论文部分内容阅读
近年来中国城市地下排水管道渗漏问题越来越严重，但对于排水管道的外渗速率和内渗速率进行实地测定的困难较大。本论文通过自制排水管道渗漏模拟装置研究排水管道外渗和排水管道内渗规律，并试制了针对排水管道渗漏的不锈钢套管局部修复技术，对不锈钢套管进行了力学试验和腐蚀性试验，评价了不锈钢套管的水力损失和修复效果。取得的主要研究成果如下：（1）排水管道外渗试验研究清水无埋土、污水埋砂土和污水埋粘土3种条件，稳定后外渗速率分别为5.67L·d-1·cm-2、1.33L·d-1·cm-2和0.67L·d-1·cm-2，排水管道内渗试验在150mm、200mm和250mm3个水位下的内渗速率分别为27.3L·d-1·cm-2、33.3L·d-1·cm-2和45.0L·d-1·cm-2；（2）提出排水管道外渗速率的估算方法，以南方某市F区的6km排水管道为例，估算出排水管道外渗速率的范围为15.0~981.6m3·a-1，提出排水管道内渗速率的估算方法，以东南某市B区的6km排水管道为例，估算出排水管道内渗速率的范围为832.2~4566.2m3·a-1；（3）自主研发了不锈钢套管修复技术，通过力学试验检测了不锈钢套管的力学特性，表明2mm厚的套管的承压能力为1mm厚的套管的3倍左右，且确定了在修复过程中要将不锈钢卡扣在排水管道顶部放置；（4）研究了不锈钢201、304和316L在模拟排水管道反应器中的腐蚀行为，304和316L比201有更好的耐腐蚀性，通过腐蚀速率的测定预测304和316L的使用寿命均超过80年，而201的使用寿命不到10年；（5）研究不锈钢套管嵌入对排水管道的阻力影响，以一段50m的DN300mm混凝土管为例，以嵌入5个不锈钢套管为上限计算阻力损失，经过计算得到总阻力损失增加值为0.7%，可以认为嵌入不锈钢套管后对排水管道的阻力影响可以忽略。（6）将不锈钢套管嵌入排水管道渗漏模拟装置中研究修复效果，排水管道外渗试验埋砂土条件下不锈钢套管的修复率达95%，排水管道内渗试验不锈钢套管的修复率接近90%。估算南方某市F区6km排水管道嵌入不锈钢套管后的外渗速率为0.75~49.1m3·a-1；估算东南某市B区6km排水管道嵌入不锈钢套管后的内渗速率为99.8~547.9m3·a-1。