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道路检查井的适用性分类

时间:2019-03-01   作者:admin 点击:
    道路检查井的适用性分类
    摘要:基于市政道路检查井病害研究的现状,深入研究了城市建设的不同时期不同路面上的各种类型检查井的井盖与井体的适用性问题。其中,通过分析复合材料井盖和铸铁井盖,研究检查井井盖的适用性,认为复合材料检查井盖不适用于机动车道,短期可适度在人行道使用;在不同路面应推广球墨铸铁井盖:混凝土路面推广球墨铸铁弹簧锁闭井盖,沥青路面推广防沉降球墨铸铁井盖,人行道上推广下沉式方形球墨铸铁井盖。通过划分砖砌检查井、塑料检查井和装配式预制钢筋混凝土检查井,研究检查井井体的适用性,认为应淘汰砖砌式排水检查井,短期上非排水检查井应选用预制混凝土模块检查井;排水小管道(管径≤600mm)应采用塑料检查井,排水大管道(管径≥800mm)应采用装配式预制钢筋混凝土检查井。
    关键词:市政道路;检查井;井盖;井体;适用性
    作为市政基础设施的重要组成部分,密布在市政道路下的各类市政管线是城市正常运转的重要生命线,设置在各类市政管线上的关键构筑物———检查井是用于管线的随时检修、维护的,以确保管线系统的安全运行。但位于道路行车道范围内的检查井,由于井盖部分位于道路路面上,检查井周围经常受到车辆行驶的影响,承受较多的冲击力作用,因而往往比路面更易遭到破坏,检查井井盖沉降、凸起,井周路面开裂、破损等病害现象频现。这些病害不但影响道路的使用功能、增加市政维护费用,而且有碍城市环境的美观,是长期困扰国内各城市市政建设、管理部门的难点问题。
    一道路检查井研究现状
    目前国内对检查井病害治理进行了大量研究与实践,取得了较好成果。张雁从设计、施工、养护三方面提出了沥青混凝土路面的检查井井周病害整治措施,并提出检查井平面设计方案、成孔施工方法及工艺和养护方法[1];郭清平从井盖的材料选择和优化、井盖结构优化、井盖成型工艺等方面对有机玻璃钢井盖、无机玻璃钢井盖、有机或无机复合玻璃钢井盖三种非金属材料检查井盖进行了分析试验研究[2];陆威臣通过排水用塑料检查井与传统砖砌井的性能分析对比以及在上海世博会等设计项目中的适用性分析,对其中的设计要点和实际应用中的一些常见问题进行了探讨和归纳[3];汪之龙在对井盖下沉、周边路面龟裂及下沉现象分析后,提出了加强检查井细部施工的管理方法[4];张迎辉结合实际工程,提出现浇扩大式检查井加强圈创新施工技术,并在呼和浩特市试点成功[5]。
    现有研究的整治对策各不相同,但都比较片面,未能从井盖、井体和基础整体出发,系统地研究检查井整治对策,也未见不同类型的检查井井盖与井体的适用性研究,这从根本上制约了检查井病害的整治工作。因此,深入研究城市建设不同时期不同路面上的各种类型检查井的井盖与井体的适用性问题,对于各大城市从自身情况出发,选用合适的检查井井盖与井体,提高市政道路检查井的使用质量具有重要意义。
    二道路检查井井盖适用性研究
    目前井盖主要可分为铸铁井盖与复合材料井盖,其中铸铁井盖可分为灰铸铁井盖、球墨铸铁弹簧锁闭井盖和防沉降球墨铸铁井盖;复合材料井盖主要可分为玻璃钢井盖、再生树脂复合材料井盖和钢纤维混凝土井盖。
    .复合材料井盖的适用性复合材料井盖具有五大优势。其一,生产原料可循环利用,节能环保,其中玻璃钢井盖以不饱和聚酯树脂为原材料、玻璃纤维为增强材料,加入一定填料制成;再生树脂复合材料井盖是以粉煤灰和废塑料为原料,在熔融状态下混炼、压制成型;钢纤维混凝土井盖是原钢筋混凝土改良产品,在混凝土中掺杂2-3厘米的钢纤维制成。其二,成本较低,如再生树脂复合材料井盖、钢纤维混凝土井盖比铸铁制品低30%-50%。其三,材质轻,安装养护方便,如钢纤维混凝土井盖比铸铁构件减轻重量近30%。
    其四,不腐蚀、不生锈,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。
    其五,回收价值低,防盗性好。
    但是,如表1所示,复合材料井盖也存在着承载能力不足的共同缺陷,井盖标准试验荷载远低于国际通用标准。同时,三类复合材料井盖也存在各自不足。其一,玻璃钢井盖由于弹性模量比钢小倍,容易变形;耐高温性差,不能在高温下长期使用因其自重轻、嵌入深度小、井盖和支座间隙大,易造成倾翻。其二,再生树脂复合材料井盖的材料融合性差,在气温较高的情况下车辆不断碾压易发生蠕变,形成凹陷,甚致脱落,产生很大的安全隐患;因其自重轻、嵌入深度小、井盖和支座间隙大,易造成倾翻。其三,钢纤维混凝土井盖抗疲劳强度差,受到连续冲击力时易受损;井座与井盖加工精度较低,井盖与井座间隙大时,易产生飞盖、跳动现象;笨重,开启困难、操作不灵便,且多次开启后,橡胶条容易脱落,易产生噪声。
    综上,考虑复合材料检查井盖的优缺点,而且在生产过程中容易被厂家进行着色导致质量问题,不适用于机动车道;考虑到经济性,且其抗压、抗弯、抗冲击强度等性能不低于EN124的人行道标准,可适度在无车行驶的人行道上使用,但必须注意井盖的质量。
    .铸铁井盖的适用性铸铁井盖普遍具有高强度、高硬度和良好的抗腐蚀性、抗冲击性的优点,同时也存在生产成本较高、生产过程对环境有污染、不可回收利用的缺陷。
    灰铸铁井盖的适用性虽然灰铸铁井盖还存在诸多缺陷:脆性大,容易断裂;防盗性差,回收价值高,井盖被盗窃严重;井盖与井座接触面缺少机器加工,导致接触不良,会引起较大跳动噪声;表面摩擦因数小,车辆易侧滑和车速突变,可能造成事故。但是因其高强度等优势而被一度推广使用,随着球墨铸铁井盖的研制,目前灰铸铁井盖已逐步被淘汰。
    球墨铸铁井盖的适用性与同规格尺寸灰铸铁井盖相比,球墨铸铁井盖优势在于:重量轻40%-50%,开启方便;承载能力高,强度比旧式的灰铸铁井盖相比高40%-耐疲劳,韧性超过灰铸铁10倍;无回收价值,防盗性好。因此,建议推广应用球墨铸铁材质的井盖,但是须把握好不同路面上的球墨铸铁井盖适用性。
    ①混凝土路面宜推广使用球墨铸铁弹簧锁闭井盖如图1所示,球墨铸铁弹簧锁闭井盖采用三点式弹簧臂锁装置与嵌入式胶条,保证井盖更加稳固安全,抗震性能好,避免意外开启。在弹簧锁臂、弹性销、防意外闭合活动插销与凸台同共作用下,井盖与井盖支座锁合时会卡为一体,使得井盖受外力撞击时不会从井盖支座跳起,也可起到防盗效果;嵌入式胶条能够保证井盖始终不会直接压在井座上,有效防止了金属撞击而产生的噪音。同时,球墨铸铁弹簧锁闭井盖能够满足混凝土路面直接现浇摊铺与振捣混凝土混合料的需求。因此,建议在混凝土路面推广使用球墨铸铁弹簧锁闭井盖。
    ②沥青路面上宜推广使用防沉降球墨铸铁井盖根据沥青路面先浇灌混凝土、后摊铺沥青的特点,可在沥青夯实后再对检查井上盖,防沉降球墨铸铁井盖应运而生。如图2所示,该井盖不仅具备弹簧锁闭井盖的优点,还将井盖支座与井体的连接方式设计成承插式结构,采用法兰式上盘面来扩大井盖与路面的结合面,可将来自井盖上部的荷载应力直接均匀分散到路面结构层,不仅使井体所承受的负荷减少80%以上,而且可对井盖周围路面起到很好的保护作用,有效地解决了车行荷载的冲击力问题,延长了井盖的使用寿命。根据福州市2011年在部分路段试点的使用观测,其效果很好。因此,建议在沥青路面上推广使用防沉降球墨铸铁井盖。
    ③人行道上宜推广使用下沉式方形球墨铸铁井盖人行道上直接外露的不同形状、规格的井盖使得原本铺装整洁的人行道变成“补丁人行道”,严重影响视觉美观,而且人行道上的井盖防盗性备受关注。如图3所示,下沉式方形球墨铸铁井盖不仅具备弹簧锁闭井盖的优点,而且可在井盖上面铺设人行道铺装材料,以便保证人行道铺砖的整体效果和美观感。考虑到经济性,建议短期在铺砖人行道上推广下沉式方形球墨铸铁井盖,远期上应推广到全部人行道。由于下沉式方形球墨铸铁井盖重量较沉,因此可以考虑进行小块铺砌,或在井盖上铺装复合材料,再在复合材料上贴仿铺装材料。
    三道路检查井井体适用性研究
    目前检查井井体主要可分为现浇混凝土检查井、砖砌检查井(包含青砖、粉煤灰砖、预制混凝土模块等砌块)和新型检查井(塑料检查井、预制检查井),由于现浇混凝土耗时大、施工控制要求高等要求,普遍使用的是砖砌检查井和新型检查井。砖砌检查井、塑料检查井、装配式预制钢筋混凝土检查井这三类检查井在井体材料、连接方式、建设养护费用等方面的比较见表2。
    .砖砌检查井的适用性由于砖砌检查井密封性与耐腐蚀性较差,普遍具有易渗漏、易腐蚀、维护不方便的缺点,加之实心黏土砖的生产严重破坏了土地资源环境,沈阳、四川、北京、江苏、广东等省市已经从2004年开始陆续全面禁止使用砖砌检查井,但未将预制混凝土模块检查井归类到砖砌检查井。
    预制混凝土模块检查井所使用的砌块可避免烧制粘土砖过程中对土地和能源的消耗,实现了管道装配化快速施工需要,模块四面设置的凹凸槽结构砌筑后形成链锁,中空结构模块用现浇混泥土灌芯后形成网状结构,保证了砌体结构的整体性和稳定性,提高了砌体结构的强度和耐久性,它已在北京、天津、南京等地推广。结合砖砌检查井造价便宜,且非排水检查井埋设深度一般较浅,基本不存在腐蚀环境,重建耗时相对较短等特点,建议非排水检查井选用预制混凝土模块检查井,但是须注意混凝土井壁墙体砌块等级应不低于MU10,灌芯混凝土等级不低于Cb25,包封混凝土等级不低于C25,砌筑砂浆为Mb10砖砌专用水泥砂浆[6]。
    .塑料检查井的适用性塑料检查井在时间控制上具有明显优势,且不需防腐处理(图4)。塑料检查井施工灵活高效、施工工艺简单,是目前国家重点推广的新型节能环保产品,但考虑到其自重小,雨天沟槽积水后容易上浮,需要采用抗浮措施,且其生产模具价格高,同时受原材料的加工性能和注塑机的功率限制,制造管径600mm以上的塑料检查井价格较不经济。因此,建议排水小管道(管径≤600mm)检查井井体采用塑料材质的检查井,在经济条件允许下,逐步推广到各类管线小管道(管径≤。使用塑料检查井时,必须保证材料环刚度不低于8kN/m3[7]。
    .装配式预制钢筋混凝土检查井的适用性与塑料检查井相似,装配式预制钢筋混凝土检查井在时间控制、密闭性能、使用寿命、维护成本等方面优势突出(图5)。但其井壁预留孔位置、方向由设计预定,在现场施工连接支管时改动较为困难,在已有的检查井中接入支管开孔的难度及工作量较大。由于生产模具价格限制,制造管径800mm以下的检查井价格较不经济,又由于其重量较大,起重设备较为庞大,受操作空间限制,不宜在小的支路街巷使用。因此,建议排水大管道(管径≥800mm)检查井井体采用装配式预制钢筋混凝土检查井,在经济条件允许下,逐步推广到各类管线大管道(管径≤上。由于装配式预制钢筋混凝土检查井井壁厚度较大,改动支管接入难度较大,须注意优化检查井的壁厚和接口。
    四结语
    文本研究了城市建设不同时期不同路面上的各种类型检查井的井盖与井体的适用性问题,得出以下结论。
    第一,复合材料检查井盖的抗压、抗弯、抗冲击强度等性能相对较低,不适用于机动车道,但其经济性较好,短期可适度在无车行驶的人行道上使用。
    第二,球墨铸铁井盖具有高强度、高硬度和良好的抗腐蚀性、抗冲击性、防盗性,建议推广应用球墨铸铁井盖,但须把握好不同路面上的井盖适用性:混凝土路面推广球墨铸铁弹簧锁闭井盖,沥青路面推广防沉降球墨铸铁井盖,人行道上推广使用下沉式方形球墨铸铁井盖。
    第三,淘汰砖砌式排水检查井,短期上非排水检查井应选用预制混凝土模块检查井。
    第四,排水小管道(管径≤600mm)检查井井体且采用塑料材质的检查井,在经济条件允许下,再将其逐步推广到各类管线小管道(管径≤600mm)上。
    第五,排水大管道(管径≥800mm)检查井井体宜采用装配式预制钢筋混凝土检查井,在经济条件允许下,再将其逐步推广到各类管线大管道(管径≤600mm)上。

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