綜述倒虹吸管的養(yǎng)護(hù)修理技術(shù)

韓治國

(黑龍江省農(nóng)墾建三江分局水務(wù)局，黑龍江 建三江 156300)

倒虹吸管是渠道穿越山谷、河流、洼地，以及通過道路或其他渠道時(shí)設(shè)置的壓力輸水管道，是一種交叉輸水建筑物，是灌區(qū)配套工程的重要建筑物之一。

1 倒虹吸管的運(yùn)用管理常遇到的問題

倒虹吸管一般由進(jìn)口、管身段和出口3部分組成。管身斷面型式主要有圓形和箱形兩種。倒虹吸管運(yùn)用管理中，較常遇到的問題有以下12個方面:

1)接頭漏水，管壁滲漏。

2)管身發(fā)生縱向和橫向裂縫。

3)排氣閥未及時(shí)打開，管內(nèi)發(fā)生負(fù)壓。

4)通過小流量時(shí)，末及時(shí)調(diào)節(jié)閥門，管道進(jìn)口產(chǎn)生水躍，使管身震動或接頭破壞。

5)末及時(shí)清污，雜物堵塞進(jìn)口，壓彎攔污柵，壅高渠水，造成漫堤決口。

6)洪水期，未及時(shí)打開上游泄洪閘造成洪水漫堤決口。

7)洪水期未及時(shí)關(guān)閘，沿山渠塌方，洪水挾帶大量推移質(zhì)沉積管中。

8)第一次放水或冬修后放水太急，管中摻氣，水流回涌，頂壞進(jìn)口蓋板。

9)嚴(yán)寒地區(qū)，冬季末排干管內(nèi)積水，凍害造成管壁裂縫。

10)多泥沙河流，沉沙池大量積沙，未及時(shí)放水沖沙。

11)裸露斜管，地面無排水系統(tǒng)，雨水淘刷管底，威脅管身安全。

12)閘門操作失靈。

2 倒虹吸管的管理養(yǎng)護(hù)

倒虹吸管的管理養(yǎng)護(hù)制度，可分為平時(shí)巡回檢查和年度冬修兩種。每年冬天，要放干水，對照平時(shí)檢查記錄，全面檢查，徹底處理。巡回檢查應(yīng)著重掌握滲漏、裂縫、震動等情況。

2.1 滲漏

即管壁漏水，按其嚴(yán)重程度可分為3種情況，即潮濕(僅可看出水痕)、濕潤(手摸有水)、滲出(如同冒汗)。對滲漏部位，發(fā)生時(shí)間，滲漏面積大小，滲漏量多少及變化情況要做詳細(xì)記錄，并用紅漆在管壁上標(biāo)明其位置。

2.2 裂縫

按發(fā)生部位及形狀，可分為橫向裂縫、縱向裂縫和龜紋裂縫3種。裂縫要用紅漆在管上標(biāo)明其位置、大小及其隨溫度升降變化的規(guī)律，并繪成裂縫位置圖，供分析裂縫原因及采取處理措施時(shí)參考。一般裂縫都可留到冬修時(shí)處理。而現(xiàn)澆混凝土的干縮裂縫則要通過改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施，予以防止。

2.3 負(fù)壓和震動

巡回檢查中，要注意用耳傾聽管內(nèi)的過水聲。有的倒虹吸管在越過小山包時(shí)，形成一個向上突起的彎管段。設(shè)計(jì)中在彎管頂部應(yīng)有放氣閥，第一次放水時(shí)要把閥門打開，排除空氣，然后通水。如果忽略了這項(xiàng)工作，就會在這個地方造成負(fù)壓，使管壁氣油剝落。注意傾聽就會聽到陣發(fā)性的響聲。應(yīng)立即將放氣閥緩緩打開，排除空氣，當(dāng)閥門開始噴水，即可關(guān)閉閥門。有的倒虹吸管第一次過水過急，也易在管道進(jìn)口下游產(chǎn)生負(fù)壓。所以倒虹吸管口下游應(yīng)設(shè)通氣孔，并應(yīng)經(jīng)常檢查以免被雜物堵塞。

3 倒虹吸管的維修

3.1 縱向裂縫的處理

由于縱向裂縫的產(chǎn)生，使裂縫處鋼筋處于高應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)裂縫的存在降低了抗?jié)B性和抗凍性，加速混凝土表面的剝落，因而將縮短管道的壽命?？v向裂縫的處理方案有:①對于既沒有考慮運(yùn)用期溫度應(yīng)力，又未采取隔溫措施的管道采取絆隔措施;②對安全因素太低的管道采用全面加固方法;③防滲方案。

3.1.1 隔溫方案

該法是降低管道運(yùn)用期的溫度應(yīng)力，并防止混凝土凍融。某倒虹吸管，采用兩側(cè)砌24 cm厚的磚、管頂填土30 cm的方案。該方案施工方便，節(jié)省材料，降溫效果明顯。

3.1.2 全面加固方案

當(dāng)管道強(qiáng)度安全因素太低，可采用內(nèi)襯鋼板的全面加固方案。

內(nèi)襯鋼板方案是在混凝土管內(nèi)，襯砌一層厚4～6 mm的鋼板，鋼板事先在工廠卷好，其外壁與鋼筋混凝土內(nèi)壁之間留1 cm左右間隙，鋼板從進(jìn)出口運(yùn)入管內(nèi)就位、撐開，再電焊成型，然后在二者之間進(jìn)行回填灌漿。該法優(yōu)點(diǎn)是能有效地提高安全因素，加固后安全可靠，并能長期正常運(yùn)行;缺點(diǎn)是造價(jià)高，用鋼材多，施工比較困難。

3.1.3 防滲方案

防滲方案適用于管道強(qiáng)度安全系數(shù)較高，僅在管道裂縫兩測進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)，以起到裂縫處防止?jié)B水的作用。防滲方案分為剛性方案和柔性方案兩種。

1)剛性方案。包括鋼絲水泥砂漿、鋼絲網(wǎng)環(huán)氧砂漿及環(huán)氧砂漿黏鋼板等3種方案。其特點(diǎn)是不但能防滲，而且還可分組裂縫處鋼筋的一部分應(yīng)力，提高建筑物的安全性。

2)柔性方案。包括環(huán)氧砂漿貼橡皮、環(huán)氧基液貼玻璃絲布、環(huán)氧基液貼麻布、聚氯乙烯油膏填縫及乳化瀝青摻苯溶氮丁膠刷縫等5種。其特點(diǎn)是適應(yīng)裂縫開合的微小變形，造價(jià)較低，施工較易。

以上方案，以環(huán)氧砂漿貼橡皮為優(yōu)。對于寬度＞0.2 mm的裂縫，以環(huán)氧砂漿貼橡皮處理較好;寬度＜0.2 mm的裂縫，采用加大增塑性比例的環(huán)氧砂漿修補(bǔ)較好。

3.2 其他缺陷的處理

3.2.1 管壁滲漏的處理

可在管內(nèi)涂刷2～3層環(huán)氧基液或橡膠液。涂刷對應(yīng)力薄而勻，每日刷一次，可涂總厚約0.5 mm。若為局部漏水洞或氣蝕破壞，可用環(huán)氧砂漿封堵。

3.2.2 接頭漏水的處理

修補(bǔ)時(shí)，對于受溫度影響大，仍需保持柔性接頭的管道，可在接縫處充填瀝青麻絲，然后在內(nèi)壁表面用環(huán)氧砂漿貼橡皮。對于已填土，受溫度的影響已顯著減小的管道，可改用剛性接頭并在一定的距離內(nèi)設(shè)柔性接頭。剛性接頭施工時(shí)可在接頭內(nèi)外口打入石棉水泥或水泥砂漿，并在內(nèi)壁面涂環(huán)氧樹脂處理。

鋼制倒虹吸管的滑動伸縮接頭漏水原因有兩個:①主管壁薄，剛度小，變形后與伸縮節(jié)的外套環(huán)鋼板不吻合;②伸縮節(jié)內(nèi)填充的止水物不夠密實(shí)，或壓縮后回彈不足。防止鋼管伸縮接頭漏水，除了在設(shè)計(jì)上采取加強(qiáng)管壁剛度措施外，管理人員每年冬修都必須拆開伸縮節(jié)，更換新的止水材料。

3.2.3 淤積處理

倒虹吸管的淤積包括3個方面:即漂浮物的堵塞、推移質(zhì)的堆積和懸移質(zhì)的沉積。漂浮物堵塞，可通過在進(jìn)口設(shè)置攔污柵解決;推移質(zhì)堆積，可通過設(shè)沉砂池解決;懸移質(zhì)沉積，只有在管道流速小于不淤流速的情況才會發(fā)生，亦可通過管道斷面設(shè)計(jì)得到解決。

[1] 吳澤斌，石自堂，王海波，王海亞，等.大型倒虹吸上游渠道涌波高度的試驗(yàn)研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2005(06):51-53.

[2] 毛國新，普繼忠.大口徑玻璃鋼管倒虹吸設(shè)計(jì)與施工[J].中國農(nóng)村水利水電，2007(10):80-81.