4.3 操作方法

4.3.1 介紹

在排水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最常見問題都和維護有關，如沉積物、附著沉積物、根侵入等。顯然，修復技術對于上述大部分問題來說，都不具有經(jīng)濟性。本任務收集了歐洲排水管道清洗的最常用操作方法。

清洗排水管道系統(tǒng)有若干種方法，一般可分為水力方法、機械方法、組合方法、化學方法和生物方法。通常建議采用不需要在排水管道內(nèi)有操作人員的方法。當使用高壓水射車清洗排水管道時，應使用不會損壞排水管道結(jié)構(gòu)的水壓（使用水射有時會損壞排水管道，主要出現(xiàn)在塑料和瀝青纖維排水管道情況）。如果需要清除不可進人排水管道中的硬堵塞物，建議使用機械工具。如果排水管道中有水垢和固體沉積物，應使用銑刀、鑿子或氣動管刀清除。通常需要采用可通過電視攝像機遠程控制的機器人來清除伸入排水管道的管線和堵塞物。類似的工具也可以用來清除侵入排水管道的樹根。然而，這種方法并不是特別有效，因為切斷后，樹根會迅速重新生長，在某些情況下，樹木在切斷樹根后會枯萎。更適合使用生物腐爛法，這種方法可以使排水管道附近的根腐爛，而不會損壞樹木。

表4.1 排水管道中碎屑的劃分

選擇清洗方法的決定因素有：

排水管道的可達性；

管道覆土深度；

排水管道的橫截面類型和尺寸；

檢查井之間的距離；

直徑變化或管道錯位/重定位；

管材類型；

結(jié)構(gòu)狀況；

天氣狀況（雨、雪、霜）；

交通狀況；

服務狀況（堵塞、沉積物等）。

4.3.2 不同類型管道的污染

選定的清洗方法必須與沉積物的成分相對應，也取決于排水管道的類型。

在下雨期間，水在雨水管道中高速流動。這種速度很容易導致沉積物隨水流輸送而釋放。

至于污水管道，排放條件幾乎是均勻的，這導致依賴于水流速度的連續(xù)沉積。隨著沉積物體積的增大和基于管道幾何形狀的粘性阻力的增大，管內(nèi)水流速度發(fā)生變化，從而降低了沉積物的輸送能力。這會導致排水管道中沉積物的累積，從而降低排水管道的沉積物輸送能力。必須清除這些沉積物。

在特殊情況下，沉積物可能會變硬（尤其在工業(yè)排水系統(tǒng)中），這使得清除這些沉積物（如石灰沉積物、結(jié)殼、晶體形成等）變得相當困難。

4.3.3 從管道中抽出材料

如果流速上升，則無法將所有輸送至檢查井的材料完全抽出，從而導致管道下一段受到污染。因此，排水管道系統(tǒng)應始終從上游端往下清洗至污水處理廠。清洗的質(zhì)量和速度取決于沖洗水的功率。由于必須限制沖洗水的壓力，以免損壞管道，因此增加沖洗水的體積可以達到更高的效率。

清洗頻率取決于管道坡度，即管道中沉積物的可沉降性。

4.3.4 管道清洗的基本技術

操作方法分為以下幾組：

漂洗/沖洗

高壓水射流

機械方法

其他方法

組合方法

4.3.5 沖洗方法

這是最古老的排水管道清洗系統(tǒng)。根據(jù)沖洗過程，該清洗系統(tǒng)分為兩種方法。這兩種方法都是通過增加管道中水流流速來去除沉積物。

浪涌沖洗：該過程的原理基于井室或沖洗水箱中的蓄水（污水或飲用水）。一旦達到所需的井內(nèi)水位，打開“clack”閥，對排水管道進行沖洗。沖洗效果取決于蓄水的水位和體積以及管道坡度。

阻塞沖洗：將專用工具插入排水管道系統(tǒng)（沖洗護罩、沖洗船、清潔球等），從而在水流中形成阻塞滯留污水（產(chǎn)生回水）。水的余壓作用在設備上，設備移動并向前推動沉積物。

4.3.6 高壓水射流

這是目前最廣泛使用的去除排水管道系統(tǒng)沉積物（硬化和沉淀的沉積物）的方法。但是，該方法通常不用于清除水流中的障礙物，例如交叉管道、人工障礙物、樹根等。在這些情況下，必須使用機械清潔方法。

高壓水射流：沖洗水通過高壓泵從水箱輸送到噴嘴，噴嘴在管壁上產(chǎn)生高壓水。噴射壓力（壓力高達10~34Mpa）的水力效果通過沉積物的分解和旋轉(zhuǎn)來清潔管道。如果噴射壓力不足以清除非常堅硬的沉積物和侵入的植物根，則應使用特殊的壓力噴嘴、銑削調(diào)整片（頭）或鏈條清潔器。在第一清洗階段，流體動力效應將清洗頭從起始點或檢查井向上游推進到目標檢查井中。在第二階段，清洗頭緩慢地從目標檢查井拉到下游的起始檢查井。射流的水力作用使沉積物逐漸向下游檢查井移動，在那里沉積物被吸入清潔車。

噴嘴的數(shù)量取決于管道的內(nèi)徑、污染類型和清潔水的體積。目前，高壓清洗設備安裝在車輛上。

不專業(yè)的高壓水清洗可能會導致管壁或內(nèi)襯上形成溝槽、裂縫和孔洞。在設計清洗工藝的操作參數(shù)時，必須考慮管道材質(zhì)、壁厚和管道狀況。

通過抽吸清潔排水管道（人工清掏）：在大口徑的可進人排水管道中，假設在某些水量、沉積物類型和數(shù)量時，可以從管道中吸出材料。為此，操作人員必須在管道內(nèi)。該清洗方法只允許最低的水流量（必須重新泵排）。只能手動清除大塊沉積物或障礙物。該清洗方法的缺點包括上述對水流量的限制和相對昂貴的安全措施。

Kanal-Jumbo：該方法在管道中安裝高性能的水泵，克服抽吸的缺陷。在泵前安裝了石頭和紡織物的破碎機。根據(jù)管道形狀，噴嘴指向管道底部，以旋轉(zhuǎn)沉積物并產(chǎn)生懸浮。整個裝置安裝在一個圓形齒輪上，并通過繩索拉入管道，通過抽吸軟管將管道中的水和雜質(zhì)的混合物輸送到地面。在地面上，使用水力旋流器將提取的材料與水流分離，并且在進一步處理之后，將水再次用于清潔目的。

4.3.7 機械方法

這是排水管網(wǎng)運營商的主要任務之一，以維持管道系統(tǒng)的完整設計能力，并保持與水有關的結(jié)構(gòu)的完整功能�；�于沉積物類型、結(jié)殼、合適機器的可用性和輔助入口之間的距離，機械清洗用于分解和清除沉積物。

使用輔助工具進行手動清潔：受管道尺寸、工程師的技能和經(jīng)驗、設備以及相關健康和安全法規(guī)的限制。這項工作涉及可進人排水管道的垃圾和沉積物的清理。工作內(nèi)容包括沉積物的分解、裝載和運輸。工具包括鎬斧、鎬錘、拋光機、張力懸掛式刮刀和裝載機。根據(jù)管材類型和翻新方法，也可以通過使用高壓集料通過人工研磨或拋光來手動去除排水管道上的結(jié)殼結(jié)晶的沉淀物。

使用標準清潔設備進行清潔：包括幾個工作階段和相關設備。首先，沉積物和洗滌物被分解和膨脹。其次，從管道斷面中去除這種材料，即沉積物和洗滌物被輸送到井室。拉動的設備可以是多種多樣的：桶、鏈條、排水管道用犁、刮刀（主要用于結(jié)垢）、由泡沫材料制成的Go Devils、套管和排水管道用錨、排水管道斗機和裝載機、渠道挖掘機、排水管道刮刀、渠道清潔刷、手持圓形橡膠刷。鉆孔設備配有金屬螺旋。

使用專用設備進行清潔：近年來，已開發(fā)出高水平清潔設備，尤其是小型設備，用于清除交叉管道、人工障礙物和樹根等硬化沉積物。根據(jù)原理，可分為以下設備：

沖擊設備-鼓風：包括用于圓管和蛋形管道的管芯鉆。使用壓縮空氣驅(qū)動設備，松動的沉積物在加壓水中被攜帶并從井室中掏出。一些設備通過鏈條固定在中央旋轉(zhuǎn)頭上，鏈條通過撞擊去除沉積物。設備的驅(qū)動是氣動或液壓的。

鉆孔和研磨設備-旋轉(zhuǎn)：該設備由電視攝像機遠程控制和監(jiān)控。它用于清除管道內(nèi)的固體沉積物、支管上的突出部分、其它障礙物和侵入的植物根。驅(qū)動裝置是液壓的。

鉆銑設備-旋轉(zhuǎn)（吹）：此類設備包括用于清除固體沉積物的自動吹鉆噴嘴。移動噴嘴以去除沉積物、清潔管渠內(nèi)壁以及運輸分解后的沉積物。鉆孔設備的旋轉(zhuǎn)和吹掃運動是由前部噴嘴噴射的高壓水驅(qū)動。鉆孔設備基于工作壓力和附加旋轉(zhuǎn)對沉積物和結(jié)垢產(chǎn)生影響，就像銑床一樣。然后用設備所用的加壓水沖洗鉆頭。安裝在鋼鉆頭上的切割刀用作鉆孔工具。

切割設備-機械：切割設備用于割去通過電視攝像機觀察到的交叉管道和其他人工障礙物（如樹根）。機械設備包括管鋸機器人，氣動固定在工作場所。機器人自帶驅(qū)動和多種操作，如根剪、夾鉗、氣動錘、硬質(zhì)金屬鋸、用于去除根部的彈簧刀等。設備是遙控的。

切割設備–高壓水射流：切割設備使用高壓水射流切割連續(xù)水流中的所有障礙物，并在機械清除不給力的情況下清除更廣泛的結(jié)垢。這項工作由電視攝像機檢查。高壓水射流位于活動臂和活動齒輪上。

拋光設備：為了達到并創(chuàng)造一個特別完美的表面，主要用于金屬管道（鑄鋼）表面拋光處理。

4.3.8 其它操作方法

基于化學反應或生物法的原理。

通過添加空氣或聚合物來提高流速：該方法用于清潔倒虹管、其他狹窄空間和壓力排水管道系統(tǒng)。增加的空氣會使管道中的介質(zhì)產(chǎn)生更高的速度，從而導致漂移速度增加。這是通過在管道軸線上形成“口袋”來實現(xiàn)的，在那里空氣從封閉的水中產(chǎn)生微小的水滴，從而形成一個便于水和沉積物混合的水缸。另一種增加流量的可能方式是添加聚合物。聚合物的好處是可以減少能量損失（影響水流紊流）。通過改變粘度和減小管壁粗糙系數(shù)來增加流速。提高漂移速度對固體顆粒的輸送是有利的。當然，有必要評估聚合物對水的影響。

化學清洗方法：這些化學方法僅限于用于化學、石油和天然氣工業(yè)的管道，尤其是用于去除管道的結(jié)垢。清潔劑包括酸、松弛劑和特殊溶解劑。管道必須是密封的，其材料不能被清潔產(chǎn)品腐蝕。清洗化學品中的微量元素清洗和檢查后必須進行中和。

化學除根：隨著樹根的快速生長，必須定期進行機械除根。替代解決方案是以水溶液或泡沫的形式使用除草劑。這些泡沫具有很高的粘性，并粘附在管道內(nèi)壁和孔隙上。蒸汽被根部吸收，根據(jù)濃度和接觸時間，大約40~20周后就會腐爛。他們的影響持續(xù)兩年。植物根也可以用生物腐爛劑處理，但它們的使用仍然是零星的。

生物清洗方法：用于去除排水管道表面的油脂和纖維，去除含有酚類、蛋白質(zhì)和礦物油的殘留物和沉積物，以及去除或抑制氣味。醫(yī)院、食堂和食品加工廠含有許多成分。第一種成分是脂肪酸和尿素，這種液體被倒入排水管和密封管中。將管道系統(tǒng)充滿熱水，然后加入含有微生物的成分。另一種方法是向污水中注入球衣菌。細菌被留在水中三個月。這種清潔技術（使用細菌）可以降低清潔成本。