市政排水管道闭水试验有关问题探讨

王广林

(中国水利水电第十一工程局有限公司，郑州 450000)

1 工程概况

仓储二街道路为新建城市主干路，道路整体为南北走向，南边与商登高速路相接，北边与仓储四路相连，仓储二街全线长0.3829km。按照市政规划，仓储二街污水系统共由规划一路-园博路、园博路-西气东输管道、仓储五街-公园北一路等五个系统构成，上述污水系统的污水管均按照开槽方式施工，污水管开挖施工过程中均使用工程性能良好的聚乙烯(Polyethylene，PE)波纹管材料，管材顶面所增设的覆土层其厚度如果达不到6.0m则波纹管设计刚度等级应控制在5.0kN/m2，如果管材顶面覆盖土层的实际厚度比6.0m大，则管材的设计刚度等级应按照13.5kN/m2进行控制；污水管道埋深在5.0m以内时，基底铺设厚度15cm的中粗砂，污水管道埋深在5.0m以上时，基底铺设厚度20cm的中粗砂。

按照相关规范的要求，各类型市政管道工程均必须在施工结束回填前必须按设计要求进行闭水试验[1]。具体过程见图1。

2 试验准备

闭水试验又称为蓄水试验，进行试验时，必须将待检验性能的管段两端承口采用适当的措施并按照设计要求封堵，再从下游管段按照由下至上的试验程序匀速缓慢加水，待注满后浸泡至少24h，并待试验水头达到设计水头后开始计时，同时观测管道渗水情况，在每30min的观测时间内至少测量3次，并根据相关规范进行实测渗水量值的计算。

在进行本市政工程排水管道闭水试验前，必须充分了解该工程排水管道长度、规格及分布情况，并按照排水井井距进行试验井的选取，试验井连续的情况应控制在5个以内，若某管段内径较大，>0.70m时，则应针对至少1/3的排水管道展开此次试验和检测。并按照规范要求的封堵方案进行封堵。若采用砌体堵管，则应养护3-4d并使其实际强度达到96%-100%。

图1 市政排水管道闭水试验示意图

3 试验过程

3.1 试验水头的确定

按照相关规范的要求，凡是进行市政给排水管道闭水试验及检验处理的情况下，均应严格遵守试验方案并结合工程实际进行试验参数的选择及试验过程的展开，并采取有利于试验进行及保证试验结果真实准确的方法分隔待试验管段，将待试验管段所有的预留孔统统封闭处理，以防因为预留孔洞等人为因素导致渗水；管段两端堵板的承载力设计值应至少为待试验管段水压力合计值；若管段上游水头设计值低出管顶内壁高，则试验水头为试验段管顶内壁高度+2.0m；相反，应为试验段上游设计水头+2.0m；若根据上述原则确定出的试验水头不足10.0m，则应重新确定试验水头。

3.2 实测渗水量

计时时间应定在试验水头整好与设计水头吻合的时间，在两个时间相吻合后还应观测管壁实际渗水量，如果存在渗水，应根据渗水的速率合理确定注水量，以便确保试验水头保持稳定。实测渗水量按照下式计算：

q=W/(T×L)

(1)

式中：q为待检测管道内渗水量的实际检测结果，m3/km；W为根据渗水速率所确定出的补充注水规模，L；T为观测时间的实际值，min；L为待试验管段的实际长度，m。

3.3 试验方法

闭水试验开始后应在试验段内连续充水至设计水位，且将井内水位与管顶的距离保持在2.0m以上，并在规定时间段内进行管道渗水情况观察，具体所付出的对管壁渗水的考察时间不应当比半小时短上。还应当按照渗水所引起的管道内水面的下降速率和规模计算出实际渗水量，如计算量在设计值范围内即为合格。

渗水量测试时间为30min时，单位管段昼夜渗水量按下式确定：

Q=48q×(1000/L)

(2)

式中：Q为单位管段昼夜渗水量，m3/km；其余参数含义同前。当Q≤渗水量允许值时，则视为试验合格。

对市政给排水管道实际进行充水试验和检验时，应当采取水位标尺等仪器测定水位升降的具体程度，并通过水位测针具体测定实际水位与管壁渗水规模，并将水位测针的读数精度控制在1.0mm以内。充水到设计水深后开始渗水量测定的时间间隔应至少为24h，水位初读数测读与第二次读数测读之间的时间间隔应控制在1/2h。

3.4 封堵方法

1)封堵气囊法：

封堵气囊的材料和性能是该方法检测过程及结果精度保证的关键，气囊一般采用高分子橡胶材料并按照规范要求制成，在使用气囊进行管段密封的过程中必须借助气囊材料所具备的较的膨胀性能确定使用位置，并最大限度地保证气囊和给排水管道内壁贴合，有效止水。封堵气囊法操作简便，拆卸方便，试验开始时只需将气囊封堵在排水管道的承口两侧，通过空压机加压至设计压力，再通过气囊所具有的高膨胀性能实现管道堵水。待闭水试验完成后，将排水管道内的试验用水抽除，并打开卸压阀，将气囊结构抽出后按同样操作进行下一管段封堵。

考虑到材料性能及规格尺寸等方面的差异，若气囊型号规格尺寸偏大，则封堵试验过程中可能会发生气囊材料褶皱，引发侧漏问题。为保证封堵的密实性，必须在充分了解气囊特性的基础上加强其规格型号的选择与控制。

2)砖墙法：

与其余封堵技术相比，砖墙法较为成熟，且操作简便，常用于市政给排水工程自检等方面，但是对于口径较大的管材，由于本市政给排水工程管道上游具有强大的水头压力，仅砌筑1道砖墙则很难保证堵水的实际效果，必须砌筑至少2道砖墙以取得较好的堵水密封效果，不利于施工进度控制。此外，大部分市政给排水管道均在管道覆土后进行闭水试验，管道封堵通常在检查井位进行，对于深度大且内部空间狭小的检查井，砖墙法在实施方面存在很大困难，而且在拆除方面也面临工程量大，拆除技术选择等难题，如果拆除方案设计错误或拆除施工工效不高，会在管段内遗留坝头，在工程后续运行中容易堵塞管道。

3)机械封堵法：

与其他方法相比不，该方法操作过程简单，但钢板和止水橡圈加工成本较高，为增强密封质量，要求管道承口部位应无毛刺、结疤等问题。考虑到大口径管道试验过程中所产生的水头压力较大，仅通过外支撑也较难保证密封的彻底性，容易出现试验水侧漏等问题，影响试验结果。

对于市政排水管道闭水试验过程中管道的封堵，可参考以上封堵方案，也可因地制宜结合工程实际采用更加快捷高效的封堵方案[2]。综合考虑上述密封技术的优劣、施工成本及适用范围，仓储二街污水系统排水管道闭水试验封堵方法采用封堵气囊法。

3.5 试验结果

本市政排水管道采用钢筋混凝土管材，渗水量的实际检测结果必须控制在以下公式所规定的范围，才能按照相关规范要求确保管道闭水试压过程的科学性和结果的合格性。

q=0.0046Di

(3)

式中：q为24h闭水试验所得到的渗水量的允许值，m3/km；Di为市政给排水管道的内径取值，mm，根据施工设计报告选取。根据上述分析过程及本市政排水工程实际情况，其给排水管道闭水试验结果见表1。

表1 市政工程给排水管道闭水试验结果

4 结 论

由文章分析可知，城市污水管网对于城市公共工程的顺利运行尤为重要，加强对污水管网的建设能有效避免污水乱排及无处理排放等问题，为此，在市政工程全部管道施工过程结束后，施工方应会同监理方严格根据现行水压试验规范的具体要求进行市政排水管网施工质量的检验与评价，保证市政工程的顺利运行和社会效益的顺利发挥。