提高城鎮(zhèn)新建污水管道閉水試驗(yàn)合格率的研究

要鵬飛

中國(guó)水利水電第四工程局有限公司勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 青海 西寧 810000

1 引言

在市政工程中，管道施工占有重要的位置。城鎮(zhèn)新建污水管道為地下隱蔽工程，其運(yùn)行后，管道水中含有一定的腐蝕性成分，如果管道的嚴(yán)密性不好，則會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的污染。因此，污水管道必須在嚴(yán)密性試驗(yàn)合格后方可投入運(yùn)行，且管道的閉水試驗(yàn)是竣工驗(yàn)收的一項(xiàng)重要檢查內(nèi)容。本項(xiàng)目所施工管道多為鋼筋混凝土無(wú)壓排水管道，其受制作和施工工藝的影響，新建管段可能會(huì)存在滲水現(xiàn)象。本項(xiàng)目采用閉水試驗(yàn)進(jìn)行管道的功能性試驗(yàn)，來(lái)檢測(cè)管道的嚴(yán)密性，以減少污水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。

在管道施工及閉水試驗(yàn)過(guò)程中，受地基基礎(chǔ)狀況，混凝土預(yù)制件質(zhì)量，管道安裝、接口處理和管頭封堵效果等因素的作用，影響管道施工質(zhì)量和閉水試驗(yàn)合格率。因此，考慮通過(guò)加強(qiáng)混凝土預(yù)制件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、規(guī)范管道的施工技術(shù)和指導(dǎo)管道閉水試驗(yàn)的開展，來(lái)提高城鎮(zhèn)新建污水管道閉水試驗(yàn)的合格率，以改善給水排水管道及構(gòu)筑物的施工質(zhì)量。

2 工程概況

蔡甸東部區(qū)域清水入江PPP項(xiàng)目位于湖北省武漢市蔡甸區(qū)，本項(xiàng)目的實(shí)施是貫徹落實(shí)國(guó)家、湖北省、武漢市有關(guān)治水政策的重要舉措，是推進(jìn)蔡甸區(qū)城市建設(shè)，緩解生態(tài)環(huán)境與發(fā)展矛盾，進(jìn)一步改善城市基礎(chǔ)設(shè)施條件，促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)的有力保障。作為長(zhǎng)江大保護(hù)新建排水管道工程的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，通過(guò)全面實(shí)行雨污分流，將大幅推進(jìn)和改善水生態(tài)環(huán)境文明建設(shè)，保障居民的身體健康，營(yíng)造優(yōu)美和諧的城市景觀。項(xiàng)目建成后，將完善片區(qū)雨污分流功能，提升湖渠水體功能，改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量和漢江、長(zhǎng)江的水體水質(zhì)。

本項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容包括城關(guān)片區(qū)雨污分流改造工程、張灣片區(qū)雨污水管網(wǎng)完善工程及湖泊片區(qū)綜合治理工程。其中，城關(guān)片區(qū)北起蔡江路、南至成功大道、西起西環(huán)路、東至五賢北路，片區(qū)總面積約16.5km2，新建雨水管網(wǎng)34km、污水管網(wǎng)55km，對(duì)該區(qū)域內(nèi)的雨污水系統(tǒng)進(jìn)行分流與改造。

3 影響閉水試驗(yàn)合格率的因素

圖2 影響閉水試驗(yàn)合格率的因素

4 混凝土預(yù)制件的進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收

使用于工程建設(shè)的給水排水管道及原材料、半成品、成品等產(chǎn)品的品牌、規(guī)格、性能等必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。管材、井室等預(yù)制件進(jìn)場(chǎng)后，做好質(zhì)量驗(yàn)收，復(fù)驗(yàn)合格，方可投入使用。若存在質(zhì)量缺陷或有不合格品，嚴(yán)禁使用。

4.1 資料檢查

檢查混凝土預(yù)制件是否有出廠檢測(cè)報(bào)告，檢測(cè)報(bào)告中各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)是否達(dá)到規(guī)范要求。

4.2 外觀及幾何尺寸檢查

檢查是否存在露筋、裂縫等；目測(cè)管體表面有無(wú)蜂窩、麻面、粘皮和脫落等；管端有無(wú)碰傷，管體外表面有無(wú)凹坑；檢查管長(zhǎng)、壁厚、管徑（內(nèi)、外徑）、彎曲度等是否滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。此外，橡膠密封圈外觀應(yīng)光滑平整，無(wú)裂縫、破損、氣孔、重皮等缺陷，物理性能應(yīng)符合規(guī)范相關(guān)要求。

4.3 強(qiáng)度檢測(cè)

鋼筋混凝土排水管的功能是由管壁混凝土的強(qiáng)度所控制。應(yīng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)的預(yù)制件逐個(gè)進(jìn)行回彈強(qiáng)度檢測(cè)，強(qiáng)度不能達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的，一律嚴(yán)禁使用。過(guò)程中，委托具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位抽樣檢測(cè)管材外壓荷載，檢測(cè)其抗裂荷載和破壞荷載是否能夠滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5 規(guī)范污水管道的施工技術(shù)

5.1 管道基礎(chǔ)施工

管道溝槽形成后，采用圓錐動(dòng)力觸探及時(shí)對(duì)原狀土地基進(jìn)行承載力檢測(cè)；當(dāng)?shù)鼗休d力滿足設(shè)計(jì)要求后，施工管道砂石墊層和進(jìn)行管道安裝；當(dāng)槽底地基土壤含水量較大，不適于壓實(shí)時(shí)，或經(jīng)檢測(cè)地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采取地基加固或換填等有效措施，處理后并檢測(cè)地基承載力或壓實(shí)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，避免和減少管道出現(xiàn)不均勻沉降，影響閉水試驗(yàn)合格率。作業(yè)中各工序要銜接良好，工序轉(zhuǎn)換時(shí)要嚴(yán)格驗(yàn)收。另外需注意，在溝槽整個(gè)施工過(guò)程中，不得帶水作業(yè)，應(yīng)保證溝槽內(nèi)無(wú)積水。

5.2 管節(jié)及附屬構(gòu)筑物施工

現(xiàn)場(chǎng)要采取有效措施防止和減少混凝土預(yù)制件受到損壞；下管前進(jìn)行外觀檢查，若發(fā)現(xiàn)裂縫、保護(hù)層脫落、空鼓、接口掉角等缺陷，應(yīng)立即進(jìn)行缺陷修補(bǔ)，且經(jīng)鑒定合格后方可使用，下管時(shí)避免碰撞；管節(jié)安裝時(shí)，宜自下游開始，承口朝向施工前進(jìn)方向，隨時(shí)清理管道內(nèi)的雜物，尤其保證接口縫內(nèi)要潔凈；管節(jié)放在基礎(chǔ)上后即進(jìn)行校正、找直，并復(fù)核高程，校正時(shí)，保證對(duì)接平順，管道接口間要保留一定的間隙，一般為10mm；接口處橡膠密封圈就位準(zhǔn)確，安裝穩(wěn)固，止水嚴(yán)密可靠，且不得受損；管節(jié)安裝完成后，接口處應(yīng)做好砂漿勾縫或混凝土包封，勾縫、包封應(yīng)密實(shí)、光潔、平整，并壓漿收光；管壁與檢查井接觸處應(yīng)嚴(yán)密；井筒安裝時(shí)，水泥砂漿應(yīng)勾縫密實(shí)、坐漿飽滿，以確保達(dá)到良好的防水效果；如采用磚砌檢查井，井內(nèi)、外壁均用防水砂漿進(jìn)行抹面，并檢查砂漿抹面厚度。勾縫和抹面用的水泥砂漿標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于M15，拌制砂漿的原材料及強(qiáng)度應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)要求。同時(shí)，加強(qiáng)砂漿和混凝土凝結(jié)硬化期間的養(yǎng)護(hù)。管節(jié)及附屬構(gòu)筑物每道安裝工序均要嚴(yán)格把關(guān)。

6 管道閉水試驗(yàn)的過(guò)程指導(dǎo)

溝槽回填前應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。閉水試驗(yàn)的管段按井距進(jìn)行分隔，抽樣選取，帶井試驗(yàn)。管道閉水試驗(yàn)應(yīng)按下列程序進(jìn)行：

6.1 檢查試驗(yàn)段外觀質(zhì)量

管道及檢查井外觀質(zhì)量應(yīng)驗(yàn)收合格，且均未回填，溝槽內(nèi)無(wú)積水；全部預(yù)留孔洞均已封堵，檢查井內(nèi)不做試驗(yàn)的管段已封堵好；各接口連接完好；除預(yù)留進(jìn)出水管外，端口封堵堅(jiān)固。發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)處理。

6.2 確定試驗(yàn)段

管道閉水試驗(yàn)宜自上游開始，依次向下游進(jìn)行。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，一次試驗(yàn)可不超過(guò)5個(gè)連續(xù)井段。當(dāng)管道內(nèi)徑大于700mm時(shí)，可按管道井段數(shù)量抽樣選取1/3進(jìn)行試驗(yàn)；試驗(yàn)不合格時(shí)，應(yīng)在原抽樣井段數(shù)量基礎(chǔ)上加倍進(jìn)行試驗(yàn)。

6.3 試驗(yàn)段管頭封堵

宜采用橡膠氣囊封堵。封堵前，先對(duì)氣囊進(jìn)行預(yù)充氣，在配件連接處及氣囊表面均勻涂抹肥皂水，以檢查配件連接和氣囊是否漏氣；檢查管道內(nèi)壁是否平整光滑，并清理管道內(nèi)部的尖銳物；將氣囊水平放置于管道內(nèi)進(jìn)行充氣；氣囊封堵后，在氣囊周圈涂抹防水砂漿，防止漏水和滲水。另外，應(yīng)核算試驗(yàn)段兩端堵頭承載力是否大于水壓力的合力。

6.4 試驗(yàn)段注水及浸泡

注水前，確認(rèn)檢查井內(nèi)是否干凈；注水期間，若管堵、管道、井身存在滲、漏點(diǎn)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理；試驗(yàn)段注滿水后，保證不低于24h的浸泡時(shí)間；浸泡期間，當(dāng)出現(xiàn)水位下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充水源，保持試驗(yàn)水頭的恒定。

6.5 試驗(yàn)水頭確定

試驗(yàn)段上游設(shè)計(jì)水頭不超過(guò)管頂內(nèi)壁時(shí)，試驗(yàn)水頭應(yīng)以試驗(yàn)段上游管頂內(nèi)壁加2m計(jì)；試驗(yàn)段上游設(shè)計(jì)水頭超過(guò)管頂內(nèi)壁時(shí)，試驗(yàn)水頭應(yīng)以試驗(yàn)段上游設(shè)計(jì)水頭加2m計(jì)；計(jì)算出的試驗(yàn)水頭小于10m，但已超過(guò)上游檢查井井口時(shí)，試驗(yàn)水頭應(yīng)以上游檢查井井口高度為準(zhǔn)。

6.6 滲水量觀測(cè)

采用水位測(cè)針或設(shè)置觀測(cè)標(biāo)尺測(cè)定水位，其精度應(yīng)達(dá)到0.1mm；從試驗(yàn)水頭達(dá)到規(guī)定水頭時(shí)開始計(jì)時(shí)，觀測(cè)管道的滲水量，觀測(cè)期間應(yīng)不斷地向試驗(yàn)段內(nèi)補(bǔ)水，直至觀測(cè)結(jié)束，保持試驗(yàn)水頭恒定。滲水量觀測(cè)時(shí)間不得小于30min。

6.7 滲水量計(jì)算

根據(jù)井內(nèi)水面的下降值計(jì)算滲水量。滲水量小于或等于表1中規(guī)定的允許滲水量時(shí)，管道閉水試驗(yàn)即為合格。在閉水試驗(yàn)合格后，及時(shí)進(jìn)行溝槽回填。

表1 無(wú)壓管道閉水試驗(yàn)允許滲水量

實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：q——實(shí)測(cè)滲水量[L/（min·m）]；

W——補(bǔ)水量（L）；

T——實(shí)測(cè)滲水觀測(cè)時(shí)間（min）；

L——試驗(yàn)管段的長(zhǎng)度（m）。

管道內(nèi)徑大于表1時(shí)，實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)小于或等于按下式計(jì)算的允許滲水量：

式中：q——允許滲水量（m3/24h·km）；

Di——管道內(nèi)徑（mm）。

考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)取水和排水的緣由，閉水試驗(yàn)合格后，管段內(nèi)存水可暫不排放，待下一管段試驗(yàn)時(shí)重復(fù)利用，最終試驗(yàn)完成后再進(jìn)行抽排。

7 結(jié)語(yǔ)

雨污水管網(wǎng)改造是當(dāng)前城市建設(shè)與發(fā)展的需要，對(duì)城市建設(shè)與發(fā)展具有重要的意義。基于目前情況，管道施工質(zhì)量對(duì)雨污分流改造及排水系統(tǒng)完善工程至關(guān)重要。本文以提高城鎮(zhèn)新建污水管道閉水試驗(yàn)合格率為研究?jī)?nèi)容，通過(guò)對(duì)混凝土預(yù)制件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、管道的規(guī)范施工、閉水試驗(yàn)的嚴(yán)格把控，來(lái)加強(qiáng)施工過(guò)程的檢查與指導(dǎo)力度，不斷提高質(zhì)量管理意識(shí)，認(rèn)真進(jìn)行中間驗(yàn)收，系統(tǒng)探究提高閉水試驗(yàn)合格率的應(yīng)用方法。研究結(jié)果表明：采取以上措施，切實(shí)能夠提高城鎮(zhèn)新建污水管道閉水試驗(yàn)的合格率，改善給水排水管道及構(gòu)筑物施工質(zhì)量，為后續(xù)城鎮(zhèn)污水管道工程的建設(shè)和閉水試驗(yàn)的實(shí)施提供有價(jià)值的參考意見(jiàn)。