在管道运维管理中,缺陷是影响管道正常运行的关键因素。根据缺陷对管道影响的核心维度不同,可将其划分为结构性缺陷与功能性缺陷两大类,二者在危害程度、影响范围及修复目标上存在显著差异,以下将分别展开详细解析。
一、结构性缺陷:威胁管道结构安全的核心隐患
结构性缺陷主要针对管道本体结构,是指因管道损坏、变形等问题,导致其承载能力、结构稳定性大幅下降的缺陷类型。这类缺陷直接触及管道的结构安全底线,不仅会缩短管道使用寿命,还可能引发一系列严重的次生灾害,对周边环境和公共安全构成重大威胁。
从危害后果来看,结构性缺陷会破坏管道的结构完整性,常见的风险包括管道坍塌、破裂、渗漏等。一旦发生,可能进一步引发地面沉降,破坏道路、建筑基础;若管道输送的是污水等污染物,渗漏还会造成土壤污染、地下水污染,影响生态环境。在极端情况下,严重的结构性缺陷可能导致管道完全失效,必须进行紧急更换,不仅会产生高昂的维修成本,还会对城市正常供水、排水等民生保障工作造成严重干扰。
针对结构性缺陷的修复,核心目标是恢复管道的结构强度、密封性和稳定性,确保管道能够重新承受外部荷载(如土壤压力、车辆荷载等)和内部水压,维持正常的结构功能。因此,修复过程需采用专业性强的结构性修复方法,从根本上解决结构层面的问题。
目前常见的结构性缺陷及具体定义如下:
破裂(PL):当管道承受的外部压力超过自身所能承受的极限时,管子发生破裂。根据破裂的形态不同,可分为纵向破裂、环向破裂和复合破裂三种,不同形态的破裂对管道结构的破坏程度和修复难度存在差异。
变形(BX):管道在外部压力挤压作用下,出现形状上的变异,如管道被压扁、弯曲等,这种变形会直接改变管道的原有结构形态,降低其承载能力。
腐蚀(FS):管道内壁长期受到水流、化学物质等的侵蚀,导致管壁材料流失或剥落,表面出现麻面,严重时甚至会露出内部的钢筋,使管道的结构强度大幅降低。
错口(CK):在管道接口处,同一接口的两个管口出现横向偏离,未能处于管道设计的正确位置,这种偏差会破坏接口的密封性和结构连贯性,容易引发渗漏问题。
起伏(QF):管道接口位置发生偏移,导致管道整体的竖向位置出现变化,在较低的位置容易形成洼水区域,长期积水会加剧管道的腐蚀,同时也会影响水流正常输送。
脱节(TJ):两根管道的端部未能充分接合,或原本接合的接口出现脱离现象,使管道出现明显的缝隙,极易发生渗漏,严重时可能导致管道分段失效。
接口材料脱落(TL):管道接口处用于密封或连接的材料(如密封圈、填料等)发生脱落,不仅会影响接口的密封性,导致渗漏,还会削弱接口的连接强度,破坏管道的整体结构稳定性。
支管暗接(AJ):未按照正常的施工规范和流程,私自将支管接入主管道。这种违规操作不仅可能导致管道内水流紊乱,增加堵塞风险,还会破坏主管道的原有结构,降低主管道的承载能力和稳定性。
异物穿入(QR):外界的异物(如金属碎片、石块等)穿透管道壁进入管道内部,会直接破坏管道的结构完整性,同时异物本身也可能阻碍水流,影响管道正常运行。
渗漏(SL):管道内的水通过管壁的破损处或接口的密封失效处泄漏到外部土壤中,或者外部的地下水通过管道的缺陷处渗入管道内部。渗漏不仅会造成水资源浪费或管道内水质污染,长期还会加剧管道结构的损坏。
二、功能性缺陷:影响管道排水效率的常见问题
功能性缺陷与结构性缺陷不同,其主要影响集中在管道的内部功能层面,是指因管道内部出现杂物堆积、附着物等情况,导致管道过水能力下降的缺陷类型。这类缺陷不会直接破坏管道的结构稳定性,主要危害在于降低管道的排水效率,对城市排水系统的正常运转造成干扰。
从实际影响来看,功能性缺陷会导致管道排水效率降低,常见的问题包括管道淤积、堵塞、排水不畅等。当这些问题发生时,可能引发城市道路积水,影响交通通行;在雨季,排水不畅还可能导致污水倒灌,进入居民小区或街道,影响居民生活环境和公共卫生。但需要注意的是,功能性缺陷不会直接导致管道结构失效,其危害范围相对集中在排水功能层面。
针对功能性缺陷的修复,核心目标是恢复管道的过水能力,无需对管道结构进行大规模改造。修复过程中可采用非结构性或半结构性修复方法,通过清除管道内的障碍、减少过流阻力,即可使管道恢复正常的排水功能。
目前常见的功能性缺陷及具体定义、等级划分如下:
沉积(CJ):管道内的杂质(如泥沙、淤泥等)在管道底部逐渐沉淀淤积,形成沉积物。根据沉积物厚度占管道管径的比例,沉积缺陷可分为四个等级,沉积物厚度越大,等级越高,对管道排水截面积的占用越多,对排水能力的影响也就越大。
结垢(JG):管道内壁长期与水流接触,水中的矿物质、微生物等在管壁表面附着,形成结垢。结垢分为硬质结垢和软质结垢,根据结垢造成的管道过水断面损失程度,可划分不同等级,过水断面损失越大,说明结垢越严重,管道的实际过水能力下降越明显。
障碍物(ZW):管道内部存在影响水流正常通过的阻挡物,如废弃的管道零件、垃圾等。按照障碍物造成的过水断面损失情况,可确定障碍物的等级,过水断面损失越大,障碍物对水流的阻碍作用越严重,排水效率降低越显著。
树根(SG):管道周边的树木根系,在生长过程中自然延伸并进入管道内部,可能是单根树根,也可能是密集的树根群。根据树根造成的过水断面损失程度,树根缺陷可分为四个等级,过水断面损失越大,树根对管道排水的阻碍越严重,还可能缠绕其他杂物,加剧堵塞风险。
残墙、坝根(CQ):主要来源于施工过程中的遗留物(如施工时临时搭建的墙体残留),或管道破损后形成的墙体、根部状障碍物。虽然相关规程中未明确其详细的等级划分,但在实际评估中,通常可根据其占用管道过水断面的比例、对水流的阻碍程度等情况,判断其对排水功能的影响大小。
浮渣(FZ):漂浮在管道内水面上的外来物,如塑料袋、油污、落叶等。目前规程中未对管道内浮渣的等级划分进行详细说明,实际评估时可参考相关检查井的标准,结合浮渣的数量及对管道过水的影响程度,分为以下几类情况:少量漂浮物且不影响管道正常过水;大量漂浮物但部分可在水流作用下被冲走,对过水影响较小;大量漂浮物堆积,严重阻挡水流,显著降低排水效率。
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