道路工程排水管問題及解決方案

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關鍵詞：排水管；現(xiàn)存問題；解決方案；未來前景

在道路工程中，土體失穩(wěn)與眾多因素有關，其中，地下水是主要因素。為緩解或消除土體失穩(wěn)問題，工程中已形成較為完備的排水體系。本文將列舉排水管在工程應用中常見問題與解決方法，并對排水管下一步的研制開發(fā)方向提出自己的見解。

1排水管在交通工程中現(xiàn)存問題

1.1凍脹擠壓破裂

大量工程現(xiàn)狀表明，在不考慮個別外界因素導致排水管破裂的情況下，管道的破裂普遍原因是受到土體凍脹擠壓。當管道強度不足以抵抗由于溫度過低發(fā)生體積膨脹的凍土凍脹力時，土體便會擠壓排水管導致其發(fā)生破裂，進而導致排水管失去調節(jié)地下水位高度的能力，增加土體失穩(wěn)可能性。

1.2堵塞

堵塞類型主要分為土顆粒淤塞和結晶物堵塞。前者在路基排水管中出現(xiàn)居多，而后者則是隧道排水管中的常見問題。田卿燕在進行后，發(fā)現(xiàn)排水管淤塞物主要為細小顆粒黏［1］；謝經輝在不同土體中，對土顆粒堵塞排水管的顯著性因素進行了模擬分析，試驗證明排水管橫截面積影響顯著性較高，而水力梯度影響較?。?］。堵塞隧道工程排水管的多由溶解于地下水中的化合物結晶而成。灰?guī)r區(qū)隧道中下設的管道易受CaCO3結晶物填充［3］；堿性地質隧道中的管道堵塞物主要成分為Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-等離子組合成的硬質結晶物［4］?？偨Y大量工程經驗可知，排水管內結晶物若不及時清理，嚴重時將造成隧道排水管堵塞。

1.3腐蝕

隨著社會工業(yè)生產的規(guī)模擴大，雨雪帶有的腐蝕性越來越強，排水管的質量也會受到腐蝕性水質一定程度的影響。管道內外壁在腐蝕作用下，局部或全長范圍內會出現(xiàn)厚度變薄，在土體的擠壓下，其變形和受力在厚度不同處產生不均勻性，致使管道變形、破裂或坍塌。

2排水管的改進

2.1凍脹擠壓破裂解決方法

夏敏通過研究某工程凍害成因，總結了凍脹產生的多種因素，提出采取截、堵水，排、疏通水，加熱等相應配套處置措施可有效緩解高寒地區(qū)凍脹土對排水管的不利影響［5］；蘇航等通過研究高寒地區(qū)隧道工程，表明保溫材料的使用可有效緩解土體凍脹，而其材料的選用多為保溫性能較好的鎂鋁板和硅酸鈣板［6］；

2.2堵塞解決方法

陳鵬提出排水管開設進水孔一端常采用土工布包裹［7］，一些學者對排水管結構進行了改進，毛細透水管（“排水釘”）就是一種代表性結構，其特點在于管壁外開設有縱向凹槽，在虹吸作用下，地下水被“吸”入凹槽內，并沿其縱深排至管外，顆粒流失量減少。在預防排水管內結晶物堵塞研究中，劉寧通過試驗，表明納濾膜可有效脫除SO42-成垢離子［8］；王彪表明通電可使沉積離子不易沉積［9］；

2.3管道的腐蝕解決方法

近年來，聚氨酯噴涂材料在提高排水管耐腐蝕性方面有卓越成效，其特點為粘聚力強，固化時間快，且該噴涂材料可在管 壁上形成一層“保護膜”，使之免受磨損和腐蝕。研究表明，聚氨酯噴涂厚度較小時，只起防腐和防水作用。

3排水管的研制前景及展望

（1）新材料的研制：選用強度較高、親水性與耐腐蝕性優(yōu)良的管道材料，研制類似于聚氨酯的無污染、可加強管道強度和耐腐蝕性的新型表面噴涂材料與材料添加劑，亦或是在管壁內設置支撐性良好的“加勁肋”結構，均是改善排水管當前存在問題（破裂、堵塞、腐蝕）的主要方向。（2）新排水理念的探索：借鑒“海綿城市”理念，參考毛細透水管與纖維束排水管等特殊排水管的設計思路，利用毛細、虹吸或其他物理現(xiàn)象，在保障排水管的排水能力滿足要求的同時，尋求減少土顆粒的流入量和化合物的結晶量的方法，仍是當前研究的重點。

參考文獻

［1］田卿燕，錢尼貴，郝鐘鈺.公路邊坡新型仰斜排水孔機械淤堵室內試驗研究［J］.公路，2016，61（07）:39-44.

［2］謝經輝，樊秀峰，吳振祥.邊坡軟式排水管淤塞試驗研究［J］.水利與建筑工程學報，2018，16（06）:105-110+128.

［3］翟明.灰?guī)r區(qū)隧道排水系統(tǒng)結晶堵塞規(guī)律研究［D］.重慶交通大學，2016.

［4］向坤，周杰，張學富，等.堿性環(huán)境隧道排水管結晶規(guī)律室內試驗研究［J］.隧道建設(中英文），2019，39（S2）:207-212.

［5］夏敏.高寒地區(qū)公路隧道凍害處置措施研究［J］.內蒙古公路與運輸，20189（06）:58-59.

［6］蘇航，鄭少華.高寒地區(qū)公路隧道防排水及保溫設計［J］.天津建設科技，2018，28（06）:72-75.

［7］陳鵬，林展展.山區(qū)公路路基路面排水設計［J］.安徽建筑，2019，26（04）:147+187.

［8］劉寧，周佩，董俊，等.納濾法處理富含SO42-油田注入水的防垢阻垢作用［J］.油田化學，2015，32（04）:603-606.

［9］王彪，王友啟，李立.油田污水電化學誘導防垢新技術［J］.石油鉆探技術，2017，45（02）:92-95.

作者：孫晟之 夏建平 丁慎寶 商淑杰 單位：山東建筑大學