排水管道淤积物特性分析及清除措施

秦雅凝

摘要：排水管道淤积严重，会威胁城市排水系统的正常运行，导致污水回流和环境污染。对淤积物特性的分析，探讨了淤积物产生的原因及对城市环境的影响。通过介绍传统清淤技术，提出了创新的清淤方案。排水管道淤积物有泥沙、各种生活垃圾，而出现的原因有降雨时颗粒物沉积、管道设计缺陷、垃圾排放等。淤积物会影响生态环境，引发洪涝，产生污染以及增加维护成本。传统的清淤技术如机械清淤、高压冲洗等不适用于出现疑难问题的管道。清理淤积物的创新方案，如智能监测系统、无人机巡检、局部壁清洗等，既提高了清淤效率，也降低了维护成本。同时，深入了解淤积物特性以及采用创新的清淤方法可解决排水问题，保障城市排水通畅，降低洪涝风险，提高人民的生活质量，为城市可持续发展提供保障。

关键词：排水管道 淤积物 清淤技术 环境影响 创新解决方案

中图分类号：TU99

Analysis of the Characteristics of Sediment in Drainage Pipelines and Dredging Measures

QIN Yaning

（Qingdao Drainage Co.， Ltd.， Qingdao， Shandong Province， 266000 China）

Abstract： Severe siltation in drainage pipelines can threaten the normal operation of urban drainage systems， leading to sewage backflow and environmental pollution. This paper analyzes the characteristics of sediment， explores the causes of sediment and its impact on the urban environment， and proposes innovative dredging schemes by introducing traditional dredging techniques. Sediment in drainage pipelines include sediment and various kinds of household waste， and the reasons for its occurrence include particulate matter deposition during rainfall， pipeline design defects， waste discharge， etc. Sediment can affect the ecological environment， cause floods， generate pollution and increase maintenance costs. Traditional dredging techniques such as mechanical dredging and high-pressure flushing are not suitable for pipelines with difficult problems. Innovative solutions for sediment removal， such as intelligent monitoring systems， drone inspections and local wall cleaning， not only have improved dredging efficiency， but also reduced maintenance costs. At the same time， a deep understanding of the characteristics of sediment and the adoption of innovative dredging methods can solve drainage problems， ensure smooth urban drainage， reduce flood risks and improve people's quality of life， so as to provide guarantees for sustainable urban development.

Key Words： Drainage pipeline; Sludge; Dredging technology; Environmental impact; Innovative solution

城市的健康发展离不开稳定、畅通的排水系统，而排水管道淤积问题却常常影响着这一系统的正常运行。随着城市化进程的加速，排水管道淤积问题日益凸显，不仅影响污水的正常排放，还对城市环境造成了严重污染。为有效解决排水管道淤积问题，提高排水系统的运行效率，保护城市环境的清洁，本文对排水管道淤积物的特性、清除措施以及创新解决方案进行了深入探讨和分析。通过对现有清淤技术的研究和创新思考，旨在为排水管道淤积问题的解决提供一定的理论和实践指导，为城市排水系统的改进和优化提供参考依据。1 城市排水管道的现状

城市排水管道作为城市基础设施的重要组成部分，起着排放雨水和污水、维护城市环境卫生的关键作用。青岛市政排水系统已有120余年历史，采用先进的雨污分流规划，通过修建单独的污水管道进行分类排放和处理，以保证雨水管道的畅通。但随着城市化的快速发展，大部分市政排水设施都经历过不同程度的维修改造，无法继续满足城市发展的需要。为维护排水系统的稳定运行，保障城市环境的清洁和健康，城市迫切需要采取有效的清淤措施恢复排水管道的通畅状态[1]。2淤积物特性分析及淤积点产生原因2.1淤积物的来源及组成

城市排水管道内的淤积物来源广泛，其中包括雨水中的悬浮固体颗粒、生活污水中的有机废物和固体颗粒、排水管道内部的生物膜以及泥沙、石块、树叶等沉积杂物。这些淤积物在管道内逐渐沉积，导致管道截面变窄，从而使水流放缓。淤积物主要是由有机物、无机盐类、沙砾、悬浮物等组成。有机物在管道内易受微生物分解，产生有害气体并发出恶臭气味；无机盐类的沉积会增加管道的腐蚀性，缩短管道的使用寿命；而沙砾和悬浮物的堆积则导致管道的阻塞和水流不畅[2]。2.2淤积点产生原因

因为设计、施工及养管等方面的问题，排水管道几乎都存在不同程度的淤积现象。淤积点指排水管道中发生淤积的特定位置，其产生原因复杂多样。首先，现行的排水管道设计标准规定了最小设计流速，许多管道设计直接采用了最小管径和最小设计坡度，而在实际使用中管道是满负荷运行的，存在淤积隐患。管道内部的不平整表面和因地势的管道角度变化会引起水流流速的不均匀，从而促使悬浮物质在不通畅处沉积。管道内部的微生物和细菌会附着在管壁上，形成生物膜，进一步加剧淤积问题。城市建设和工程施工过程中会有大量的泥土、碎石、建筑废料等排入管道，导致管道内部杂物堆积；雨水冲刷的泥沙石块和树叶，污水携带的毛发、粪便、塑料袋及较大的食物残渣等会在管道内逐渐沉积，而形成较大的淤积物。淤积点产生的原因是多方面的，有人为因素也有环境因素。排水管道多位于城市道路中央，日常养护多受车流影响，因此养护疏通多于夜间作业，这影响了淤积物清除效果 [3]。3清淤工作的影响因素

清淤工作是确保城市排水系统正常运行的重要环节，然而其受到多种影响因素的制约。（1）气候因素。气候变化可能导致降雨量、降雪量等水文条件的变化，从而影响排水管道内的淤积物堆积。（2）城市规划和建设。城市的发展和建设可能导致排水系统的变动和改建，另外排水管道多置于城市道路地下，车流往来等因素也增加了清淤难度和频率。（3）管道材质和结构。淤积物对不同材质的管道的附着性和腐蚀性不同，这会影响清淤工作的方法和效果。此外，管道的结构和地势角度变化也会影响水流流速和淤积物的沉积情况，从而影响清淤工作的难度和效果。（4）社会经济因素。城市人口密集度、工业化程度等会影响排水系统的负荷情况，进而影响淤积物的产生和清淤需求。（5）人力、设备和资金的投入。这些资源的可用性和分配情况也会影响清淤工作的展开和效果[4]。4传统的清淤装置与清淤技术4.1人工绞车清淤法

人工绞车清淤法的优势在于适用性强，它能处理各种类型的淤积物，包括泥沙、异物等。人工绞车清淤法减少了管道清淤的难度，还可以在排水管道弯曲处和不规则形状的部位进行操作，保证了管道的全面清淤效果。然而，人工绞车清淤法也存在一些局限性。首先，由于操作需要人工深入管道内，对于较深的管道或难以进入的地方，操作可能受到限制；其次，绞车的绞刀需要定期维护和更换，以保证其工作效率和安全性。此外，人工绞车操作可能需要较多的人力和时间，工作效率相对较低[5]。4.2高压水射流技术

高压水射流技术在排水管道清淤领域具有广泛的应用，可以有效地清除各种类型的淤积物，包括泥沙、污垢物、树根等。高压水射流技术的优势在于彻底清洁且不会对管道造成损害。由于高速高压水流的冲击力和冲刷作用，淤积物能有效地被剥离，并将其冲刷至管道的出口。这种方法不需要使用化学物质，因此不会对环境产生污染，也不会对管道内部产生物理损伤。

此外，高压水射流技术具有操作的灵活性和高效性。喷头的设计可以适应不同管道尺寸和形状，特别是疑难管道，保证了清淤的全面性，使得清淤作业更灵活。同时，高压水射流可以快速完成清淤作业、节约时间和人力成本。高压水射流技术也存在一些需要注意的问题。首先，由于高压水射流具有较大的冲击力，操作人员需要具备相关技能和经验，以确保操作的安全性；其次，清淤作业时需要适当地收集和处理冲刷出来的淤积物，防止对环境造成二次污染[6]。5疑难管道清淤疏通解决方案及解决技术5.1螺旋铣刀

螺旋铣刀技术适用于各种管道类型和淤积物种类。无论是直管道还是曲线管道，螺旋铣刀都能适应不同的管道形状，保证了清淤的全面性。螺旋铣刀清淤也能减少堵塞的风险。在实际应用中，螺旋铣刀需要根据管道的尺寸和淤积物的性质进行调整。较大直径的管道通常需要更大的螺旋铣刀，而不同种类的淤积物可能需要不同类型的刀片来切割。此外，操作人员需要具备一定的技能和经验，以确保螺旋铣刀的正确使用，避免损坏管道或导致其他问题[7]。5.2穿刺喷头

穿刺喷头能够应对各种类型的淤积物，包括固体颗粒、沉积物、泥浆等。其高压水射流能够迅速穿透并破碎这些淤积物，将其冲刷出管道，从而恢复管道的正常流通。此外，穿刺喷头还适用于不同直径和形状的管道，能够清除管道内部的死角和狭窄区域。由于高压水射流的力量较大，操作人员需要具备必要的安全意识和操作技能，以避免意外发生。另外，不同类型的管道和淤积物可能需要调整不同的工具参数和操作策略，这也需要经验丰富的操作人员。5.3旋转喷头

旋转喷头适用于不同直径和材质的排水管道。其旋转动作和高压水流的组合使其能够应对不同类型的淤积物，包括沉积物、泥浆、生物藻类等。此外，旋转喷头还能够清除管道内的死角和难以到达的区域，从而实现全面清淤。操作人员需要准确判断管道的状态和淤积物的性质，以选择合适的旋转喷头型号和参数。由于高压水射流的力量较大，操作人员需要采取必要的安全措施，防止喷头脱离管道或其他意外情况出现。5.4振动喷头

振动喷头适用于不同直径和形状的管道，包括曲线管道和死角区域。其振动作用能够穿越管道的曲线和弯角，使管道内的淤积物无处可藏。此外，振动喷头还能够避免对管道内部的损坏，降低了管道维护和修复的成本。操作人员需要了解管道的结构和状况，以选择合适的振动频率和振动力量。振动作用可能会引起管道内部的震动，操作人员在操作中需要注意管道移位或其他不良影响。5.5比目鱼型和推土机型喷头

比目鱼型和推土机型喷头在实际应用中的效果显著。它们能够应对管道内不同形状和特点的淤积物，不仅能清除已有的污垢，还能够防止新的污垢附着。这些喷头的操作相对简便，从而减少了人力成本，提高了清淤效率。此外，在操作中也要考虑管道的材质和结构，避免对喷头对管道产生损坏。5.6链条式喷头

链条式喷头在清淤工作中有明显的优势。首先，它能够适应不同直径和材质的排水管道，具有较强的适用性；其次，喷头内部的刮板和刷子使清淤过程更彻底，能够清除管道内的各种污垢和堵塞物。此外，链条的旋转和振动还能够带动管道内的液流，进一步加强清淤效果。

5.7水雷喷头

水雷喷头在排水管道清淤中具有一定的优势。首先，其工作原理独特，能够在短时间内快速清除大量淤积物，提高清淤效率。其次，由于利用水流冲击清除淤积物，相较于机械清淤，对管道的损伤较小。此外，水雷喷头的设计结构可以根据不同管道的尺寸和情况进行调整，具有一定的灵活性。再次，由于水雷喷头是高压水流的喷射，所以需要专门的设备产生足够的水压，这增加了设备和能源的投入成本。最后，操作人员需要具备一定的技能和经验，以确保水雷喷头的使用安全和效果。6结语    在城市化进程不断加快的背景下，排水管道的畅通和清洁对于城市的正常运行和环境保护至关重要。本文通过对排水管道淤积物特性分析及清除措施的探讨，提出了一系列创新的清淤技术，包括高压水射流、螺旋铣刀、穿刺喷头、旋转喷头、振动喷头、比目鱼型和推土机型喷头、链条式喷头以及水雷喷头等。这些技术在实际应用中表现出了明显的优势，能够有效解决排水管道淤积问题，提高排水能力。然而，不同的技术在不同的情况下有其适用性和局限性，需要根据具体情况具体选择和应用。

参考文献[1] 肖程，涂福泉，幸垚等.城市排水管道清理机器人变径机构优化设计[J].制造业自动化，2021，43（5）：89-92.

[2] 林仲泓.商住小区排水管道非开挖修复改造讨论与分析[J].江西建材，2023（6）：299-301.[3] 祁越，江章景，王兴旺等.排水管道紫外光原位固化修复技术内衬设计分析[J].天津建设科技，2023，33（04）：69-72+80.

[4] 朱雪峰. 基于声学特征和深度神经网络的排水管道缺陷识别方法研究[D].昆明：昆明理工大学，2022.

[5] 王天宇. 非开挖管道修复用ECC材料研究[D].武汉：中国地质大学，2022.

[6] 官钰希. 高层住宅双立管排水系统通气及安装方式影响下的通水能力研究[D].武汉：武汉大学，2020.