纤维增强材料在城市给排水管道修复中的应用

给排水管道性能劣化及其引发的严重城市内涝和次生灾害对现有城市给排水管道修复提出了更高的技术要求。近年来,纤维增强材料因具有比强度高、力学性能好、抗化学腐蚀性强和耐疲劳性能优异等优势,从各类修复材料中脱颖而出,在城市给排水管道修复中逐步得到应用。针对给排水管道纤维修复材料的基本性能、应用形式及修复效果评价等关键技术问题,分析了管道喷涂材料、纤维增强内衬管和刚性管道加固3类修复材料的应用现状及其修复机理;从试验测试、数值模拟和现场调查评估等角度总结了纤维增强材料的管道修复效果评价方法。最后,从新材料开发、纤维材料-管道界面黏结性能及纤维修复材料的环境效应方面展望了纤维增强材料在管道修复中的应用前景。

填土沉降与管涵渗漏条件下高陡挡墙稳定性分析

山地城镇建设经常在沟谷地段建造高陡挡墙,墙后填土的固结沉降易诱发地下管涵破损渗漏,在强降雨导致的高水压条件下会产生管涌破坏,进而威胁高陡挡墙的整体稳定,是较为典型的岩土灾害。以福州软件园某高陡挡墙渗漏与管涌灾害事件为例,首先采用地质雷达探测了扶壁式挡墙填土区的地层扰动和地下脱空特征,应用CCTV检测技术揭示了墙后填土区地下管涵的破损和堵塞规律,分析了台风“卢碧”强降雨期间扶壁式挡墙坡脚两次发生管涵泥沙管涌和挡土墙壁承压泄水的灾害现象,开展了旱季天然工况、雨季排水工况和台风暴雨工况条件下高陡挡墙稳定性分析,分析了填土沉降与管涵渗漏条件下高陡挡墙失稳破坏的机制,并对极端条件下高陡挡墙的稳定性进行了分析与预测。结果表明:旱季天然工况下该高陡挡墙拥有一定的安全储备,雨季排水工况下高陡挡墙安全储备逐渐降低,但仍满足规范的设计要求,而台风暴雨工况下其安全储备已低于规范的设计要求;在台风暴雨驱动下填土沉降—管涵渗漏—承压管涌破坏是该高陡挡墙失稳破坏的机制。该研究成果可为类似工程建设规划设计及长期运维管理提供参考。

基于FAHP-FCE的地下管道运维阶段环境影响评价体系研究

为提高城市地下雨污水管道运维阶段对环境影响评价的准确性,将FAHP-FCE模型运用于地下管道运维阶段环境影响评价体系中。构建空气污染、噪音污染、水环境污染、周围土体污染、交通影响与社会影响准则层,借助专家打分法进行多层次模糊综合评价,得到地下管道运维阶段环境影响的量化标准。结合实际工程案例,算法符合实际,能有效实现地下管道运维阶段环境影响的研判与分级,为防治环境污染、提高工程管理质量提供理论支撑。

探地雷达对非金属管线有效探测深度的研究

为优化城市生态,加强水环境治理,全国各地近年来全面展开“正本清源”等管线普查工作,而探地雷达因无损、便捷、直观等特点在管线探测领域得到了广泛应用,但探地雷达对非金属管线的有效探测深度一直难以界定。为提高探地雷达对非金属管线探测的效率和准确度,利用电磁波模拟软件GPRMax3.0,以1∶10的经验径深比为基准设计正演模型,采用不同频率的天线对不同条件下的非金属管线进行正演探测模拟。通过模拟与实际探测结果的相互验证,总结了100 M、270 M和400 M天线对于非金属管线的有效测深范围。实验结果可对探地雷达在城市地下非金属管线探测起到一定的参考意义。

南方滨海城市排水管网典型缺陷类型普查及成因机制分析

对典型南方滨海城市排水管网开展全面清淤疏通和多手段检测评估,结果表明区域内共存在缺陷7889处,平均88.52处/km。针对5种主要缺陷类型的数据统计与研究分析表明:破裂缺陷占比33.84%,一般发生在交通干道处的小管径HDPE管,主要是上部交通循环荷载与柔性管长期老化破损共同作用的结果;树根缺陷占比23.73%,通常位于城市高植被覆盖度区域的管道破裂或接口错动位置,一般与台风暴雨诱发的地表水土流失密切相关;变形缺陷占比16.39%,分布规律及成因与破裂缺陷类似,但内外因素的影响程度较轻,在不利条件下可转化为破裂缺陷;腐蚀缺陷占比8.08%,均为钢筋混凝土管,是管内腐蚀性废水与倒灌的海水直接作用的结果;障碍物缺陷占比7.9%,大多是侵占管道截面的废弃建筑垃圾,一般位于管道倒坡或变径异常的排泄不顺畅位置。研究成果总结了南方滨海城市排水管网典型缺陷类型的特征规律、形成原因与演化机制,可以为该地区或类似城市排水管网的评估与修复提供技术指导。

地下管道健康状态影响因素及劣化破损机理研究进展

地下管道是维持城市有序运行及减少极端灾害影响的重要基础设施,在城乡发展与现代化建设中举足轻重。准确识别地下管道健康状态影响因素可以为地下管道运维提供具有结构性与层次性的技术分析框架,基于影响因素开展管道劣化破损机理研究可以为地下管道在全生命周期中的缺陷破损问题提供科学系统的解释。通过整合归纳国内外相关文献,将地下管道健康状态影响因素分为物理因素、环境因素与运行因素,按照重要程度分别讨论了各影响因素作用下地下管道劣化破损机理的研究成果,比较分析了复杂条件下地下管网劣化破损的多因素耦合作用机制,从而为地下管道健康状态的调查评价与维护修复建立了科学系统的理论基础,也为未来开展地下管道劣化破损机理性相关研究提供新视角与新思路。

基于gprMax的非金属管线雷达正演响应

以地下管线为研究对象,运用探地雷达模拟软件GprMax 建立管线探测模型,针对各向同性均匀介质中埋设非金属管线进行建模,分析相同背景下不同状态管线的雷达响应。

基于gprMax探地雷达管线探测径深比正演研究

基于gprMax 建立相同管线的不同埋深模型,从定性到定量,以经验 10 倍管径的埋深为基准,控制模型背景,调大或者调小管线埋深,探讨管线的极限探测深度。给出几个代表性的例子,帮助甄别雷达管线实测时的有效信息。

高密度电法勘探在地下水源勘查中的应用分析

随着科技的发展,在水源勘探项目中要实现整体技术的升级,就要建立健全完整的项目分析框架,确保高密度电法勘探技术的有效应用,对地下水进行进一步的勘察和管控,如何有效的创设管控机制,也引起了资源勘探研究部门的广泛关注。本文从高密度电法勘探基本特点和基本理论入手,对应用流程进行了集中的阐释,旨在为相关技术部门提供有价值的技术建议,以供参考。