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(hù)有關(guān)，如沉積物、附著沉積物、根侵入等。顯然，修復(fù)技術(shù)對(duì)于上述大部分問題來說，都不具有經(jīng)濟(jì)性。本任務(wù)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(jī)械方法、組合方法、化學(xué)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(dāng)使用高壓水射車清洗排水管道時(shí)，應(yīng)使用不會(huì)損壞排水管道結(jié)構(gòu)的水壓（使用水射有時(shí)會(huì)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(jìn)人排水管道中的硬堵塞物，建議使用機(jī)械工具。如果排水管道中有水垢和固體沉積物，應(yīng)使用銑刀、鑿子或氣動(dòng)管刀清除。通常需要采用可通過電視攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制的機(jī)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?yàn)榍袛嗪�，樹根�?huì)迅速重新生長(zhǎng)，在某些情況下，樹木在切斷樹根后會(huì)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(huì)損壞樹木。
表4.1 排水管道中碎屑的劃分
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A——沉積物 |
礦物顆粒（沙子、石頭等）； 有機(jī)來源（廚余、塑料、紙張等）； 其他物質(zhì)（易拉罐、碎玻璃等） |
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B——地表碎屑 |
力學(xué)的（粘土和泥土顆粒、紙張等）； 化學(xué)的（油脂、化學(xué)洗滌劑）； 結(jié)殼、結(jié)垢 |
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C——管內(nèi)突出物 |
工藝差（在密封處突出的接口處的砂漿，錯(cuò)位的管端）； 其它管線（突出的支管、其他穿過地下管線）； 樹根 |
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D——滲入管材的污染物 |
不與管材反應(yīng)（水等）； 化學(xué)反應(yīng)（酸，堿等） |
選擇清洗方法的決定因素有：
排水管道的可達(dá)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(cuò)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(wù)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(duì)應(yīng)，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(dòng)。這種速度很容易導(dǎo)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(dǎo)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(huì)導(dǎo)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(huì)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(dāng)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(dǎo)致管道下一段受到污染。因此，排水管道系統(tǒng)應(yīng)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(dá)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(shù)
操作方法分為以下幾組：
漂洗/沖洗
高壓水射流
機(jī)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(dá)到所需的井內(nèi)水位，打開“clack”閥，對(duì)排水管道進(jìn)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(hù)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(shè)備上，設(shè)備移動(dòng)并向前推動(dòng)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(jī)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(dá)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(jiān)硬的沉積物和侵入的植物根，則應(yīng)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(dòng)力效應(yīng)將清洗頭從起始點(diǎn)或檢查井向上游推進(jìn)到目標(biāo)檢查井中。在第二階段，清洗頭緩慢地從目標(biāo)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(dòng)，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(shè)備安裝在車輛上。
不專業(yè)的高壓水清洗可能會(huì)導(dǎo)致管壁或內(nèi)襯上形成溝槽、裂縫和孔洞。在設(shè)計(jì)清洗工藝的操作參數(shù)時(shí)，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(jìn)人排水管道中，假設(shè)在某些水量、沉積物類型和數(shù)量時(shí)，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(dòng)清除大塊沉積物或障礙物。該清洗方法的缺點(diǎn)包括上述對(duì)水流量的限制和相對(duì)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(jī)。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(gè)裝置安裝在一個(gè)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(jìn)一步處理之后，將水再次用于清潔目的。
4.3.7 機(jī)械方法
這是排水管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的主要任務(wù)之一，以維持管道系統(tǒng)的完整設(shè)計(jì)能力，并保持與水有關(guān)的結(jié)構(gòu)的完整功能�；诔练e物類型、結(jié)殼、合適機(jī)器的可用性和輔助入口之間的距離，機(jī)械清洗用于分解和清除沉積物。
使用輔助工具進(jìn)行手動(dòng)清潔：受管道尺寸、工程師的技能和經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備以及相關(guān)健康和安全法規(guī)的限制。這項(xiàng)工作涉及可進(jìn)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(yùn)輸。工具包括鎬斧、鎬錘、拋光機(jī)、張力懸掛式刮刀和裝載機(jī)。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(dòng)去除排水管道上的結(jié)殼結(jié)晶的沉淀物。
使用標(biāo)準(zhǔn)清潔設(shè)備進(jìn)行清潔：包括幾個(gè)工作階段和相關(guān)設(shè)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(dòng)的設(shè)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(jī)和裝載機(jī)、渠道挖掘機(jī)、排水管道刮刀、渠道清潔刷、手持圓形橡膠刷。鉆孔設(shè)備配有金屬螺旋。
使用專用設(shè)備進(jìn)行清潔：近年來，已開發(fā)出高水平清潔設(shè)備，尤其是小型設(shè)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(shè)備：
沖擊設(shè)備-鼓風(fēng)：包括用于圓管和蛋形管道的管芯鉆。使用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)設(shè)備，松動(dòng)的沉積物在加壓水中被攜帶并從井室中掏出。一些設(shè)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(shè)備的驅(qū)動(dòng)是氣動(dòng)或液壓的。
鉆孔和研磨設(shè)備-旋轉(zhuǎn)：該設(shè)備由電視攝像機(jī)遠(yuǎn)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(dòng)裝置是液壓的。
鉆銑設(shè)備-旋轉(zhuǎn)（吹）：此類設(shè)備包括用于清除固體沉積物的自動(dòng)吹鉆噴嘴。移動(dòng)噴嘴以去除沉積物、清潔管渠內(nèi)壁以及運(yùn)輸分解后的沉積物。鉆孔設(shè)備的旋轉(zhuǎn)和吹掃運(yùn)動(dòng)是由前部噴嘴噴射的高壓水驅(qū)動(dòng)。鉆孔設(shè)備基于工作壓力和附加旋轉(zhuǎn)對(duì)沉積物和結(jié)垢產(chǎn)生影響，就像銑床一樣。然后用設(shè)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(shè)備-機(jī)械：切割設(shè)備用于割去通過電視攝像機(jī)觀察到的交叉管道和其他人工障礙物（如樹根）。機(jī)械設(shè)備包括管鋸機(jī)器人，氣動(dòng)固定在工作場(chǎng)所。機(jī)器人自帶驅(qū)動(dòng)和多種操作，如根剪、夾鉗、氣動(dòng)錘、硬質(zhì)金屬鋸、用于去除根部的彈簧刀等。設(shè)備是遙控的。
切割設(shè)備–高壓水射流：切割設(shè)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(jī)械清除不給力的情況下清除更廣泛的結(jié)垢。這項(xiàng)工作由電視攝像機(jī)檢查。高壓水射流位于活動(dòng)臂和活動(dòng)齒輪上。
拋光設(shè)備：為了達(dá)到并創(chuàng)造一個(gè)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(xué)反應(yīng)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(huì)使管道中的介質(zhì)產(chǎn)生更高的速度，從而導(dǎo)致漂移速度增加。這是通過在管道軸線上形成“口袋”來實(shí)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(gè)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(duì)固體顆粒的輸送是有利的。當(dāng)然，有必要評(píng)估聚合物對(duì)水的影響。
化學(xué)清洗方法：這些化學(xué)方法僅限于用于化學(xué)、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(xué)品中的微量元素清洗和檢查后必須進(jìn)行中和。
化學(xué)除根：隨著樹根的快速生長(zhǎng)，必須定期進(jìn)行機(jī)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(shí)間，大約40~20周后就會(huì)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(xì)菌被留在水中三個(gè)月。這種清潔技術(shù)（使用細(xì)菌）可以降低清潔成本。
