淺談結(jié)構(gòu)性普查及預(yù)防性修復(fù)工程在排水管道管理中的作用

陳 忱，王 捷

(上海市排水管理處,上海市200001)

淺談結(jié)構(gòu)性普查及預(yù)防性修復(fù)工程在排水管道管理中的作用

陳 忱1，王 捷2

(上海市排水管理處,上海市200001)

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,排水管道的建設(shè)也逐年增加。在城市排水管道日常維修養(yǎng)護(hù)中,管道的破損會(huì)導(dǎo)致排水不暢,嚴(yán)重時(shí)造成地面或路面破壞,影響正常的工作生活環(huán)境。因此,必須掌握排水管道的運(yùn)行狀況,做好事前控制,采取相應(yīng)的預(yù)防措施。闡述排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)及預(yù)防性修復(fù)工程的必要性,從結(jié)構(gòu)性普查計(jì)劃及結(jié)果處理等方面介紹結(jié)構(gòu)性普查工作,從預(yù)防性修復(fù)工程方案的制定、修復(fù)原則、主要施工工藝、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及修復(fù)工程效益等方面介紹了排水管道的預(yù)防性修復(fù)工作。

排水管道；養(yǎng)護(hù)；結(jié)構(gòu)性檢測(cè)；預(yù)防性修復(fù)；非開(kāi)挖技術(shù)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,城市的發(fā)展離不開(kāi)市政基礎(chǔ)設(shè)施等的配套建設(shè),人們對(duì)城市水環(huán)境和防汛排水安全也日益重視。遍布地下的城市排水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著收集和輸送雨、污水的作用,是城市防汛排水保障體系的主要環(huán)節(jié),被人們稱之為城市的靜脈。排水管網(wǎng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,排水管網(wǎng)是否完好,功能是否健全,直接關(guān)系到人民生活質(zhì)量,關(guān)系到城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,也關(guān)系到和諧社會(huì)的建設(shè),因此,排水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)、維修和管理等工作對(duì)于城市的發(fā)展至關(guān)重要。

到2016年底,上海市共有市政公共排水管道約2.4萬(wàn)km,且排水管道設(shè)施總量每年都呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),在排水管道設(shè)施量快速增長(zhǎng)、數(shù)量日益龐大的同時(shí),大量建造時(shí)間比較久遠(yuǎn)的管道仍在使用。在排水管道運(yùn)行使用的過(guò)程中,需要對(duì)排水管道做好必要的疏通養(yǎng)護(hù)工作,加強(qiáng)管理,保證其運(yùn)行正常[1]。但是,因排水管道結(jié)構(gòu)性損壞造成的污水冒溢、道路積水、水體污染、地面沉陷等事故時(shí)有發(fā)生,此類事故征兆不明顯,在日常養(yǎng)護(hù)過(guò)程中難以發(fā)現(xiàn)。同時(shí),“沉管”事故都發(fā)生在流沙地區(qū)、管齡較長(zhǎng)、施工質(zhì)量較差的管道。該類事故不僅嚴(yán)重危害排水管道的正常運(yùn)行,造成大量地下水隨管道流失,造成水資源的浪費(fèi)和下游泵站及污水廠能源的損失,而且對(duì)周圍環(huán)境和附近地區(qū)居民的生活及出行帶來(lái)了不良影響。由此,上海市加強(qiáng)了對(duì)排水管道結(jié)構(gòu)性的普查,并開(kāi)展了排水管道預(yù)防性修復(fù)工程。現(xiàn)結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),淺談排水管道結(jié)構(gòu)性普查及預(yù)防性修復(fù)工程在管理中的作用。

1 排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)及預(yù)防性修復(fù)工程的必要性

排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)是指主要利用閉路電視系統(tǒng)（俗稱“CCTV”檢測(cè)）進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)手段,對(duì)排水管道結(jié)構(gòu)性狀況進(jìn)行內(nèi)部了解,為科學(xué)地制訂管道養(yǎng)護(hù)方案提供全面、準(zhǔn)確和可靠的技術(shù)依據(jù),是目前最普遍的管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)的手段。

排水管道預(yù)防性修復(fù)工程是指在管道結(jié)構(gòu)性缺陷發(fā)展成為事故之前,通過(guò)排水管道電視聲納檢測(cè)等方法,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性問(wèn)題,原則上利用非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)手段進(jìn)行修復(fù),恢復(fù)管道使用功能,延長(zhǎng)管道使用壽命的工程項(xiàng)目,同時(shí)可較好解決土體流失、地下水滲漏等困擾城市排水系統(tǒng)運(yùn)行的問(wèn)題,可以逐步改變應(yīng)對(duì)“沉管”的被動(dòng)局面。

排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)及預(yù)防性修復(fù)工程作為對(duì)排水管道養(yǎng)護(hù)的手段之一,可以有效地避免污水外溢、管道坍塌等事故的出現(xiàn),保障城市排水管網(wǎng)運(yùn)行安全。

2 排水管道的結(jié)構(gòu)性普查

2.1 結(jié)構(gòu)性普查

根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ 68—2017）[2]規(guī)定:“以功能性狀況為目的的普查周期宜采用1～2 a一次；以結(jié)構(gòu)性狀況為主要目的的普查周期宜采用5～10 a一次。流砂易發(fā)地區(qū)的管道、管齡30 a以上的管道、施工質(zhì)量差的管道和重要管道的普查周期可相應(yīng)縮短?！痹谙嚓P(guān)的統(tǒng)計(jì)資料中,有一個(gè)管道使用年數(shù)和道路坍塌事故件數(shù)的相關(guān)關(guān)系圖（見(jiàn)圖1）[3],表明道路的坍塌的次數(shù),和管道設(shè)施的使用年數(shù)有一定的關(guān)系。尤其是管道使用年數(shù)以20～30 a為界,道路的坍塌次數(shù)會(huì)變得多起來(lái)。

圖1 排水管道隨時(shí)間的脆弱性變化趨勢(shì)

因此,排水管道結(jié)構(gòu)性普查周期應(yīng)根據(jù)排水管道的具體情況而設(shè)定,根據(jù)普查周期來(lái)制定普查計(jì)劃。

2.2 結(jié)構(gòu)性普查計(jì)劃

普查計(jì)劃需要根據(jù)排水管道設(shè)施的好壞狀況進(jìn)行實(shí)施,可依據(jù)如下原則制定:

（1）已經(jīng)使用了30 a以上的管道設(shè)施。管道使用了超過(guò)了30 a,損壞現(xiàn)象逐漸嚴(yán)重,容易引起路面坍塌等事故。

（2）以往發(fā)現(xiàn)過(guò)病害的管道設(shè)施。在過(guò)去的檢測(cè)工作中,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有裂縫、破損、滲水等結(jié)構(gòu)性問(wèn)題,但是還沒(méi)有實(shí)施過(guò)修理等措施的管道。

（3）埋設(shè)在流沙地區(qū)的管道設(shè)施。容易產(chǎn)生地面沉降,也容易產(chǎn)生各種問(wèn)題,發(fā)生異常的管道設(shè)施。

（4）采用剛性接口的鋼筋混凝土管道設(shè)施。采用剛性接口鋼筋混凝土的管道會(huì)經(jīng)常發(fā)生滲漏、破損等情況,易造成路面沉降、坍塌等事故。

（5）埋設(shè)在主要干道的管道設(shè)施。一旦發(fā)生管道事故會(huì)對(duì)社會(huì)活動(dòng)發(fā)生重大影響的管道設(shè)施,以及容易遭受重載車輛影響的管道設(shè)施。

（6）在地下水位較高區(qū)域埋設(shè)的管道設(shè)施。地下水容易從接口和破損處滲入到內(nèi)部的管道設(shè)施。一旦地下水滲水入到管道內(nèi)部,在增加路面坍塌危險(xiǎn)的同時(shí),流入污水廠的污水處理量也會(huì)增加,引起處理效率的地下和處理費(fèi)用的增加。

以上類型的管道設(shè)施應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行結(jié)構(gòu)性檢測(cè),也可根據(jù)管道設(shè)施的特點(diǎn)及養(yǎng)護(hù)管理實(shí)際情況,進(jìn)行結(jié)構(gòu)性檢測(cè)計(jì)劃安排。

2.3 結(jié)構(gòu)性普查結(jié)果

結(jié)構(gòu)性檢測(cè)報(bào)告是評(píng)估管道質(zhì)量的根本,可將其直接應(yīng)用于判斷管道是否進(jìn)行修復(fù)的決策。在廣泛開(kāi)展結(jié)構(gòu)性普查后,也要不斷控制檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量。結(jié)構(gòu)性檢測(cè)的要求應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行,并由專業(yè)人員對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。由于判讀檢測(cè)資料對(duì)相關(guān)人員要求較高,判讀人員的主觀性易造成檢測(cè)結(jié)果的偏差,出現(xiàn)誤判及錯(cuò)判等現(xiàn)象。因此,需加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)企業(yè)相應(yīng)的管理,并要求檢測(cè)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員及判讀人員的管理和培訓(xùn)。上海市通過(guò)對(duì)排水管道檢測(cè)報(bào)告生成軟件的開(kāi)發(fā),基本統(tǒng)一了本市排水管道檢測(cè)報(bào)告格式,提升檢測(cè)報(bào)告質(zhì)量,同時(shí)通過(guò)排水管道養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺(tái)建設(shè),初步實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)任務(wù)的網(wǎng)上委托,檢測(cè)報(bào)告的網(wǎng)上上傳,本市管道檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集、入庫(kù)和應(yīng)用等功能,并將管道檢測(cè)及維修數(shù)據(jù)納入排水行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)維護(hù)對(duì)象,對(duì)歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)和工程信息進(jìn)行了整理入庫(kù)。

3 排水管道的預(yù)防性修復(fù)工程

排水管道的修復(fù)主要為開(kāi)挖修復(fù)和非開(kāi)挖修復(fù)。在開(kāi)挖或非開(kāi)挖修復(fù)方法都可選擇的情況下,工程費(fèi)用是決定修復(fù)方法的重要指標(biāo)。修復(fù)工程造價(jià)主要有修復(fù)工程的建造安裝費(fèi)用,周邊設(shè)施設(shè)備的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、臨遷、恢復(fù)等費(fèi)用,此外,還應(yīng)適當(dāng)考慮維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定可能發(fā)生的費(fèi)用[4]。上海市的排水管道預(yù)防性修復(fù)工程主要是基于結(jié)構(gòu)性檢測(cè)資料,原則上利用非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)手段進(jìn)行修復(fù)。

3.1 預(yù)防性修復(fù)工程方案制定

為了有計(jì)劃有效率地進(jìn)行排水管道預(yù)防性修復(fù),應(yīng)進(jìn)行對(duì)排水管道前期調(diào)查、檢測(cè)、評(píng)估與修復(fù)設(shè)計(jì)。排水管道評(píng)估主要是對(duì)管道功能性缺陷及結(jié)構(gòu)性缺陷進(jìn)行評(píng)判。評(píng)判管道功能性缺陷主要為修復(fù)方案計(jì)算清理管道的工作量及費(fèi)用；評(píng)判管道結(jié)構(gòu)性缺陷是針對(duì)管道缺陷類型和損壞程度進(jìn)行判斷。制定排水管渠修復(fù)方案程序如圖2所示。

圖2 制定排水管渠修復(fù)方案程序

3.2 預(yù)防性修復(fù)原則[5]

（1）排水管道管徑滿足排水規(guī)劃的要求；

（2）滿足管道的荷載要求；

（3）管道整體修復(fù)后的管道流量一般應(yīng)達(dá)到或接近管道原設(shè)計(jì)流量；

（4）滿足對(duì)該管道養(yǎng)護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求；

（5）一段管道內(nèi)需3處局部修復(fù)的,采用整體修復(fù)方法；

（6）整體修復(fù)后的管道設(shè)計(jì)使用年限不小于20 a；

（7）以區(qū)域或系統(tǒng)性成片的修復(fù)；

（8）修復(fù)技術(shù)的整體經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。

3.3 主要施工工藝

上海市近幾年預(yù)防性工程的實(shí)施,主要利用的非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)為現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯、局部?jī)?nèi)襯、聚氨酯嵌補(bǔ)和短管內(nèi)襯等。

CIPP現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù),是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)計(jì)制造內(nèi)襯軟管,灌浸樹(shù)脂制成樹(shù)脂軟管。施工時(shí)利用翻轉(zhuǎn)法,將樹(shù)脂軟管和加熱用溫水輸送管插入管內(nèi),然后利用水壓使樹(shù)脂軟管膨脹并緊貼在舊管內(nèi),采用循壞方式通過(guò)溫水循環(huán)加熱。在規(guī)定的設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi),使具有熱硬化性的樹(shù)脂軟管硬化成型,舊管內(nèi)即形成一層高強(qiáng)度的內(nèi)襯新管。,從而修復(fù)老管存在的滲漏、破裂等結(jié)構(gòu)性損壞,恢復(fù)排水管道正常的使用功能。

局部?jī)?nèi)襯,是一種修理排水管渠破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏和檢查井開(kāi)裂等問(wèn)題的局部修理技術(shù),一般在管道內(nèi)只有2處結(jié)構(gòu)性損壞問(wèn)題時(shí)使用。利用氈筒氣囊局部成型的技術(shù),將涂灌樹(shù)脂的氈筒用氣囊使之緊貼母管,然后用紫外線等方法加熱固化。實(shí)際上是將整體現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯法用于局部修理。

聚氨酯嵌補(bǔ)法,是一種修理排水管渠接口脫節(jié)和滲漏、檢查井井壁和拱圈開(kāi)裂的局部修理技術(shù)。該方法是在排水管渠或者檢查井井壁有開(kāi)裂或滲漏的地方開(kāi)鑿裂縫,用水泥麻絲封堵,然后在裂縫內(nèi)預(yù)埋塑料軟管,在預(yù)埋管外封蓋雙快水泥,逐漸抽出預(yù)埋軟管,形成注漿空間,等水泥硬化后注入嵌補(bǔ)材料,清除嵌補(bǔ)材料膨脹后的碎片,用水泥砂漿抹平管面后完成。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單,但施工質(zhì)量受操作環(huán)境和人為因素的影響較大,穩(wěn)定性和可靠性比較差,檢查和評(píng)定嵌補(bǔ)質(zhì)量也很困難,因此應(yīng)對(duì)采用裂縫嵌補(bǔ)的修理管渠或檢查井進(jìn)行定期回訪檢查。

短管內(nèi)襯在本項(xiàng)目實(shí)施中,一般使用在口徑較大的管道,將HDPE管道分成兩片,放入管道,在管內(nèi)完成接口安裝,并在內(nèi)襯管頂部鉆孔注漿,使注漿更密實(shí)。

這些修復(fù)技術(shù)恢復(fù)了老管存在的滲漏、破裂等結(jié)構(gòu)性損壞,恢復(fù)排水管道正常的使用功能,主要修復(fù)技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。根據(jù)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告,新修復(fù)管道完全符合排水管道正常使用各項(xiàng)指標(biāo)。

表1 上海市預(yù)防性修復(fù)工程實(shí)施使用的主要施工工藝對(duì)比表

3.4 制定相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

隨著上海市排水管道總長(zhǎng)度的不斷增加和已建排水管道管齡的不斷提高,排水管道對(duì)于預(yù)防性修復(fù)工程的需求也在不斷加大。作為一類新開(kāi)展的工程,上海市缺少預(yù)防性修復(fù)的相關(guān)審批、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范性文件。結(jié)合上海市各項(xiàng)工程的實(shí)際情況,目前編制完成了《上海城鎮(zhèn)排水管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)實(shí)施指南》（試行）、《上海市排水管道非開(kāi)挖修復(fù)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》（試行）、《上海市排水管道非開(kāi)挖修復(fù)綜合單價(jià)》和《上海市排水管道非開(kāi)挖修復(fù)定額》等相關(guān)規(guī)范性文件,為項(xiàng)目立項(xiàng)、審批和竣工驗(yàn)收提供了依據(jù)。

3.5 預(yù)防性修復(fù)工程效益

經(jīng)過(guò)近幾年的工程實(shí)踐,老管存在結(jié)構(gòu)性損壞的情況得到有效修復(fù),泥沙無(wú)法再大量隨地下水通過(guò)管道破損處沖刷進(jìn)入管道,由此證明預(yù)防性修復(fù)工程的實(shí)施,確實(shí)有效地預(yù)防了區(qū)域內(nèi)“沉管”現(xiàn)象發(fā)生。預(yù)防性修復(fù)工程相對(duì)投資較小,對(duì)交通影響也較小,由于采用非開(kāi)挖工藝,能夠在不對(duì)周邊居民和交通造成重大影響的前提下完成對(duì)管道結(jié)構(gòu)性損壞的修復(fù)工作。通過(guò)預(yù)防性修復(fù)工程,恢復(fù)排水管道使用功能,保證管通水暢,施工完成后沒(méi)有發(fā)生因管道結(jié)構(gòu)性問(wèn)題引起的暴雨給水,并延長(zhǎng)了排水管道的使用壽命,對(duì)提高城市排水管理水平,保障防汛排水安全起到了一定的積極作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

城市排水設(shè)施牽涉到千家萬(wàn)戶,它和人們的生活息息相關(guān),對(duì)排水管道進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)維修的管理工作是非常重要的?；谖覈?guó)城市排水管道設(shè)施的特點(diǎn),為提高城市排水管道的運(yùn)行和管理水平,適應(yīng)城市發(fā)展和人民生活需求,需要通過(guò)檢測(cè)技術(shù)手段,及時(shí)、準(zhǔn)確、全面了解排水管道的結(jié)構(gòu)性和功能性狀況,作出客觀公正的評(píng)估,為排水管道的預(yù)防性修復(fù)提供依據(jù),實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施可持續(xù)的健康良好運(yùn)行的管理目標(biāo)。結(jié)構(gòu)性普查及預(yù)防性修復(fù)工程可以使排水管道更好地發(fā)揮效能,更好地為社會(huì)服務(wù)。

[1]莊敏捷.上海城市排水管道養(yǎng)護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀和建議[J].上海水務(wù), 2004(4):24-26.

[2]CJJ 68-2017,城鎮(zhèn)排水管渠與泵站運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程[S].

[3]侯強(qiáng),高鐳文,陶貴清,等.區(qū)域排水管道結(jié)構(gòu)脆弱性研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào),2015,36(2):59-64.

[4]唐建國(guó),朱保羅.排水管道非開(kāi)挖修理技術(shù)的分類和選擇[J].市政設(shè)施管理,2004,31(3):21-24.

[5]上海市水務(wù)局.上海城鎮(zhèn)排水管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)實(shí)施指南[Z].上海:上海市水務(wù)局,2013.

到2020年內(nèi)蒙古4A級(jí)以上景區(qū)基本通三級(jí)公路

近日,內(nèi)蒙古印發(fā)了《內(nèi)蒙古自治區(qū)“十三五”旅游公路建設(shè)規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《旅游規(guī)劃》）?！堵糜我?guī)劃》提出,力爭(zhēng)2020年基本形成干支結(jié)合、功能完善的公路交通網(wǎng)絡(luò),4A級(jí)以上旅游景區(qū)基本通三級(jí)公路,初步構(gòu)建旅游中轉(zhuǎn)服務(wù)站、自駕車營(yíng)地、觀景臺(tái)等旅游公共服務(wù)設(shè)施體系,進(jìn)一步完善旅游景區(qū)交通標(biāo)志標(biāo)識(shí)設(shè)置,支撐和引導(dǎo)旅游業(yè)發(fā)展,提升旅游公路的設(shè)施服務(wù)水平、景觀環(huán)保水平和旅游信息服務(wù)水平,打造完善的自治區(qū)級(jí)旅游公路體系,創(chuàng)建內(nèi)蒙古旅游公路品牌。

內(nèi)蒙古是“一帶一路”的陸路通道的重要節(jié)點(diǎn)和樞紐,是世界草原文明的精華區(qū)、萬(wàn)里茶道精華區(qū)、國(guó)際合作魅力區(qū),在國(guó)際、國(guó)內(nèi)具有獨(dú)特的區(qū)位交通優(yōu)勢(shì)。加快旅游公路通道建設(shè),有利于進(jìn)一步促進(jìn)旅游與交通融合發(fā)展,為自治區(qū)建設(shè)體現(xiàn)草原文化和獨(dú)具北疆特色的旅游觀光休閑度假基地提供交通保障。

TU990.3

B

1009-7716（2017）07-0163-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.049

2017-03-16

陳忱（1989-）,男,湖北人,助理工程師,從事防汛排水管理工作。