地下输水管道工程阀井积水的原因及防治措施

马 敏

（河南省科达水利勘测设计有限公司）

1 阀井分类

地下输水管道工程的阀井一般由控制阀、检修阀、进气排气阀、泄水阀、调流阀、流量计等阀井组成。以上阀井功能各不相同，共同保障管道的安全运行，其功能主要如下：①控制阀主要通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。②检修阀主要是用于日常管道维修养护及设备的大修，管道的应急等。③排气阀主要是安装在管线的隆起部分，主要用以排除从水中释出的气体，避免空气积在管中，从而减少过水断面积和增加管线的损失。长距离输水管一般在高出设置排气阀，并随地形起伏敷设。④泄水阀，它和排水管连接，安装在管道的最低处，以排除水管中的沉淀物以及检修时放空管内的存水。⑤调流阀是一种多功能的阀门，核心工作主要是依靠改变节流口液阻的大小，从而实现控制管道的流量，从而对下游水厂供水实现调节，确保管道平稳运行。⑥流量计井主要是用于测量管道中输水流量的一种仪表，主要对水方量进行监控。

上述阀井检修阀和进气排气阀对环境要求较低，控制阀、调流阀、流量计等阀井里包括信号传输、电气控制、液压设备等电气设备，因此对阀井环境的温度及湿度要求较为严格，一旦发生阀井积水现场，将会导致以上仪器设备失灵、损坏，影响供水管道的安全运行。下文将重点对阀井积水的原因进行分析并提出解决对策。

2 积水的原因分析

2.1 地下水位过高，分布不均匀

地下水位是城市长距离地下输水管线阀井积水的一个重要原因，受河南省降雨分布带影响，黄河以南管线阀井积水程度明显高于黄河以北，尤其在季节性的雨水作用下，黄河以南的地下水出现明显的水位上升，地下水会沿着阀井的细小空隙，渗入到阀井内部。长时间的微渗透就会造成严重的积水现象。

2.2 阀井结构缺陷

首先，大部分圆形铸铁井盖先天不足，井盖留有供开启井盖的小孔，处于地势较低的阀井，会导致雨水或径流顺着小孔流入阀井内。其次，阀井长期处于地下，尤其是夏季，阀井内部高温高湿，而管道内由于水流导致管道壁较冷，从而形成部分冷凝水，也会导致积水。再次，大多数井壁为现浇结构，井口为砌体结构，二者结合部位不密实，甚至在土压力作用下受力出现井壁结构与井口结构错台现象，形成渗水通道，一旦外部有水就会顺着该部位流入井内。

2.3 施工质量控制不严

由于城市长距离地下输水管道阀井的井壁全部采用混凝土现浇结构，混现浇混凝土施工缝接搓部位处理不到位，没有按照规范规定进行形成凿毛冲洗，没有完全清理浮浆、污垢便开始浇筑上一层混凝土，从形成渗水裂隙。混凝土局部振捣不密实，导致部分混凝土结构出现蜂窝、麻面现象，长期在地下水的作用下形成渗水点。

浇筑混凝土后拆模过早，导致对拉螺杆松动，螺杆与混凝土间产生间隙。对拉螺杆止水片安装不到位，粘结性差，混凝土收缩造成螺杆与混凝土间的间隙。使混凝土间隙中的地下水渗透侵蚀螺杆，产生渗水现象。

管道安装过程中，管道穿混凝土侧墙部位密封措施处理不到位，由于管道受水流水压影响会形成轻微伸缩变形现象，长期的运行，导致与混凝土壁接触部位会因伸缩变形而与结构脱离，产生裂缝，导致渗水。

2.4 现场管理不到位

阀井管理单位对阀井巡查、排水不及时。且多处阀井处于高杆作物种植区内，排水不畅。严重的地方甚至出现积水没过管道顶部，导致流量计等设备泡在水里，严重影响阀井内设备的运营安全。

3 解决对策

针对上述情况分析，结合城市长距离地下输水管线运行的特点，以下主要就阀井的积水提出针对性的对策。

首先鉴城市长距离地下输水管道设计的特殊性，根据其线路长、阀井分布广，种类多的特点。设计时，需要充分考虑阀井沿线的气象、水文地质特点，尤其是黄河南和黄河北的降雨、气候、水文的差异性，并参照详细的地质勘察报告，分析其水位和地质结构的情况。从而因地制宜地开展设计，针对不同地段、地下水位特征优化阀井结构。

施工过程中，重点把控现浇混凝土施工工艺，尤其是根据阀井所处具体位置的地下水位情况、阀井埋深、防渗要求等因素综合考虑。

首先对原材料进行质量把控，水泥要选择强度高，砂石尽量采用杂质少的。并按规定添加外加剂，得到最优的水灰比和塌落度，减少混凝土内部的空隙，提高密实度，起到防水抗渗的效果。

混凝土浇筑时，尽量连续浇筑，在设置施工缝部位，需要把下层混凝土凿毛冲洗，清除浮浆，浇筑一层与混凝土配合比的水泥砂浆，增强新旧混凝土的粘结，然后在进行上层混凝土施工。浇筑过程中尽量采用串筒、溜槽，按规范要求进行振捣，确保混凝土的密实性。

在对拉螺杆处，在拆模后割掉墙体两侧对拉螺杆，剔除木块，切除凹槽内的对拉螺杆头，然后土木防锈漆，用1：2.5的水泥砂浆进行封堵防渗。

针对混凝土质量缺陷及穿墙套管伸缩变形引起的渗漏问题，根据面积大小，蜂窝麻面部位将不密实混凝土凿开，用高一等级膨胀混凝土填充。

在混凝土施工缝及穿墙套管处等渗漏较大部位，采用注浆堵漏方法。首先，根据渗漏面积大小确定注浆孔位置及间距，清理干净基面后进行钻孔。根据渗漏水孔压力埋设注浆嘴，然后按次序进行封闭灌浆，迅速堵塞内部混凝土不密实及接缝不严密部位。注浆时应密切关注注浆压力、注浆时间等参数，达到规定的观测时间后拆除注浆嘴进行封孔补强。从而起到封闭裂隙，封堵渗水通道，达到止水的目的。

运行过程中，针对阀井运行中发现的部分积水问题，可对阀井结构进行合理化改造。如：对地势低洼部位的阀井，采取加高井盖或井盖周围设置止水槽等措施，防止雨水从井盖处流入。针对管道冷凝水产生，改善阀井内部空气质量，可增加自动排气装置。针对井盖板与混凝土墙壁接缝等重点部位，可在外侧粘贴SBS 等防水材料进行防渗。

同时加强阀井的运行管理工作，加大管理人员培训力度，提升其业务技能。阀井管理人员要掌握天气状况，做好阀井度汛及积水抽排的应急预案及应急演练工作，现场配备必要的水泵等设备。对重点部位阀井要加密巡查频次，及时做好抽排水的准备工作，一旦发生积水渗水问题及时处理，发生严重积水现象时应立即启动应急预案，尽量保持阀井内部空间干燥，保障管线安全运营。

4 结论

解决阀井的渗水积水问题，不仅要从设计及施工源头上进行把控，同时要加强后期的维护管理力度。针对渗漏情况，要综合分析其发生原因，采取针对性的防治措施，才能达到预期的效果，保障井内设备及管线运行安全。