雨污水管网清淤工程中高压管道清洗喷头的选择及应用

王 凯 刘锦国 李 放 李小荣

（1.中交一航局生态工程有限公司，广东深圳 518000；2.中交一航局第五工程有限公司，河北秦皇岛 066000；3.中交一航局生态工程有限公司，广东深圳 518000）

1 现状主要高压管道清洗喷头种类介绍

清洗吸污车主要依托于高压水射流对管内淤积物进行冲洗，以达到清淤效果。水射流的射出形式极大程度依赖于清洗喷头[1-2]。

（1）常规喷头。高压清洗车1～10号喷头：高压清洗车通常一根管道要配备好多种喷头，该喷头功能也各不一样，有下水管道中前进冲洗喷头，后退倒冲喷头等，一般是10个备用更换。分1号喷头、2号喷头、3号喷头一直到10号喷头。10号喷头为冲洗路面喷头。具体来说，1～4号为管道疏通（穿透、破碎、搅拌堵塞物）；5～6号为管道清洗（进一步搅拌、破碎、冲刷堵塞物）；7～9号为管道清洁（冲洗并将堵塞物带到下游沉井去）；10号直喷头为作业场地以及其他表面清洗用。

除了直喷头以外，每个喷头都有向后的6个喷射孔（一边穿透、破碎、搅拌堵塞物，一边推动喷头和耐高压水管前进），其中2、3、5、8号还有一个前喷孔（穿刺堵塞物并作为导引孔）。1～4号压力较大，喷射孔径为Φ1.8～2.2 mm；5～6号压力不大，喷射孔径为Φ2.2、2.5 mm；7～9号压力较小，喷射孔径为Φ3 mm。1号喷头喷射角为（喷射角决定管道直径以及推进力和清洁度）25°、2号35°、3号40°、4号45°、5～6号40°、7号40°、8～9号45°。

（2）清洗喷头。适合于全方位清洗管道，特别适合小管径管道。借助于喷头的轻便、适合弧形管道的结构特点，所以也可用于清洗复杂、有问题的管道。喷头材质为特种钢，不生锈，高耐磨。

（3）水雷喷头。特别适合于清洗管道中及管底的沉积物（如沙子、砾石、污垢等），适合于喷头需要强大推进力的管道。喷头材质为特种硬化不锈钢，喷嘴可更换。

（4）帝王喷头。具有两个不同的喷射角度。因此特别适合于管道的最佳全方位清洗，威力强悍。

（5）兰博喷头。兰博喷头专门用于完全堵塞、有坚硬淤塞的下水道。多棱角的喷头前方喷射和钻头同时集于一体。钻头尖深深钻入堵塞物之中，水流冲开堵塞物并将其向后冲走。喷头始终在管道中间部位作业，所以也能用于有接头错位的管道。钻头和喷嘴可更换，喷头采用钢材质，耐磨性极强。

（6）彩虹喷头。彩虹喷头具有两层喷嘴和不同的喷射角度。不但加速了喷头的推进速度，还特别适合于管道的底部淤泥清洗和拖出，威力强悍。

（7）悟空喷头。悟空喷头是利用水流的离心作用和反作用力的推动作用，使喷头边喷水边旋转。前端的高压水流形成交叉，对管道截面积上的污垢进行类似冲击钻一样的旋切和剥离，高效清除下水管道中各种污物、坚硬污垢。

（8）铣刀喷头。铣刀喷头是在悟空喷头的基础上增加了铣刀头部，加强了喷头的穿透性，可以应对管道中大部分的障碍物。

（9）振动喷头。震动喷头是通过喷头的上下震动，使得管道上的顽固附着物脱落特别适用于清除顽固、坚硬污垢。

（10）山竹喷头。山竹喷头高效清除下水管道中各种沉积污物、坚硬污垢，如水碱、水泥淤积、树根等。配有适合各种管径的链条，借助于链条进行清理坚硬污垢，链条可以在铣头工作的同时自动磨锐。是配合中等功率泵的理想铣头。

（11）宝莲喷头。宝莲喷头专门解决管道内硬化沉积物、管道突起物及植物根部等疏通问题。喷头配备大型强力旋转切割盘，可根据不同堵塞物更换多种形式的刀头，后置合金链条更可抛光管壁。是目前针对管道内顽固堵塞物清理的最佳清洗方案。

（12）船型喷头。船型喷头其扁平的身形更利于在管道内淤积物表面前进，密集强劲的喷头可以将管底淤泥全部带出，对底部淤泥清洗效果极佳。

（13）管底喷头。与传统的清洗喷头相比，管底清洗喷头的清洗效果超级显著。通过水流在喷头之内最佳的转向，不但没有使水流减速，反而使全部水能毫无损失用于清洗工作之中。该喷头也可用于清洗槽沟。

（14）天鸽喷头。天鸽喷头是一款新型自旋转管道清洗喷头，头部采用大角度高速旋转清洗头，可最大清洗直径1.2 m管道内壁，尾部采用多孔后喷头保证其足够的推进力及排污能力。相比传统固定式清洗喷头，清洗效率提高1倍以上，同时节约能耗50%以上，是今后节能高效清洗管道的必备产品。

2 工程概况及清淤过程中遇到的管道功能性缺陷问题

光明区存量排水设施提质增效工程范围为深圳光明区光明水质净化厂服务范围内，涉及厂站配套管网5 km，7条茅洲河一级支流河道测绘38 km，城中村排水管网349 km，工业区及小区存量管网1 773 km，暗渠、暗涵43 km。项目部主要负责对工程范围的管道和暗涵进行清淤工作（包含管道封堵、井下抽水、淤泥运输及处置等工作），并配合测绘评估的外业工作。

该项目清淤施工的主要目的是给管道检测工作创造条件，为CCTV机器人在管道中前进扫除障碍，并不需要将范围内所有的管道功能性缺陷问题彻底解决；所以本项目的清淤工法采用高压水射流清淤法。在清淤施工过程中，遇到的常规高压清洗喷头难以解决的管道功能性缺陷问题大致可归为以下几类：

（1）管道淤积堵死。此种管道问题大多数是由于管道内部泥沙沉积极多，达到满管或几乎满管状态。此种情况下，传统清淤喷头在清洗过程中遭受了极大的淤泥阻力，几乎无法钻入淤泥，更别提清洗管道。

（2）管道内油污淤积。管内淤积物主要为油脂类污物，混合淤泥风干后附着在管壁上。此类污物干燥后硬度高，普通清洗喷头力度不足，无法将其击散，清洗效率极其低下。

（3）管道顶部板结油污。管道顶部板结有顽固污垢，一般管道清洗，清洗喷头由于自重贴着管底进退，水流也主要冲洗了管道底部，对于顶部的污垢清洗力有限。

（4）管道底部板结混凝土、工业区废胶等。多见于工业区内，主要是由工业区内偷排偷倒工业废品所导致。由于混凝土、废胶等板结在管道底部，十分坚硬，一般清洗喷头的水流根本无法将其击碎，很难清洗干净此类管道。

（5）管道内树根。由于树根的韧性及顽固性，一般的清洗喷头水流无法切断其树根，目前此种问题解决难度高。

（6）管道内有砖块、混凝土块。此种管道问题较为常见，主要是建筑垃圾被带入管道内部所造成的管道於堵。目前采用的解决方法是多次冲洗，直到水流将异物带出管道。但效率极低且废水量很大，极大程度缩短了作业车辆的单次作业时间。

（7）管道内塌陷。此种管道问题主要是由于管道受到的地面挤压超出了自身的承载极限，故管道出现破裂、断裂现象，致使管道内部堵死或者部分堵死。该情况下，由于清洗喷头是贴着管底前进的，在碰到此类后障碍后完全无法前进，极大影响了清淤的效率。

（8）管道内有墙封堵。此种管道问题大都是由于城中村、小区及工业区内偷接乱排人员所砌筑。管道内直接被一堵砖墙堵死，常规清洗喷头无法穿过封堵墙，影响了清淤效率。

（9）管道变径（由大变小、由小变大）。此种管道问题是目前很难解决的一种问题。当管道直径由大变小时，常规清洗喷头在清洗过程中，前进至变径处便会被卡在直径差的交界处。由于喷头受自身重力因素影响，无法“跳上”这一台阶。当管道直径由小变大时，喷头前进并不会受到阻碍，但当喷头到达另一端井口，开始往回带淤积物时，大多淤积物都会被卡在变径处的台阶处，影响管道清洗的质量。

3 对各类管道功能性缺陷问题的清洗喷头适配方案

（1）管道淤积堵死。当淤积泥沙不是过多时可采用水雷喷头，既保证了穿透性，又保证了清洗效率；当淤积泥沙过多时，先采用兰博喷头对淤积物进行穿刺，清洗出一条通道，后根据管径换用帝王喷头或其他清洗喷头进行清洗。

（2）管道内油污淤积。淤积油污采用悟空喷头，其旋转的水射流可像冲击钻般旋切剥离附着污物。比较严重时，悟空喷头穿透性不足，选用铣刀喷头进行清洗。

（3）管道顶部板结油污。应对顶部板结污垢，优先选用悟空喷头。当固结污物十分顽固，悟空喷头效果不理想时，换选震动喷头，通过其振动性将污垢敲击下来。

（4）管道底部板结混凝土、工业区废胶等。选用振动喷头，通过喷头的锤击击碎板结物，再通过水射流冲洗至检查井口。

（5）管道内树根。选用铣刀喷头进行清洗。当树根缠绕在管道顶部时通过山竹喷头进行疏通。

（6）管道内有砖块、混凝土块。使用山竹喷头、宝莲喷头进行疏通。优先选用山竹喷头，当山竹喷头力度不足时换用宝莲喷头。

（7）管道内塌陷。使用铣刀喷头，通过喷头前端铣刀部分穿过塌陷障碍段，并往复多次完成管道的基本疏通。此方法治标不治本，后期仍需管道修复已完成管网性能的恢复。

（8）管道内有墙封堵。使用宝莲喷头，通过喷头前端的铣刀盘，将障碍墙打磨切削，直至穿透已完成管道疏通清洗的任务。

（9）管道变径（由大变小、有小变大）。使用振动喷头，借助其弹跳性越过管道口径突变所造成的断崖式障碍。

4 结语

本项目工程范围内排水管网环境条件复杂多样，加之管道建设的年限长短不一、管道材质各异、管径多样等因素，在清淤施工的过程中遇到了管道结构性缺陷问题和管段功能性缺陷问题。本工程主要解决的是范围内的管道功能性缺陷问题，探索出一套针对各类不同的管道结构性缺陷问题，均有一系列解决措施的系统清淤方案。该套方案主要是通过施工过程中对高压清洗喷头的精准选择，辅助配套的操作工法，能以最经济、快捷的清淤方案去解决，为今后类似项目在实操层面提供了参考。