如何解決燃氣管網地下閥門井滲漏

                          如何解決燃氣管網地下閥門井滲漏
                             上海申弘閥門有限公司
摘要：分析了燃氣管網地下閥門井滲漏的原因，并提出了相應對策 關鍵詞：閥門井 滲漏 預控措施 0 . 如何解決燃氣管網地下閥門井滲漏引言 
咸陽市天然氣輸配系統(tǒng)自投運以來，由于閥門井的滲漏給運行管理帶來困難，影響工作人員檢修，設備容易腐蝕泄漏，為了確保系統(tǒng)安全可靠運行，公司近年來花費了一定的資金和人力進行維修，閥門井滲漏問題始終未得到*解決，長此下去閥門井形成的滲漏將影響井內設備和閥門井的使用壽命，嚴重時將使閥門井本體發(fā)生沉降，對安全運行造成威脅。

1．閥門井滲漏的原因分析 
從對市區(qū)現(xiàn)投入運行的閥門井進行現(xiàn)場踏勘的情況來看，產生滲漏的部位大部分發(fā)生在閥門井壁板、頂板、積水坑、壁板與頂板的施工縫、爬梯埋設件以及防水套管處和閥門井蓋處。以上存在的問題不一定同時發(fā)生在一個閥門井內，閥門井產生滲漏的原因是多方面的，但也有其共性。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。同時，公司可按照客戶的要求進行非標產品的設計、制造、加工。產生滲漏的主要原因有以下幾個方面：

1．1設計方面 
目前我公司閥門井標準圖直接套用中國市政工程西南設計研究院設計的閥門井標準圖，防滲漏措施為：井壁外涂冷底子油兩道，內壁粉1：2水泥砂漿，井頂板采用1：2水泥砂漿進行預制蓋板間灌縫、抹面（20mm厚）并板端座漿；面層二布三油防水層（瀝青玻璃布油氈），剛性防水套管與天然氣管道間采用50毫米厚油膏和瀝青油麻防水。針對上述的閥門井防水措施及運行管理部門提出的閥門井出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，設計公司進行了現(xiàn)場踏勘，現(xiàn)投入運行的閥井有146個，出現(xiàn)不同滲漏現(xiàn)象的有15個，占投運閥門井總數的10.3％，經研究分析，我公司一直沿用的中國市政工程西南設計研究院的閥門井防水措施在咸陽實施過程中不能說沒有問題，為慎重起見，我們對西安、寶雞、銅川、渭南、興平、楊陵等市區(qū)天然氣工程閥門井的做法進行了調查，同樣采用中國市政工程西南設計研究院設計的閥門井防水措施，發(fā)生閥門井滲漏的情況是比較少的，根據此情況，我們又對我市閥門井滲漏現(xiàn)象進一步研究，發(fā)現(xiàn)滲漏的閥門井的主要原因：一是閥門井所處地點地下水位較高，地下淺層承壓水滲入閥井。二是閥門井附近有排水管道及明溝，或給水閥門井的滲漏水滲入閥門井。據此情況，我們對現(xiàn)行閥門井設計的防水措施進行了研究，認為嚴格按中國市政工程西南設計研究院設計的閥門井防水措施進行施工，用于西北地下水位較低的地區(qū)是可行的，但用于閥門井旁有排水管溝、給水閥井和渭河水系兩旁各5000m處及南方地下水位較高的地區(qū)，其設計有如下不足：

1．1．1防水設防不合理 
a、如井外壁涂兩道冷底子油，其實質是在井外壁涂了二層瀝青溶液，此類涂料由于形成涂膜較薄，瀝青又未經改性，故一般不能單獨做防水涂料使用，在基層涂冷底子油的作用一是封閉基層的毛細孔隙，瀝青薄膜封閉基層使上面的水份滲不下去，成為防水的*道防線，同時又能阻隔下面水滲透上來，從而減輕防水卷材的鼓泡缺陷；二是為增加防水卷材與基層的附著力，冷底子油滲透到基層中，相當于“瀝青釘”釘入基層，使瀝青膠和基層粘結得更好，更牢固。三是為調和基層與防水層親和性，因水泥砂漿的主要成份是硅酸鈣，瀝青的成份是瀝青脂類，兩者不夠親和，粘結不夠牢固，涂了冷底子油后可以使瀝青與基層粘結得更好。四是為養(yǎng)護基層。 
b、閥井頂板為預制砼板，采用1：2水泥砂漿灌縫抹面，面層用二布三油作防水層（瀝青玻璃布油氈），該防水措施設計采用剛柔結合防水處理措施，從措施的表面看是可以的，但仔細分析還存在一定的問題，一是頂板抹面采用1：2水泥砂漿作剛性防水為其一不妥之處，二是對砂漿層的表面處理未作要求，設計面層作“二布三油”的布為瀝青玻璃布油氈，而未明確粘貼防水卷材的油為何物，這是幾個不妥之處。 
c、閥門井底板及集水坑的防水措施及預埋件的防水處理未設計。

1．1．2防水材料選型不合理 
就設計提及防水措施而言，剛性防水采用普通1：2水泥砂漿是不適用的，外壁防水采用冷底子油是不對的，只能如上面所講的，只可進行基層處理以便于防水卷材的施工。采用二布三油防水層中的油應為瀝青瑪蹄脂，而設計未提及。

1．1．3對閥門井防水工程的施工要求，防水設計中只字未提，無論是各類防水卷材還是防水涂料，均必須與防水基層緊密粘貼和黏結，并使兩者成為整體后，才能有可靠的防水屏障。防水基層表面（即施工面）必須具備“干燥、清潔和適當的溫度”這一防水措施三大先決條件具備后，方可進行柔性防水工程施工。

1．2如何解決燃氣管網地下閥門井滲漏施工方面 
就其閥門井防水工程而言，防水措施設計得再，防水材料選擇得再適當，但還必須通過施工操作與組合才能構成閥門井防水工程，并獲得相應防水功能。因此歷來把施工操作與組合的性，視為防水工程的關鍵，就其現(xiàn)在的閥門井防水工程質量通病而言，有以下幾方面： 
1．2．1閥門井構筑物主體混凝土結構施工未按設計混凝土標號進行調配，混凝土標號偏低或混凝土攪拌不均勻，澆筑混凝土時振動搗實不*，這就造成閥門井的主體結構自防水性能未能充分發(fā)揮，主體結構強度、密實度不夠，在施工縫、蜂窩麻面、埋設件等處形成滲漏。 
1．2．2閥門井主體結構外的砂漿防水層施工時，未按要求進行主體結構外壁清潔與濕潤，防水層砂漿配合比不符合要求且砂漿攪拌不均勻，操作時未能按要求相互交替抹壓，且抹壓不均勻，使砂漿抹面未形成一個整體防水層，各層間留有殘留毛細孔道，從而降低了砂漿防水層的抗?jié)B能力。 
1．2．3柔性防水使用的冷底子油進行基層處理時未按要求組份進行調配，基層處理不*，未處理干燥、干凈就涂刷；涂刷時未注意天氣變化，在雨、霧、露的天氣施工，涂層不均，有漏涂、露底麻點現(xiàn)象，且未干燥后就進行第二層涂刷，基層的毛細孔隙未得到*封閉，閥門井的*道防水防線名存實亡。

1．2．4卷材防水施工時，基層未按要求處理就進行卷材粘貼施工，粘貼料與基層間及卷材間涂刷不均勻，造成卷材黏結不牢固，形成空鼓、鼓泡現(xiàn)象，使得防水卷材未能形成一個有機整體，大大降低了防水卷材應有的功能，且為閥井滲漏提供了另一誘因。 
1．2．5閥門井剛性防水套管未按設計要求進行防水措施施工，且進行的不*，有密封不到的部位或密封不實，造成地下水從套管密封處直接進入閥門井。 
造成閥門井滲漏原因除設計、施工方面的原因外，防水材料的采購、投入使用后管理維護等諸多方面的不慎因素，都會造成閥門井防水工程滲漏。

2．解決閥門井滲漏的對策

     閥門井防水工程出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，直接影響閥門井結構及閥井內設備的使用壽命，因此，對待建的閥門井防水工程和已建閥門井防水工程的修補滲漏，根據不同的情況要采取不同的方法。

2．1已建閥門井修補滲漏對策 
對于已建閥井的滲漏情況在修補滲漏時，必須弄清滲漏水的來源，是地下淺層承壓水呢，是閥門井周圍排水管渠、給水閥門井滲漏水呢？還是地表雨水滲入呢？根據水來源的不同，在修補閥門井本體滲漏之前，首先解決水源截流問題，創(chuàng)造滲漏修補的操作條件。檢查滲漏水現(xiàn)象的準確位置，查清原因，分析漏水情況（是孔洞還是裂縫漏水）和水壓大小，以便針對不同情況采取不同的方法。修補一般采用的方法有：促凝灰漿補漏、壓力注漿補漏和卷材貼面法補漏。

2．1．1促凝灰漿補漏法：該法主要解決閥門井內孔洞漏水和大面積滲漏水的補漏。促凝灰漿是用促凝劑摻入水泥砂漿（或混凝土）中配成。促凝灰漿根據每次用量，隨用隨拌，其凝固時間與氣溫、水泥標號、促凝劑濃度及用量有關，使用前進行試配，常用的有以下幾種： 
（1）促凝水泥漿  在水灰比0.55～0.6的水泥漿中，摻入水泥重量的1%的促凝劑拌合均勻而成。 
（2）快凝水泥膠漿（簡稱膠泥）  用水泥和促凝劑直接拌合而成。根據使用條件的不同，水泥與促凝劑之配合比為1：0.5～0.6或1：0.8～0.9。這種膠漿凝固較快，在水中也可凝固。 
（3）快凝水泥砂漿  水泥與砂子之比為1：1，干拌砂子灰后，用促凝劑與水之比為1：1的混合劑調制而成，水灰比為0.45～0.50。配制而成的水泥砂漿是一種具有促凝作用的快速堵漏材料，不宜作為防水砂漿拌合。促凝灰漿補漏的一般原則是逐步把大漏變小漏，片漏變孔漏，線漏變點漏，把大面積漏水縮為小面積漏水，使漏水集于一點或數點，后把點漏堵塞。 
閥門井漏水情況多發(fā)生于爬梯、施工縫處。爬梯和施工縫處漏水，其水量較大，可采用直接堵塞法：以漏點為中心，剔成直徑10～30mm，深20～50mm的圓孔，并沖洗干凈，隨后用水泥膠漿捻成與圓孔直徑接近的錐形小團，待其將凝固之際，迅速堵塞于孔內，并向孔壁四周擠壓，經半分鐘，檢查無滲漏后，表面抹防水面層。 
閥門井壁裂縫漏水視其滲漏情況，可采用直接堵塞法和下線堵塞法。當水壓較小的慢滲、快滲、急滲或急流水時，采用直接堵塞法：先沿裂縫剔成八字形邊坡溝槽，深約30mm，寬約15mm，洗刷干凈后，將水泥膠漿搓成條形，待膠泥將要凝固時，迅速塞入溝槽中擠壓后塞實，檢查無滲漏后，用素灰把溝槽抹平掃毛，凝固后隨其它部位一起做防水層。當水壓較大的慢滲成快滲的裂縫漏水時，采用下線堵塞法：先沿裂縫剔成溝槽，在溝槽底部放置一根小繩，繩長15～20mm，繩徑視漏水量而定，裂縫較長時可分段堵塞，每段留2mm空隙。把將凝固的膠漿壓在放繩的溝槽內并迅速壓實，抽出小繩，再壓實一次，使漏水順繩孔流出，后堵塞繩孔。在2mm孔隙處，插入有膠漿的釘子，待膠漿快要凝固時，用力將膠漿向空隙四周壓實，并拔出釘子，使水順釘眼流出，再用孔洞直接堵塞法將釘眼堵塞。

2．1．2壓力注漿法補漏 
     對于閥門井周圍地下水位較高和有明渠流，或其它水源滲入閥門井，造成閥門井地基沉降和閥門井底板、積水坑向上涌水，且閥門井漏水又難以采用直接堵塞法進行時，采用壓力注漿補漏。壓力注漿補漏常采用的有水玻璃水泥漿注漿、環(huán)氧樹脂注漿、丙凝注漿和氰凝注漿，尤其以氰凝注漿更適應于閥門井底板補漏和閥門井基礎地基的加固。氰凝即油溶性聚氨脂灌漿材料，其止水機理是利用異氰酸基的高度活性與多元醇中的羥基發(fā)生伴隨較多的重鍵加成聚合，生成端NCO基預聚體，在施工前加入有機錫和三乙胺作為催化劑來調節(jié)膠凝時間，注入滲漏水通道后與水交聯(lián)反應成多元網狀結構凝膠體，從而堵塞滲漏通道，達到止水的目的。 
合成預聚體已有成品生產，其品種有：TT-1，TT-2，TP-1C，TP-2，TM-1等。 
非水溶性聚氨酯漿液（氰凝）的用料配合比見表2。其配制方法采用二步法，見表3。配制時先測定各組分相對密度，將漿液的質量比換算成體積比。表3中發(fā)泡靈和吐溫-80可以只加一種，催化劑必須在臨界灌漿時加入并攪拌均勻，催化劑用量要根據現(xiàn)場溫度、地下水酸堿度和所需擴散范圍決定。一般在現(xiàn)場取水樣作發(fā)泡試驗，計算漿液遇水后到開始發(fā)泡的時間（即誘導期），這段時間即為有效灌漿時間，可視此時間是否符合灌漿過程的需要來調整催化劑的用量。按表3配合比制得的二步法聚氨酯漿液的技術性能指標見表4。非水溶性聚氨酯漿液的基本性能見表5。注漿時，先將配制好的漿液倒入罐內，旋緊罐口，將接頭接在漿嘴上，開動空壓機，使壓力達到2～5Kg/cm2時打開閥門，壓縮空氣即將漿液壓入滲漏縫或加固地基層，5分鐘后，待漿液從鄰近注漿嘴冒出后，即可將*個注漿孔封閉，然后依次灌注，直到全部灌完。注漿孔應選擇在漏水嚴重及裂縫交叉處或在閥門井四周均布，注漿嘴間距為50～100cm，混凝土裂縫表面應涂刷兩遍預聚體作封閉層，注漿嘴（埋管）用水玻璃拌制1：2水泥砂漿進行穩(wěn)固和封閉。灌漿控制壓力一般應大于地下水壓力0.5～1.0Kg/cm2。 2．1．3卷材貼面法補漏 對于閥門井內壁滲水嚴重，且采取相應措施未能*解決的，要查明原因，切斷水源，進行閥門井壁四周開挖，清潔原有冷底子油涂層，對鼓泡、裂縫處涂層鏟除，重新涂冷底子油二遍，待冷底子油干燥后，可在冷底子油基層外作二布三油防水層貼面，要求粘實封嚴，不得有張口或翹邊，底邊與原基礎墊層用防水砂漿封口，砂漿保護層應平整、飽滿和密實。

2．1．4已建閥井防水滲漏處理具體措施 
針對已建閥井常出現(xiàn)的問題，結合上述三種修補方法，對不同的情況、不同的部位、采取不同的方法： 
（1）視滲漏水大小采取促凝灰漿補漏或氰凝注漿補漏。無滲漏水現(xiàn)象后，內壁、底板、積水坑用1：2防水砂漿抹面（20mm厚）。 
（2）檢查井外壁及頂板上防水卷材，對起泡、裂縫的冷底子油涂層和防水卷材進行清理后，重涂冷底子油二度作防水基層處理；柔性防水采用二布三油防水層（防水卷材為35號玻纖瀝青油氈，GB/T14686-93），粘貼劑采用瀝青瑪蹄脂。 
（3）對剛性防水套管漏水部分原密封料進行清理或壓實，再以瀝青油麻分層壓實密封，留20mm填瀝青瑪蹄脂與套管口齊平。 
（4）對滲漏水源進行封閉或改道處理，將閥門井四周淤泥全部挖出各600毫米寬，挖至原土層，用3：7灰土分層回填夯實至自然地平，回填時應先將井蓋蓋好。 
2.2待建閥門井防滲漏預控措施 
根據已建閥井出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象，待建閥井的防水工程設計要以“防排結合，以防為主；剛柔結合，以柔適變；多道設防，復合防水”的系統(tǒng)設計思想。建于渭河水系兩邊5000米，地下水位較高和閥井周邊有排水明渠及其它水源滲入地點，在進行閥門井施工時，首先必須解決水源截流和閥門井施工地點的滲水問題，以保證閥門井地點無滲水現(xiàn)象，主要有三種類型： 
① 從圍堰 結構或附加防水層著手，采用種種辦法，千方百計不使地下水進入閥門井工程內邊，拒水于工程之外，這稱為水密型防水。 
② 從流水、泄水著手，將地下水有意識地導入工程外邊的排水系統(tǒng)之中，使之不施虐于閥門井結構本身，保證閥門井的正常施工，這稱之為泄水型或引流自排型。 
③ 將上述兩類結合在一起，在同一工程中既有泄水型的一面，又有水密型的一面，稱之為復合型防水。 
上述三類只能解決外來地表水源影響閥門井施工問題。對于地下水位較高的淺層承壓水地區(qū)，閥門井施工時，采用井點降水、基坑排水法降低閥門井施工點水位，以保證閥門井施工面的正常施工。 
待建閥井的防水作法采用結構自防水（剛性防水）和隔水法兩種結合型，即防水工程的剛柔結合作法。結構自防水法是利用結構本身的密實性、憎水性以及剛度，提高結構本身的抗?jié)B性能，其防水材料主要有防水混凝土、防水砂漿等。隔水法是利用不透水材料或弱透水材料，將地下水（包括無壓水、承壓水、毛細管水、潛水）與結構隔開，起到防水防潮作用。隔水法的作法采用外防水，其采用的主要材料有防水卷材、防水涂料。 
待建閥門井防水具體措施： 
 
① 閥門井預制頂板KB、B、底板、積水坑和壁板均采用C20防水混凝土形成閥門井自防水。  
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② KB、B用1：2防水砂漿灌縫，板端座漿，用素漿作防水砂漿與混凝土頂板、壁板內外黏結層抹面（2mm），用1：2防水砂漿抹面（20mm厚）。 
③ 待剛性防水層凝固干燥后，涂冷底子油兩道作防水基層處理。柔性防水采用二布三油防水層（防水卷材為35號玻纖胎瀝青油氈，GB/T14686—93），粘貼劑采用瀝青瑪蹄脂。 
④ 剛性防水套管與天然氣管道間采用50mm厚油膏和瀝青麻絲分層壓實密封，留20mm填瀝青瑪蹄脂與套管口齊平。

3．結束語 
天然氣閥門井防水工程質量的好壞關系到閥門井本身的使用壽命，更主要的是關系到天然氣輸配系統(tǒng)能否安全可靠運行。閥門井防水工程質量必須采取“綜合治理”的原則，從防水材料選擇、防水工程設計、施工、管理各個環(huán)節(jié)抓起，無論那個環(huán)節(jié)不到位，都將影響閥門井防水工程質量。對于新建閥門井防水工程，材料是基礎，設計是前提，施工是關鍵，管理維修是保證。對于投運閥門井的防水工程，管理是基礎，引流排水，解決閥門井周邊水源是前提，補漏材料、工藝選擇是關鍵，滲漏維修質量是保證。與本論文相關的論文有：地下管線建設迎來黃金十年