概述
长距离输水是解决目前城镇量大幅度增长,环境污染日趋严重的重要措施之一。大量工程实践表明:输水量越大,输水距离越长的工程,其管道费用占整个输配水工程投资的50~75%。因此,如何合理、经济、安全可靠地选择输水管材,对降低工程造价,确保安全输水是急待研究解决的课题。
钢筋混凝土多孔矩形输水管道,因具备能承受一定的内水压、耐腐蚀、能耗低、施工方便及投资省等特点,近10余年来,已推荐为大型长距离输水工程中普遍选用的管材。上海金山石化总厂水厂、上海黄浦江上游引水1、2期工程、上海合流1、2期工程、浙江黄椒温引水工程等均是大型长距离输水的工程实例。现以黄浦江上游引水工程为例,1期工程总长为17.7km,三孔钢筋混凝土埋地干管已于1987年7月1日建成投产;2期工程总长为23.82km,2×2孔矩形钢筋混凝土并建的4孔埋地干管(见图1)已于1998年10月建成通水。至此,黄浦江上游引水工程总长为41.52km输水主干渠全线贯通,经济效益良好,社会效益明显。
一、管道渗漏及原因分析
1.管道渗漏
(1)黄浦江上游引水工程经3年余服役运行的考验,于1990年10月进行全线停水检查。检查评价是:除原施工时,因约有3km长输水管道的沉降缝,采用不合格再生橡胶止水带,虽经修补,但橡胶止水带仍有少量渗水点外,又发现该范围倒虹管中6条经维修加固的内贴橡胶止水带局部发生起壳鼓起,1条内贴橡胶止水带脱落。其余全线管道的沉降缝和管内壁较为平整、外观良好,未发现有明显的渗漏水现象,运行良好。
(2)1995年1月,因浦东新区建设发展,原一期输水工程的白莲泾倒虹管南侧100余m管道改道停水时,经检查发现该段管道的沉降缝,目测高差有1~5cm不等的竖向错位(实际最大错位小于3cm)、2条内贴止水带脱落、3处渗漏严重。
(3)1998年12月对运行1年余的2期4孔主干管经外部观测检查发现,渗漏疑点50余处,严重渗漏达7~8处之多。
2.原因分析
钢筋混凝土埋地输水管道防渗漏的关键为2部分,即管体混凝土与沉降伸缩缝(变形缝)。从国内已建成通水的约近10项埋地输水管道工程调查统计和渗漏分析认为:管道钢筋混凝土结构的抗渗能力能够保证,虽然施工中,局部因施工缝捣制缺陷或墙模的对拉螺栓孔止水效果不佳,导致其渗漏,但经试水检验与修补,管体的抗渗漏得以保证。而沉降缝则不同,其缝的潜在缺陷将随投产使用时间的推延,因缝材材质及施工沉降等原因,某些缝抗渗能力可能随时间推延逐渐降低;甚至发生严重渗漏。因此,应从设计、施工和管道环境介质、管路等方面进行沉降缝渗漏原因的查找与分析。
(1)设计
软土地基上建造埋地输水管道的最薄弱环节是沉降伸缩缝,采用大开挖施工,使连接处变形缝产生错位与渗漏是常见病,往往是地基不均匀沉降所致。为此,应从设计进行认真分析原因,查找其不足。
①企口式接缝处混凝土浇捣难度高
为适应沉降缝处3cm最大沉降差,虽采用了企口式抗剪榫槽、且混凝土厚度也加厚到700mm,但该处仍因构造筋配置较密,混凝土浇捣密实