市政排水管道閉水試驗有關(guān)問題探討

王廣林

(中國水利水電第十一工程局有限公司，鄭州 450000)

1 工程概況

倉儲二街道路為新建城市主干路，道路整體為南北走向，南邊與商登高速路相接，北邊與倉儲四路相連，倉儲二街全線長0.3829km。按照市政規(guī)劃，倉儲二街污水系統(tǒng)共由規(guī)劃一路-園博路、園博路-西氣東輸管道、倉儲五街-公園北一路等五個系統(tǒng)構(gòu)成，上述污水系統(tǒng)的污水管均按照開槽方式施工，污水管開挖施工過程中均使用工程性能良好的聚乙烯(Polyethylene，PE)波紋管材料，管材頂面所增設的覆土層其厚度如果達不到6.0m則波紋管設計剛度等級應控制在5.0kN/m2，如果管材頂面覆蓋土層的實際厚度比6.0m大，則管材的設計剛度等級應按照13.5kN/m2進行控制；污水管道埋深在5.0m以內(nèi)時，基底鋪設厚度15cm的中粗砂，污水管道埋深在5.0m以上時，基底鋪設厚度20cm的中粗砂。

按照相關(guān)規(guī)范的要求，各類型市政管道工程均必須在施工結(jié)束回填前必須按設計要求進行閉水試驗[1]。具體過程見圖1。

2 試驗準備

閉水試驗又稱為蓄水試驗，進行試驗時，必須將待檢驗性能的管段兩端承口采用適當?shù)拇胧┎凑赵O計要求封堵，再從下游管段按照由下至上的試驗程序勻速緩慢加水，待注滿后浸泡至少24h，并待試驗水頭達到設計水頭后開始計時，同時觀測管道滲水情況，在每30min的觀測時間內(nèi)至少測量3次，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范進行實測滲水量值的計算。

在進行本市政工程排水管道閉水試驗前，必須充分了解該工程排水管道長度、規(guī)格及分布情況，并按照排水井井距進行試驗井的選取，試驗井連續(xù)的情況應控制在5個以內(nèi)，若某管段內(nèi)徑較大，>0.70m時，則應針對至少1/3的排水管道展開此次試驗和檢測。并按照規(guī)范要求的封堵方案進行封堵。若采用砌體堵管，則應養(yǎng)護3-4d并使其實際強度達到96%-100%。

圖1 市政排水管道閉水試驗示意圖

3 試驗過程

3.1 試驗水頭的確定

按照相關(guān)規(guī)范的要求，凡是進行市政給排水管道閉水試驗及檢驗處理的情況下，均應嚴格遵守試驗方案并結(jié)合工程實際進行試驗參數(shù)的選擇及試驗過程的展開，并采取有利于試驗進行及保證試驗結(jié)果真實準確的方法分隔待試驗管段，將待試驗管段所有的預留孔統(tǒng)統(tǒng)封閉處理，以防因為預留孔洞等人為因素導致滲水；管段兩端堵板的承載力設計值應至少為待試驗管段水壓力合計值；若管段上游水頭設計值低出管頂內(nèi)壁高，則試驗水頭為試驗段管頂內(nèi)壁高度+2.0m；相反，應為試驗段上游設計水頭+2.0m；若根據(jù)上述原則確定出的試驗水頭不足10.0m，則應重新確定試驗水頭。

3.2 實測滲水量

計時時間應定在試驗水頭整好與設計水頭吻合的時間，在兩個時間相吻合后還應觀測管壁實際滲水量，如果存在滲水，應根據(jù)滲水的速率合理確定注水量，以便確保試驗水頭保持穩(wěn)定。實測滲水量按照下式計算：

q=W/(T×L)

(1)

式中：q為待檢測管道內(nèi)滲水量的實際檢測結(jié)果，m3/km；W為根據(jù)滲水速率所確定出的補充注水規(guī)模，L；T為觀測時間的實際值，min；L為待試驗管段的實際長度，m。

3.3 試驗方法

閉水試驗開始后應在試驗段內(nèi)連續(xù)充水至設計水位，且將井內(nèi)水位與管頂?shù)木嚯x保持在2.0m以上，并在規(guī)定時間段內(nèi)進行管道滲水情況觀察，具體所付出的對管壁滲水的考察時間不應當比半小時短上。還應當按照滲水所引起的管道內(nèi)水面的下降速率和規(guī)模計算出實際滲水量，如計算量在設計值范圍內(nèi)即為合格。

滲水量測試時間為30min時，單位管段晝夜?jié)B水量按下式確定：

Q=48q×(1000/L)

(2)

式中：Q為單位管段晝夜?jié)B水量，m3/km；其余參數(shù)含義同前。當Q≤滲水量允許值時，則視為試驗合格。

對市政給排水管道實際進行充水試驗和檢驗時，應當采取水位標尺等儀器測定水位升降的具體程度，并通過水位測針具體測定實際水位與管壁滲水規(guī)模，并將水位測針的讀數(shù)精度控制在1.0mm以內(nèi)。充水到設計水深后開始滲水量測定的時間間隔應至少為24h，水位初讀數(shù)測讀與第二次讀數(shù)測讀之間的時間間隔應控制在1/2h。

3.4 封堵方法

1)封堵氣囊法：

封堵氣囊的材料和性能是該方法檢測過程及結(jié)果精度保證的關(guān)鍵，氣囊一般采用高分子橡膠材料并按照規(guī)范要求制成，在使用氣囊進行管段密封的過程中必須借助氣囊材料所具備的較的膨脹性能確定使用位置，并最大限度地保證氣囊和給排水管道內(nèi)壁貼合，有效止水。封堵氣囊法操作簡便，拆卸方便，試驗開始時只需將氣囊封堵在排水管道的承口兩側(cè)，通過空壓機加壓至設計壓力，再通過氣囊所具有的高膨脹性能實現(xiàn)管道堵水。待閉水試驗完成后，將排水管道內(nèi)的試驗用水抽除，并打開卸壓閥，將氣囊結(jié)構(gòu)抽出后按同樣操作進行下一管段封堵。

考慮到材料性能及規(guī)格尺寸等方面的差異，若氣囊型號規(guī)格尺寸偏大，則封堵試驗過程中可能會發(fā)生氣囊材料褶皺，引發(fā)側(cè)漏問題。為保證封堵的密實性，必須在充分了解氣囊特性的基礎上加強其規(guī)格型號的選擇與控制。

2)磚墻法：

與其余封堵技術(shù)相比，磚墻法較為成熟，且操作簡便，常用于市政給排水工程自檢等方面，但是對于口徑較大的管材，由于本市政給排水工程管道上游具有強大的水頭壓力，僅砌筑1道磚墻則很難保證堵水的實際效果，必須砌筑至少2道磚墻以取得較好的堵水密封效果，不利于施工進度控制。此外，大部分市政給排水管道均在管道覆土后進行閉水試驗，管道封堵通常在檢查井位進行，對于深度大且內(nèi)部空間狹小的檢查井，磚墻法在實施方面存在很大困難，而且在拆除方面也面臨工程量大，拆除技術(shù)選擇等難題，如果拆除方案設計錯誤或拆除施工工效不高，會在管段內(nèi)遺留壩頭，在工程后續(xù)運行中容易堵塞管道。

3)機械封堵法：

與其他方法相比不，該方法操作過程簡單，但鋼板和止水橡圈加工成本較高，為增強密封質(zhì)量，要求管道承口部位應無毛刺、結(jié)疤等問題?？紤]到大口徑管道試驗過程中所產(chǎn)生的水頭壓力較大，僅通過外支撐也較難保證密封的徹底性，容易出現(xiàn)試驗水側(cè)漏等問題，影響試驗結(jié)果。

對于市政排水管道閉水試驗過程中管道的封堵，可參考以上封堵方案，也可因地制宜結(jié)合工程實際采用更加快捷高效的封堵方案[2]。綜合考慮上述密封技術(shù)的優(yōu)劣、施工成本及適用范圍，倉儲二街污水系統(tǒng)排水管道閉水試驗封堵方法采用封堵氣囊法。

3.5 試驗結(jié)果

本市政排水管道采用鋼筋混凝土管材，滲水量的實際檢測結(jié)果必須控制在以下公式所規(guī)定的范圍，才能按照相關(guān)規(guī)范要求確保管道閉水試壓過程的科學性和結(jié)果的合格性。

q=0.0046Di

(3)

式中：q為24h閉水試驗所得到的滲水量的允許值，m3/km；Di為市政給排水管道的內(nèi)徑取值，mm，根據(jù)施工設計報告選取。根據(jù)上述分析過程及本市政排水工程實際情況，其給排水管道閉水試驗結(jié)果見表1。

表1 市政工程給排水管道閉水試驗結(jié)果

4 結(jié) 論

由文章分析可知，城市污水管網(wǎng)對于城市公共工程的順利運行尤為重要，加強對污水管網(wǎng)的建設能有效避免污水亂排及無處理排放等問題，為此，在市政工程全部管道施工過程結(jié)束后，施工方應會同監(jiān)理方嚴格根據(jù)現(xiàn)行水壓試驗規(guī)范的具體要求進行市政排水管網(wǎng)施工質(zhì)量的檢驗與評價，保證市政工程的順利運行和社會效益的順利發(fā)揮。