倒虹吸管常见病害的维修与养护

张守平　闵志华　马焕春

摘 要 倒虹吸管是渠道穿越山谷、河流、洼地,以及通过道路或其他渠道时设置的压力输水管道,本文主要根据倒虹吸管常见的病害,提出倒虹吸管的维修处理与日常养护管理的具体措施。

关键词 倒虹吸管 病害 维修 养护

中图分类号:TU991文献标识码:A

1 倒虹吸管常见病害与成因

(1)管身裂缝。倒虹吸管管身裂缝有环向、纵向和龟纹裂缝3种。环向裂缝主要是由于管身分节过长,当温度降低时引起纵向收缩变形造成管身脱节,当基础约束过大时会造成拉裂甚至断裂;纵向裂缝是倒虹吸管最常见的病害,主要原因是现浇管顶施工质量差,同时外露的管顶受到阳光直射,管身顶部内外温差过大,管壁内外变形不一致;严寒地区,当冬季没有排完管内积水或没有采取保温措施时,也将发生冻害而造成管身龟纹裂缝。(2)接头漏水。接头止水材料老化或接头脱节将止水拉裂会引起漏水。(3)边墙失稳。进口处地基沉陷或顶部超载会导致进口处挡土墙或挡水墙失稳。(4)混凝土表面剥落。冻融作用(北方地区)或钢筋锈蚀会使混凝土表面剥落。(5)设备故障。管理不善、年久失修和设备老化会引起沉沙拦污设施、闸门、启闭设备等破坏失效。(6)堵塞。未及时清污,杂物堵塞进口或山洪入渠,挟带大量推移质沉积管中。(7)气蚀、振动与冲刷。操作不当,在开始放水时排气阀未及时打开,或放水太急,管内产生负压引起气蚀,或通过小流量时,未及时调节阀门,进口管道内发生水跃,使管身振动或接头破坏。冲刷是因水流含沙石量大,管壁耐磨性差引起的。(8)钢筋锈蚀。主要原因是管身裂缝处或缺陷处,钢筋裸露失去混凝土的碱性保护,钢筋钝化膜被破坏而锈蚀。

2 倒虹吸管病害维修处理

2.1裂缝的处理

由于裂缝的产生,使裂缝处钢筋处于高应力状态,同时裂缝的存在降低了倒虹吸管的抗渗性和抗冻性,加速混凝土表面的剥落,因而将缩短管道的寿命。裂缝的处理方案有:(1)对于既没有考虑运用期温度应力,又未采取隔温措施的管道要采取填土等隔温措施。该方法能降低管道运用期的温度应力,并防止混凝土冻融,施工方便,节省材料,降温效果明显。(2)对安全因素太低的管道采用全面加固方法。当管道强度安全因素太低,可采用内衬钢板的全面加固方案。该方法优点是能有效地提高安全因素,加固后安全可靠,并能长期正常运行;缺点是造价高,用钢材多,施工比较困难。(3)防渗方案。防渗方案适用于管道强度安全系数较高,仅在管道裂缝两侧进行局部补强,以起到裂缝处防止渗水的作用。

2.2渗漏处理

(1)对因裂缝引起的渗漏可按裂缝处理方法进行。(2)管壁一般渗漏的处理。可在管内壁刷2~3层坏氧基液或橡胶液。若为局部漏水孔或气蚀破坏,可涂抹环氧砂浆封堵。(3)接头漏水的处理。对于受温度变化影响大的,仍需保持柔性接头的管道,可在接缝处充填沥青麻丝,然后在内壁表面用环氧砂浆帖橡皮。对于已做腹裹处理受温度影响显著减小的管道,可改用刚性接头,并隔一定距离设一柔性接头。

2.3淤积处理

在进口处设置拦污栅隔离漂浮物以防止堵塞;在进口上游一定距离设置沉砂池和冲砂孔防止推移质的堆积;控制过水流量和流速防止悬移质的沉积。当出现堵塞,应先排除管内积水,再用人工挖出。

2.4冲磨的处理

设置拦沙槽拦截沙石,减轻对管壁的磨损。对已发生气蚀与冲磨的管壁可进行凿除并重新涂抹耐磨材料。

3 倒虹吸管的管理养护

倒虹吸管的管理养护制度,可分为平时巡回检查和年度冬修两种。巡回检查应着重掌握渗漏、裂缝、震动等情况。

3.1渗漏

即管壁漏水,按其严重程度可分为3种情况,即潮湿(仅可看出水痕)、湿润(手摸有水)、渗出(如同冒汗)。对渗漏部位,发生时间,渗漏面积大小,渗漏量多少及变化情况要做详细记录,并用红漆在管壁上标明其位置。

3.2裂缝

裂缝要用红漆在管上标明其位置、大小及其随温度升降变化的规律,并绘成裂缝位置图,供分析裂缝原因及采取处理措施时参考。一般裂缝都可留到冬修时处理。而现浇混凝土的干缩裂缝则要通过改进施工工艺,加强养护等措施,予以防止。

3.3负压和震动

巡回检查中,要注意用耳倾听管内的水声。有的倒虹吸管在越过小山包时,形成一个向上突起的弯管段。设计中在弯管顶部应有放气阀,第一次放水时要把阀门打开,排除空气,然后通水。如果忽略了这项工作,就会在这个地方造成负压,使管壁气蚀剥落。有的倒虹吸管第一次放水过急,也易在管道进口下游产生负压。所以倒虹吸管口下游应设通气孔,并应经常检查以免被杂物堵塞。

参考文献

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[2] 卜贵贤.水利工程管理[M].郑州:黄河水利出版社,2007.

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