排水管道下沉原因分析及其修复对策

排水系统被形象的比做城市的命脉。保证排水系统的正常运行，对于保护环境、减少污染、提高人民健康水平、维持城市的正常工作和生活秩序有着非常重要的意义。但按照传统的设计方法建成的排水管道，在实际运行中往往达不到设计效果。随着城市交通设施―道路、桥梁等建设，用于保护公共水域水质和城市公共环境的排水设施，近年来也有了很大的发展，排水管道的建设总量也逐年增加。现担负银川市兴庆区、金凤区、西夏区建成区域内雨、污水排放的城市排水管道总长度387公里，检查井10094座，雨水井26609座，承担着本市三区内雨、污水的汇集排放及防汛任务。目前，部分排水管道设施开始进入老龄化，为确保城市防汛及正常生产、工作安全，需要进行必要的养护和修复。管道下沉是排水管道损害较严重地一种病害，危及效通安全，影响防汛排水，殃及地下公用管线的安全等，其后遗症和负面辐射十分严重，对此必须引起重视。

近年来，我市部分街巷已先后发生多处排水管道损害，用于投资管道翻修的造价不断增加，每年在雨季来临之前，都要按计划对下沉的排水管道进行翻修。

一、排水管道下沉的外部症状

排水管道虽是隐蔽的，如一旦出现损坏，必然会在路面上有迹像显露，一般常见的症状有以下几种：

1、路面上出现下沉凹塘的位置，处在下水管顶上方，或在贴近管道的一侧，或在检查井旁边。最明显的特点是路面下沉的速度较快或凹塘由小变大，特别是对路面凹面塘采取填补衬平后，没有多少时间在原处又凹陷下去。严重时会出现路面裂缝的坍塌。

2、检查井下沉迅速。

3、路面有明显坍塌。

二、发生排水管道下沉的原因

1、地质情况造成的原因

银川市的地质情况自东向西，基本上为黄河冲积二阶地，在城市规划区范围内，自沿山公路至三一支沟范围内的地表施工范围内，大部分地质为表层1-2m的填筑垃圾，其下为8-15m厚度不等的冲积式粉性砂土。由局部的接口处渗水引发掏空管道胸腔两则的土体，致使管道下沉，接口处错位，路面坍塌。

2、施工工艺造成的原因

排水管道埋设在细砂土层中存在施工漏洞，粉细砂土遇水形成流砂并通过管道口处的缝隙进入了排水管道内随水流走，虽然排水管道的缝隙并不算大，但细砂长流，日积水累积少成多，以致于上覆土层和道路基层下陷失去了支撑能力。这样路基层呈悬空状态，在重载车辆的反复碾压下，终于超过了其所能承受的荷载而断裂塌陷。

3、施工工艺质量标准低

以前排水管道施工标准图的质量要求比较低，检查井没有外粉饰，管道外腰箍没有钢筋，只打2cm厚的水泥砂浆腰箍，管道基座只有90°，管道基础大多为素砼，井上抽水的设备也较低级简单。

4、实际施工中留下的质量隐患

（1）管道对口处的内壁部分或全周出现错台，相邻管节内壁不平顺。会降低排水功能，增加淤塞的机会；（2）预留管口不封堵，当管道内水位升高或出现满流，水就会浸泡管端以外的泥土，随着水位的升降，泥土就会屡屡被被冲刷流水管内，一则淤塞管道，二则引起管端以上的地面塌陷；（3）在圆形检查井中，上、下游干管管头露出井壁过长或缩进井壁，管头缩井井墙，等于井墙没有完全座在管子上，部分井墙跨空，因井墙既承受自重，又承受地面传递来的交通荷载，会使检查井塌陷，带动管道下沉；（4）检查井基础未浇成整体，造成检查井整体承载能力差，在井底的薄弱部分，会发生不均匀下沉，使井墙开裂，导致管道下沉；（5）大管径雨水支管接口抹带空鼓裂缝，当雨期到来时，会使管缝冲刷外泥土井管，使地面沉陷，导致排水管道的下沉。（6）沟槽回填前管道混凝土基础强度、接口抹带的接缝水泥强度及养生期未达到施工规范要求进行回填。

5、受公用管线损坏殃及排水水管道损坏的，一般常见为上水管道的破损断裂，因水压力的冲刷引起邻边下水管道的损坏，引起路面大面积坍塌。在沉管维修中常常发现某个公用管线要穿越过去就擅自将下水管道凿破或将检查井下部墙体敲掉一角，有的甚至将一些小型管道干脆破断等。

三、排水管道下沉维修工程的特点及实例

（一）特点：

1、施工复杂：在施工中要保护好邻旁的其它公用管线，要维持原有的排水功能，铺设临时排水管，不得影响汛期，另外市容、交通有关部门对其要求高，工期紧，施工也需临时接电接水等。

2、造价高：沉管维修工程与新埋一节同样口径、深度、长度的下水管道相比造价要高的多。要铺设临时排水管、支付公用管线监护费、加固费、地基加固措施费、路面修复费。

3、影响面广：因为沉管工程总是处在一个已经形成生活、工作环境的区域，一旦进场抢修施工，就等于打破原来的平静，凡与生活、工作搭界的方方面面都会受到影响，所以“既盼修、又怕修”的心理就是这种影响的反映。

（二）实例：

1、北安巷D600管道下沉，长度29m。原因是由于1997年翻修时，新、旧管接口处理不当，造成接口漏水，管道长期在正负压作用下造成水对接口周围土体的冲刷，带走泥土，造成管基空洞，管道错口下沉。找出下沉原因后，制订了方案进行翻修。

2、光明巷D700管道下沉长度17m。原因是由于检查井基础不均匀沉降，造成井体下沉，连带接口拉裂，导致主管道随之下沉的现象。

3、兴仁巷D800管道下沉，长度22m。原因是两侧预留管口渗水，当管道内水位升高或出现满流时，水就会浸泡管端以外的泥土，随着水位的升降，导致管端以上的地面塌陷造成主管道下沉，

4、金凤区广场西路D1500排水管道下沉，长度16m。由于该处管段地下水位较高，周围土质为流沙层。经过8年的使用，加之雨季时，管道内排水量增大，排水泵站加大排放造成管内水骤降，地下水位波动较大，对管道接口处冲击力加大，使原砖砌检查井与管道接口处及井墙局部砂浆逐渐脱落，在正、负压力差的作用下，检查井井墙西北侧这一薄弱环节的承载力减弱，地下水带沙渗入。同时管道两侧泥土减少，阻止管道变形的支撑力减弱，地下水和泥沙的流入加剧，检查井下沉将北侧排水管道接口拉裂，致使路面下沉。

四、管道下沉病害形成危害的机理

常常发现路面反复严重下沉之下的排水管道被挖出后的线型状况出乎人们的意料之外，并不像人们预料的，似路面下沉一样的难看，而是管道线型标高与原样变化不大，仅是个别管口破损和接口错位。经过分析找到了难看的外部机理。形成排水系统的管道，当泵站排水时，在管内形成一股强大的负压力作用于管道内壁，如管道内某处有裂缝或缺损时，这股负压力就渗透到管外，将管外的土体从裂缝和缺口中挤进管道随水流走。待泵停时，管内的水就从裂缝中渗溢到管外，形成正压力，将土体软化，待开泵时又将土体吸入管内，这样如此无限循环，将管外土体掏空越来越大就引起路面沉陷，管道接口脱头、错位，管道损坏越来越严重。

因此，对沉管病害必须高度重视，应抓紧抓早予以解决，每年应留出一定的经费作为管道下沉维修的专项费用，按照沉管病害的轻重缓急，结合道路改造、管道翻建等多种方式逐个进行翻修。

五、继续发生管道下沉病害的潜伏因素

1、采用顶管施工的工程。

2、近年来许多抢工期的工程，在施工中难免会留下隐蔽工程质量隐患。

3、过去低标准施工的下水道质量隐患问题还未全部暴露出来，另外，管道在长年的使用中还有个别自然老化和受有害水质腐蚀损坏因素。

六、预防与减少管道下沉的对策

在今后的排水管道施工中，我们将要求建设、施工、监理、勘察设计等建设工程参建主体各方严格按照《给排水管道工程施工及验收规范》进行施工，加大在建工程管理力度，提升工程质量，并因地制宜提高国家标准。同时市政执法人员加强道路巡视，严密注视路面出现龟裂、塌陷等情况，积极治理道路病害。具体预防修复措施如下：

1、对于埋深大于5米的排水管道施工，排水检查井采用钢筋混凝土现浇，以增强结构强度。

2、对于槽底地基土质遇松软地基、流沙层等，直接采用钢筋混凝土现浇井施工。

3、根据实际现状地质情况，管道胸腔两侧及管顶以上天然砂砾回填厚度可适当增加，并分层夯实。

4、提高排水管道与检查井连接处及井室内立面防水设计标准，增加抗渗能力。

5、加强大中型掘路施工中市政管线的监护工作。

6、使用新型管材，做到轻质、耐腐、抗压、抗弯、不渗漏等。

7、引进新的沉管修复方法和修复材料，使之修复一次到位。

8、加强管道施工中隐蔽工程质量的检测，对管道病害早发现、早修理，杜绝后患。