城镇给排水检查井的破坏形式研究

李 占 伟

(中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430074)



城镇给排水检查井的破坏形式研究

李 占 伟

(中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430074)

对城镇检查井的老化、渗漏、腐蚀和结构性破坏等常见的破坏形式进行了研究，提出了检查井不同破坏形式的破坏强度等级的划分方法，为检查井的修复和治理提供了便利。

检查井，破坏形式，破坏强度等级，地下管网

0 引言

我国虽然管网建设较快，但城市地下管网建设速度跟不上城市发展的步伐，是城市整体发展中的“弱项”，从武汉、南宁、合肥、常州、南京、南昌、昆明等城市“逢雨必涝”“城市看海”的频发就可明显看出，而专门针对城镇给排水检查井的研究更是少见，目前国内也没有相关规范对检查井的破坏形式和破坏等级进行划分。

检查井是市政管线的附属构造物，是确定地下设施状况的关键通道，所以被称为管道系统的“窗口”[1]。由城市管网的规模可知城市检查井的数量是非常巨大的，综合运维成本也很高，对城市的正常运转、市民日常活动有重大影响[2]。

1 检查井常见的破坏形式

检查井破坏形式多种多样，但主要由上部车辆动荷载、生物化学腐蚀、地下水、周边地基沉降、寒冷天气下的冻融循环以及施工不规范等因素造成。通常情况下，运行一段时间后检查井会发生老化、井盖变形、井周路面开裂或者沉陷、井壁腐蚀、井壁结构性破坏、井壁渗漏等病害[3-7]。但对于检查井井内部分来说主要会发生以下破坏：

1)老化。检查井制作材料在受到热、氧、水、微生物、化学介质等各种条件的交合作用时，其构造和化学成分会慢慢发生改变，如图1a)所示，发生发硬、变脆、强度降低等物理性质的变化。

2)渗漏。造成检查井筒壁渗漏的原因很多，既有可能是检查井材料质地疏松造成的渗漏，也有可能是检查井后期受雨水冲刷发生局部破坏，如图1b)所示。

3)腐蚀，如图1c)所示。在混凝土检查井和污水管网普查中，由腐蚀造成的破坏占比达到了3/4，排在首位。检查井井筒发生的主要是生物化学腐蚀，管道底部的淤泥层是微生物繁殖的温床[8]。调查表明污水管道中主要有甲烷(65%左右)，氢气(0.2%)，硫化氢(0.1%)等毒爆炸性气体[9]，日常生活污水中也含有20 mg/L～100 mg/L的硫酸盐，硫化氢在硫氧化菌(硫酸杆菌)的作用下，遇氧变成硫酸[10,11]，加上水力的作用，井壁就会不断被腐蚀[12,13]。

4)结构破坏。地面车辆的冲击荷载、地基的不均匀沉降、雨水的冲刷、不规范的支管安装穿越检查井以及老化腐蚀等因素均可能会造成检查井井筒的局部松动、脱落甚至坍塌等结构性破坏，如图1d)所示。

2 破坏强度等级划分

民用建筑混凝土构件主要从承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)和裂缝等几个方面评定其安全性，分别评定每一项的等级，然后按照其中评定最低的一级作为其安全性等级[14]。

需要说明的是，检查井发生破坏特别是结构性破坏时通常是几种破坏形式同时存在，不同的破坏形式间相互影响加快了每个破坏形式的发展规模和速度。

CJJ 181—2012城镇排水管道检测与评估技术规程中对管道裂缝(隙)进行了不同破坏程度的等级划分，检查井与管道同属于圆筒结构，管道中有关裂缝(隙)缺陷的研究可以作为重要的借鉴，现把检查井裂缝(隙)缺陷等级做划分，见表1。

表1 裂缝(隙)缺陷等级划分

检查井的破坏往往都是从表面的腐蚀开始的，腐蚀严重的检查井不仅会导致渗漏、抹面脱落等功能性缺陷，还会损伤检查井的结构，因此在检查井的日常检测过程中必须重视其腐蚀情况。

腐蚀缺陷等级划分见表2。

腐蚀严重的检查井见图2。

表2 腐蚀缺陷等级划分

检查井爬梯(有的文献中称为“踏步”)不仅会破坏检查井结构的整体性，在日积月累的踩踏、腐蚀中不可避免的会出现锈蚀和松动的情况，爬梯的锈蚀、松动情况不仅会使其与检查井壁的接触处的缝隙增大，还会加快井壁的腐蚀和结构破坏。爬梯缺陷等级的划分如表3所示。

表3 爬梯缺陷等级划分

根据Joanne B.Hughes[15]对井渗漏的研究，将井渗漏分为无渗漏、滴漏(weeper，像眼泪一样慢慢出现)、线漏(dripper，像水滴一样快速形成并一滴滴的滴落)、涌漏(runner，水从裂缝或空隙涌出但并没受压形成喷涌)和喷漏(gusher，水在压力下喷涌而出)五个类型。渗漏缺陷等级1～4的划分依次对应滴漏至涌漏的4个等级，如表4所示。

表4 渗漏缺陷等级划分

检查井的设计使用年限一般是50年，超过这一年限就必须进行维护和修复。《建筑工程质量管理条例》[16]第四十条规定了建筑工程的最低保修年限，给排水管道的保修年限仅为两年(给排水管道通常情况下部分长期浸泡于污水或雨水中，与检查井所处环境不同，不予采纳)，防水防渗性工程的保修年限为5年(检查井设计中也有相应的防渗要求，比较符合)，综合考虑使用年限、所处环境，本文把检查井的使用年限分为4个类别(见表5)。

3 结论和建议

表5 服务年限等级划分

1)分析和研究了检查井的老化、渗漏、腐蚀和结构性破坏等主要破坏形式，检查井的破坏形式除了以上四种外，还有沉陷、移位、支管暗接等不同破坏形式，有待国内专家学者的进一步研究；

2)提出了检查井不同破坏形式破坏等级的划分方法，为检查井修复更新方法的选择提供了依据。

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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

李占伟(1989- )，男，在读硕士

TU992

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