排水管道發(fā)生損壞事故,歸根到底是由于自身材質(zhì)特性或結(jié)構(gòu)強度降低,當管道受到外力的作用超過其極限承載力時,管道就會產(chǎn)生自身結(jié)構(gòu)性損壞,從而造成了管道破裂。從管道受力的外在表現(xiàn)形式來看,原因一般可歸納為:管材材質(zhì)差,結(jié)構(gòu)強度低;管道運行壓力及管道外的靜、動荷載過高;管道運行時間長,超越自身合理使用年限,導(dǎo)致管道結(jié)構(gòu)強度降低;管道材質(zhì)受酸堿腐蝕,結(jié)構(gòu)強度加速降低;管道基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降,導(dǎo)致管道接口脫出或管道斷裂;溫變應(yīng)力影響;管道施工質(zhì)量差;野蠻施工造成人為挖爆管道等管道使用年齡的影響
每一種材料都有其使用壽命,排水管道也不例外。隨著排水管道使用時間的增加,材質(zhì)功能下降,長期超限運行,老化嚴重,造成損壞事故頻繁發(fā)生
材質(zhì)地決定著管道的強度、抗腐蝕性及壽命,是排水管道損壞的主要影響因素。目前,我國各個城市排水管網(wǎng)所采用的管材種類繁多,管材品質(zhì)參差不齊,各種管材的損壞故障率亦有不同。根據(jù)各級城市排水企業(yè)的損壞記錄,各種管材的故障率由高到低依次為波紋管、水泥管、玻璃鋼夾砂管、PE管、灰口鑄鐵管、鋼管,球墨鑄鐵管故障率最低
(一)水錘與氣囊的影響
水錘波動是液體(水)的壓力振動在彈性液體介質(zhì)(水)內(nèi)所引起的波動過程,屬于機械波。水錘現(xiàn)象是在壓力管道中由于流速劇烈的變化而引起動量的轉(zhuǎn)換,從而在管路中產(chǎn)生系列急驟的壓力交替變化的水力撞擊現(xiàn)象。水錘也稱水擊,或稱流體(水力)瞬變(暫態(tài))過程,它是流體的一種非恒定(非穩(wěn)定)流動,即液體運動中所有空間點處的一切運動要素(流速，加速度，動水壓強，切應(yīng)力與密度等)，不僅隨空間位置而變，而且隨時間而變。
(二)腐蝕老化的影響
敷設(shè)在地下的金屬管材和各種閥門以及螺栓、螺母等與水和土壤接觸后,會發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),受到不同程度的腐蝕,根據(jù)腐蝕機理可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。
(三)管道基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降的影響
(1)由于管道施工設(shè)計時缺少地質(zhì)資料,或地質(zhì)勘查取點較少,軟基土、腐殖土及高含水率淤泥質(zhì)土層不易被發(fā)現(xiàn)。同時在管道施工時,施工方忽視對軟基的處理,使管道地基承載力小于規(guī)范值。因此,在管道通過運行時,正常地基處形成點、線支撐,而在弱土處隨其壓縮而出現(xiàn)不均勻沉降,使管道受到的彎曲應(yīng)力增大,從而使管道接口處將承受很大的彎曲應(yīng)力強度,一旦超過其允許值,接口受力爆裂破壞將不可避免。
(2)地下施工,地面上長年運輸重負荷對土地的擠壓,強烈地震產(chǎn)生的縱、橫向地震波等,引起地面不均勻的沉降,使得管道及其接口連接部位產(chǎn)生滲漏、斷裂等損壞現(xiàn)象
(3)地震、泥石流、洪水等重大自然災(zāi)害造成排水管道斷裂、塌陷
(四)人為因素的影響
在排水管道損壞事故中,由于人為因素造成管道損壞的事故屢見不鮮。人為因素主要有以下4個方面:
(1)野蠻施工。在城市建設(shè)過程中,施工方未弄清地下管線的情況就盲目施工,在施工過程中損壞管道導(dǎo)致水管破裂。野蠻施工是人為排水管道損壞的主要原因。
(2)管道安裝不規(guī)范,施工質(zhì)量差。安裝管道前未按設(shè)計要求做好地基處理,管道運行后發(fā)生不均勻沉降,從而使管道接口漏水或破裂;管道運輸過程中,管道被碰傷;管道內(nèi)、外防腐沒有處理,加速管道腐蝕老化等這些情況均會造成漏水或爆管。
(3)管道安裝及維護中不規(guī)范導(dǎo)致的管道漏水。隨著城市的發(fā)展,各種線路要求入地敷設(shè),所以道路下的空間日益擁擠,對排水管道的安裝提出了更高的要求。但在部分設(shè)施比較集中的地段,使得排水管線無法按照規(guī)范留出足夠的安全和維護間距,有的甚至是緊貼安裝的,而這些地段是管道最容易產(chǎn)生損傷的地段。
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