仙河镇污排管道腐蚀原因分析及对策的思考

仙河镇污排管道腐蚀原因分析及对策的思考

仝欣

山东省东营市胜利油田地面工程建设监督中心，山东 东营 257237

摘要：目前镇区内大部分排水管道采用混凝土管或钢筋混凝土管，它们极易受环境中腐蚀介质的侵蚀，尤其是生活污水和土壤环境的侵蚀。仙河镇隶属于山东省东营市河口区，位于黄河入海口北侧，地下水位相对较高。仙河镇2015年污水管道腐蚀穿孔引起路面塌陷等就有10多处，不仅污染环境，给居民生活造成极大不便，随着管道使用时间越来越长，这种情况会越来越多。本文主要阐述混凝土管道腐蚀机理，并结合排水管道腐蚀穿孔维修施工的经验，就排水管道设计、施工及维护管理提出几点建议。

关键词：污水；混凝土腐蚀；对策

一、生活污水腐蚀机理分析

仙河镇大部分排水管道采用混凝土管或钢筋混凝土管。混凝土是一种多相材料，有骨料和水泥凝胶（俗称水泥石）组成，混凝土的强度主要由水泥凝胶提高。城市排水管道一般发生的腐蚀主要是化学腐蚀的电化学腐蚀，腐蚀介质通过混凝土表面孔隙或裂缝进入混凝土内部并与水泥水化产物发生化学反应，生成物破坏了水泥的胶凝结构。主要破坏形式包括以下几种：

（一）酸性软水的溶出型腐蚀

水泥水化产物中的Ca(OH)2与生活污水中游离态的CO2发生化学反应，最终生成易溶的Ca(HCO3)2而流失，由于管道中水流的冲刷以及工作应力加速了这种流失，使混凝土碱度不断降低，当溶液中Ca(OH)2浓度小于水化产物所要求的极限浓度时，则会引起其它水化产物的分解溶蚀，最终破坏水泥砂浆的结构。

（二）分解型腐蚀

分解型主要是由于酸性介质（如硫酸、盐酸）和镁盐等对混凝土的腐蚀作用造成的。其腐蚀过程主要表现为腐蚀介质中的阳离子和水泥水化产物中的阳离子发生交换，生成不具有胶凝性的、悬浮于水的物质，随着这些物质的溶解，流失，使水泥石的结构完全破坏。

（三）膨胀性破坏

污水中的SO⁴离子（或硫酸盐溶液）与水泥水化产物中的Ca(OH)2和CaO.AL2O3.6H2O发生反应后，生成物由于含结晶水，其体积较原水泥石的体积增加1.5倍以上，在混凝土内部产生膨胀应力，导致混凝土开裂，破坏是由内及外的剥蚀。

（四）钢筋腐蚀

完整的混凝土PH值一般为12-14，钢筋在此碱性环境中，表面形成钝化膜，保护钢筋免受腐蚀，当水泥凝胶受环境中CO₂和水的腐蚀发生碳化，使混凝土保护层pH降低，碳化达到钢筋表面时。钝化膜破坏（即钢筋脱钝）导致钢筋锈蚀，一般钢筋表面pH为10即可发生脱钝。

图1 混凝土污水管道腐蚀图1 图2 混凝土污水管道腐蚀图2

二、几点思考及建议

（一）设计方面

1、做好管线的平面及高程控制。市政管线除了排水管线外，还有电力、通信，给水、燃气等其他管线。根据规范规定，各管线之间都有一定的水平净距，遇到管道交叉时，应满足管道间最小净距的要求，且按有压管道避让无压管道、支管道避让干线管道、小口径管道避让大口径管道的原则处理。

2、根据实际情况选用合适的管材。如果必须选用混凝土管道或钢筋混凝土管道，管道材质考虑采用高碱性骨料混凝土，并采用管道内部涂层处理；可以适当加大管径，较大的直径能增加污水与空气的接触面积，提高污水的曝气率，可减少腐蚀；同时加大预制及现浇混凝土中钢筋的保护层。

（二）施工方面

1、确保管道材料的质量。为了确保在交工后管道没有渗漏的现象，当管材进入工地时，要严格检查管材上面不得有裂缝、破皮的问题，所选的管材必须是正规厂家生产的，并且管材得有合格证和检测报告。对以上考察如有一项不符合选用管材的要求，一律不能使用。做到及时发现问题并且调换好的管材，从根源上杜绝问题的发生。

2、加强对管道地基的验收。土方开挖至槽底标高后，应由施工和监理(无监理的工程由建设单位项目负责人)等单位共同验收地基，必要时还应有勘察、设计人员参加。槽底局部超挖或发生扰动或因排水不良扰动时，严格按照相关规范要求或设计部门要求进行地基处理，防止地基不均匀沉降对管道造成的折断损害。

3、做好排水管道的严密性试验。可以说排水管道的严密性试验是非常重要的施工环节，其关系到能否顺利交工。污水、雨污水合流管道及湿陷土、膨胀土、流砂地区的雨水管道，回填土前必须经严密性试验合格后方可进行沟槽回填施工。

4、控制好检查井的施工质量。砌块砌筑时，铺浆应饱满，灰浆与砌块四周粘结紧密、不得漏浆，上下砌块应错缝砌筑。抹灰前，墙壁表面粘结的杂物应清理干净，并洒水湿润。水泥砂浆抹面宜分两道，第一道抹面应刮平使表面造成粗糙纹，第二道抹平后，应分两次压实抹光，施工缝留成阶梯形；接槎时，应先将留茬均匀涂刷水泥浆一道，并依次抹压，使接槎严密；阴阳角应抹成圆角。

5、控制好管道沟槽回填施工质量。回填前沟槽内砖、石、木块清理干净，并且沟槽内不得有积水，不得带水回填。管道两侧和管顶以上500mm范围内的回填材料，应由沟槽两侧对称运入槽内，不得直接回填在管道上；需要拌合的回填材料，应在运入槽内前拌合均匀，不得在槽内拌合。路面范围内的井室周围，应采用石灰土、砂、砂砾等材料回填，其回填宽度不宜小于400mm。

（三）维护管理方面

1、制定完善排水管维护管理制度。为了适应现代排水养护施工安全的需要，有必要重新制定养护施工的操作规程和相应的管理制度。根据有毒有害气体检测数据，制定维修养护施工方案和安全防护措施，规定报上级单位审批后方准许施工。可根据管道中沉积物可能性的大小，划分若干养护等级，以便对其中水力条件较差，管道中脏物较多，易于淤塞的管段给予重点养护，这样能大大提高养护工作效率。

2、加强市政道路交通管理。管道处于土壤和水的应力作用下，在应力作用下的腐蚀较单纯的化学或电化学腐蚀更为复杂。因而应加大对道路交通管理，严禁超重车辆驶入，对地下管道的压力损坏，这样可延长污水管道的使用寿命。

3、高度重视排水管道的渗漏检测工作。排水管道的渗漏检测是一项重要的日常管理工作，容易受到忽视。如果管道渗漏严重，将不能发挥应有的排水能力。排水管道渗漏的主要检测方法主要是直接观察法，就是从地面上观察管道的漏水迹象，检查井中有水流出，局部地面下沉，局部地面积雪融化，某处花、草、木特别茂盛，晴天地面潮湿较重等情况，可以直接确定漏水位置，做到早发现早处理。

4、加大对市民爱护排水系统的宣传。有些市民对排水系统不加爱护，各种食物残渣、油脂凝结成块堵塞管道的情况不计其数。可以充分利用各类宣传平台如电视、广播、报纸、微信、QQ等，宣传排水系统有关知识。如管道堵塞的害处，厨房垃圾的分解技术等，引导市民爱护排水系统。

三、结语

在现代城市发展中，市政排水管道工程设施必不可少，是城市与居民赖以生存与发展的基础。排水管道工程属于隐蔽工程，其在竣工时只有检查井可供人们检验，在施工过程中一定要注重过程控制，严格控制每道工序施工质量，从而保证整体工程优良。排水管道投入使用后，一定要进行科学的管理和维护，才能保证排水管道正常运行，并延长其使用寿命，发挥良好的经济效益、社会效益和环境效益。

参考文献：

[1]崔艳雨,张曼曼,范玥铭,危金卓.防腐蚀层破损管道IR降的影响因素[J].腐蚀与防护,2017,38(12):943-948.