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输水工程管道渗漏问题的分析及防治措施

2020-04-17张伟峰

工程技术研究 2020年4期
关键词:抹面胶圈漏点

张伟峰

(深圳市北部水源工程管理处,广东 深圳 518000)

为有效解决城市饮水问题,出现了很多输水工程,这些工程主要是管道调水。管道与其他输水方式比较,其可以避免水在运输中蒸发和下渗,防止运输水过程出现污染问题,保证输水质量。管道输水工程,应结合输水规模、地质条件等条件明确管材和管径。

1 漏水原因分析

1.1 压力

管道漏水的主要原因是压力变化。管道运行水量结合城市用水量确定,通过管道调节阀门控制水压,增加或减少管道数量或不改变运行管道数量调节阀门的开度,进而减少水头损失。某输水工程管道是重力流运行管道,钢筋混凝土管的设计内水压力是0.4MPa,取水水位48m,进水的最低水位18m。水流运行压力过高,管道自身无法承受;压力太低,则不能满足水厂的进水要求。工程所在地区用水高峰期相当于平时用水量1.3倍,需要调整阀门对水压进行控制。漏水现象经常在启闭阀门后发生。一般来讲,启闭阀门改变了管道内压力,使管道内部水体振荡,当压力发生变化时,极有可能破坏管道受力较薄弱的承插口部位,引起漏水。

1.2 胶圈

钢筋混凝土管道施工中利用滚动就位的方式安装胶圈。选择胶圈直径时要考虑管道的不同直径,施工中采取胶圈的一半压缩量。管道在输水运行中,基于管道自重和水自重的共同影响,下部胶圈增加压缩量,顶部胶圈压缩量变小,直接威胁了顶部的密封性。当管道承受的水压出现变化时,顶部最薄弱的地方被突破。管道由于压力变化,顶部胶圈发生漏水,不是被挤出就是被吸进。

1.3 运行管理

长距离输水管道,在投入使用中经常会出现气体。如在管道开始、停止输水及调节流量的情况下,都会产生气体。因此长距离的输水管道系统在高点、转弯、辅助装置前后,以及高程变化大的位置安装了排气阀,通过排气阀排除管内的气体。如排气阀排气量较小或维修不当,造成锈蚀漏水无法顺利排气时,将严重影响管道的安全运行。具体从两个方面影响管道:(1)管内出现气体,增加管内混合压力。管内气体不能及时排出,必定减少管道过水断面,增加水阻,增大管内压力,增加通水难度,不利于管道正常供水。当管道内形成较大混合压力时,就会引发漏水问题。混合压力过大易造成漏水,需要打开管道沿线排气阀实施排气。(2)管内真空,形成负压。管道内水快速排空,排气阀损坏或进气量过小都会形成负压。为保证管道的安全,运行和不运行的管道都要保持满管。

2 治理方法

管道渗漏严重影响日常的供水。故必须在较短时间内处理管道渗漏的问题,尽快恢复管道接口的正常使用,接下来重点分析套箍法和堵漏剂封堵法。

2.1 套箍法

(1)开挖沟槽。管道发生渗漏时,应对此处的地下水位情况整体了解,采取合理的降水方法。开挖之前用降水井实施抽水,仔细检查水位降低的状况,水位到达管底50cm时实施开挖。

(2)套箍制作。为尽量延长使用时间,利用8mm以上钢板制作套箍,外侧做好防腐处理,沿轴线对称划分套箍,设计边缘坡口并焊接螺栓,外壁与排水阀门连接。结合渗漏情况确定排水阀门类型。某套箍法加工尺寸示意图如图1所示。

图1 套箍法

(3)漏点处理。关闭距离漏点上游较近的阀门,进一步实行检修,快速降低管道内部压力,减轻漏点喷水强度。在管道箍扣两辫套,用螺栓紧固,采取焊接法处理套箍,如图2所示。合理调节套箍的位置,冲洗混凝土管道内壁,并利用直径为1.5d油麻辫密实进行填打,保证油麻封堵位置无渗水现象。同时,利用膨胀水泥封堵,其中膨胀水泥与石膏配比为10∶1,结合填堵材料用量和填堵速度,对氯化钙含量合理调整,利用水转成团判定干稀程度,松手后变成松散状为最佳。停水状态进行套箍焊接与填打油麻辫操作,填堵膨胀水泥能保持供水状态,即带水也可以操作。当膨胀水泥达到强度要求时,关闭套箍上的排水阀门。

(4)沟槽回填。沟槽达到半管位置时,采取中砂进行回填,具体由沟槽两侧对称向槽内填料;采取土料回填其他位置,入槽保持均匀,防止集中推入。

图2 漏点处理焊接图

2.2 堵漏剂封堵法

关闭与漏点上游距离较近的阀门,当管道压力降低到漏点喷水时实施。清理施工表面并凿毛;承插口存在的缝隙使用封堵剂实现封堵;将两侧承插口分别外延且涂刷防水剂;承插口利用结构修补剂涂抹成八字坡,还要涂刷柔性防水剂。

套箍法与堵漏剂法处理效果对比如表1所示。

表1 两种方法对比

3 解决管道渗漏问题的对策

3.1 完善管道结构设计

对管道综合设计,使管道的强度与稳定性满足要求。合理设计管道结构,对检验位置反复计算。从设计源头对管道渗漏进行控制。设计人员应严格考察施工环境,全面了解施工现场的情况,科学选择管径和管材,并对管道壁厚及埋深度科学明确,保证现场施工满足设计方案的要求。若在改建道路下埋设工程钢管,改建重铺的路面将比原路面高,管道相应也增加了埋深度。此时,需要对管道壁增加抵抗外压,或通过钢筋混凝土外包方法实现防护。否则,管道将发生变形,甚至引起接口开裂。设计人员为交叉穿越路段制定防护方案,在下穿道路采取套管防护措施,防止管道承受汽车荷载而出现变形;管道与河流下穿位置设计宾格石笼,以达到防冲目的,减轻河流对管材造成的冲刷破坏。

此外,设计人员将镇墩设置在管道拐弯处,减弱水流冲击管道的强度,避免管道发生移动,增强刚性管道接口的紧固性,避免拉伸柔性管道使其变形。避免在薄弱位置出现渗漏。设计人员依据不同的施工环境实行设计,避免采用相同形式的断面。

3.2 提高施工质量

对建设项目来讲施工质量非常关键。首先,施工之前科学设计操作方案,并反复检验该方案。合理的施工方案,能提高施工质量,保证施工工期。施工中,应根据方案落实各项工作。当管道施工地点属不良地质时,科学使用换填的方式,合理选择开发材料,按照设计标准回填材料。当在地下水区域开展开挖工作,注意利用科学方法实行排水操作,防止地下水对项目质量造成影响。在管道安装中,相关人员应默契配合,防止吊装出现碰撞。

(1)注意检查井和连接井施工质量。首先,保证检查井砌筑砂浆的饱满度,全面勾缝避免出现遗漏;抹面前表面要清洁和湿润,抹面时做好压光收浆和养护工作;当出现地下水时,应随着砌筑完成抹面与勾缝操作,避免在回填后实行抹面或勾缝。其次,连接检查井的管外表面事先湿润并涂刷一层均匀的水泥原浆,浆座就位后在处理内外抹面,避免渗漏。

(2)保证闭水段封口的密实度。闭水段封口不够密实,砌堵之前应清洗管口0.5m左右的管内壁,涂刷水泥原浆时,润湿使用的砖块以便备用;砌堵砂浆标号应不低于M7.5,且保证具有较好的稠度;利用标号不低于M15的水泥砂浆进行勾缝与抹面,管径较大时而内外双面较小时仅做单面勾缝或抹面;抹面应根据防水的五层施工法施工,保证施工质量。另外,在管内底布置排水孔,从而有效排出积水。

(3)注意采取合格的打压试验。首先,使用弹簧压力计时应保证较高的精度,设计最大量程为1.3~1.5倍试验压力,使用之前应进行校正。其次,试验压力为0.35MPa,恒压5min,保证不会出现渗漏问题,客观说明接缝压力操作符合要求。最后,如果压力不断降低,则仔细检查仪器和试验通路机接缝,找到降低压力的原因:如密封圈受损,此时需要抽出管件,及时替换密封圈,之后铺设管件。

3.3 严格管理施工材料

企业采购施工材料时,必须严格控制,保证使用质量合格的产品材料,并且获得充分利用。采购管材时需要相关部门出具合格的检验报告,并仔细评估管道的外观,保证表面平整,没有破损,及时返还存在问题的管道。

4 结束语

管道工程具有一定的隐蔽性,其施工质量好坏对工程今后的运行效果造成直接影响,强化施工监理和提高施工水平是保证输水工程质量的主要内容,也是主体工程创优的基础。经过文章研究总结,及时避免了输水工程管道的渗漏问题,提升了管道安装水平,为今后施工奠定基础,也希望文章为其他管道工程提供参考,保证施工质量。

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