì)性的防治措施，才能達(dá)到預(yù)期的效果，保障井內(nèi)設(shè)備及管線運(yùn)行安全。