章志松(蘇州市政工程總公司)

　　由于城市建設和環境保護的需要，蘇州自80年代初以來，在地下敷設了大量的污水管道，并建起多座不同規模的污水處理廠。但隨著污水處理廠的啟動運行也發生了多起嚴重管道滲漏、斷裂和下沉事故，使管道報廢、路面下塌。這些事故的發生一部分是由于管道的施工質量問題，但也有一部分管道按《市政排水管渠工程質量檢驗評定標準》CJJ3—90(以下簡稱《評定標準》)所做的閉水試驗是合格的。筆者對一些報廢的管道及所處的地質、水文情況進行了調查、分析，從中發現了其報廢的原因。

1 分析與計算

　　經考察，閉水試驗合格但報廢的管道有兩個特點：
　　①管道埋置較深，均處于極易產生流砂、地下水豐富的輕亞粘土或細、粉砂土層中；
　　②管道為污水廠或污水泵站的進廠管、離進水口較近的過河管道以及離河道較近的管段。例如蘇州南環污水泵站進廠管的下沉，又如離該泵站不到170m的張家橋污水過河管，在使用不到一年的時間就發生下沉，河西下沉62.2cm，河東下沉89.6cm，管內充滿細砂。
　　為了弄清細砂是如何進入管道的，對沉管比較嚴重的南環泵站污水管道埋深處的土層進行了取樣、篩分分析，試驗記錄如表1。

　　表1表明：該土層中>0.1mm的顆粒占90.44%，超過75%，按路基土分類屬細砂土。?
　　同時還考察了按《評定標準》要求做閉水試驗的情況。根據《評定標準》的要求，閉水試驗的水位應為試驗段上游管道內頂以上2m，且在管道填土前進行，不考慮管道縱坡，污水管道閉水試驗見圖1。

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　　假設某段管徑為D的污水管道閉水試驗允許滲水量Q集中于一孔徑為d的小孔滲流，且小孔位于管底。由于孔徑d<1/10H=1/10×2=0.2 m，閉水試驗應在管道填土前進行，即管內的水通過小孔直接滲流入大氣中，且管壁厚度δ一般均>(3.5～4)d?，所以污水管道閉水試驗允許滲水量集中于一小孔，出流應屬小管徑短管的自由出流，其滲水孔徑d可按“短管自由出流”的流量公式計算，即：

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　　根據《評定標準》中的“排水管道閉水試驗允許滲水量”及上述公式，分別計算出混凝土或鋼筋混凝土污水管道各種常用管徑在10m、100m及1 000m長時的允許滲水量Q及其集中滲水孔徑d值(見表2)。

　　比較表1和表2不難看出，細砂土層中占92.11%的<0.25mm的砂土顆粒粒徑比集中滲水孔的孔徑小得多(按表2統計約為4～71倍)，隨著污水管道的啟用，管外的地下水通過小孔向管內滲流，由于管道離污水廠、污水泵站較近，受進水泵的吸力較大，過河管及離河較近的管道地下水又特別豐富，向管內滲流的地下水將大量小于孔徑的細、粉砂土顆粒源源不斷地帶入管內，形成流砂，日長時久勢必把管基座下的土基掏空，使管道下沉、斷裂、報廢。?

2 結論與建議

　　依筆者之見，《評定標準》中排水管道閉水試驗的允許滲水量主要是受兩個條件控制：
　　①排水管道的滲水量不致造成地下水的污染；②排水管道的滲水量不致造成污水廠處理的污水數量超過其設計能力的允許范圍。?
　　一般情況下，《評定標準》中確定的允許滲水量能夠確保污水管道的正常安全運行，但在易產生流砂的輕亞粘土及細、粉砂土層中鋪設的污水管道，根據上述分析計算，這個允許滲水量顯然是偏大了，即不能確保此類污水管道的正常安全運行。因此其閉水試驗的允許滲水量應嚴格控制，當其值等于滲水孔徑為0.1 mm時的滲水量，則從表1可以看出細砂土層中只有等于(當滲水量集中于一孔滲流時)或小于(當滲水量分散于幾孔滲流時)總土重9.56%的土顆粒可以通過，這樣發生砂土顆粒隨地下水大量涌入管內的幾率就會大大下降，從而基本上保證了污水管道在一段時期內的正常安全運行。?
　　由于要求的滲水量是在一次閉水試驗中集中滲水孔徑為0.1 mm時的滲水量，所以其大小與管道長度無關，而與閉水試驗的次數有關。同樣長度的污水管道分段閉水的段落越多，只要其每段閉水試驗的滲水量均等于或小于集中滲水孔徑為0.1 mm時的滲水量，就可認為該段污水管道是安全的。?
　　混凝土或鋼筋混凝土污水管道各種常用管徑在集中滲水孔徑為0.1 mm時的滲水量見表3。

?　從表3可以看出，其滲水量是比較小的，若采用常規的“帶井閉水法”很難測定滲水量的數值，因此建議采用不帶井的“量筒法”來做閉水試驗。?
　　當然為確保在易產生流砂的土層中鋪設的污水管道閉水試驗的允許滲水量能達到上述要求，還必須從設計及施工兩個方面采取必要的措施，如選擇合適的管材和接口，用注漿加固地基，管子和窨井采用柔性連接，施工時嚴格遵守操作規程并采取有效的降水措施及選擇合適的施工工藝等。?

　　作者通訊處：215004蘇州市勞動路雙橋蘇州市瀝青預制供應站?
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　　(收稿日期1999-05-21)