■ 天津市市政工程研究設(shè)計(jì)研究總院管道檢測(cè)與修復(fù)中心主任 呂耀志
隨著近年來黑臭水治理、海綿城市建設(shè)等工程的推進(jìn),城市排水管網(wǎng)問題得到的關(guān)注越來越多,全國各地排水管網(wǎng)整治工作也逐步開展起來。由于管理部門的認(rèn)識(shí)程度、管道權(quán)屬、資金來源、管理體制等多方面因素影響,傳統(tǒng)的管理理念和治理思路往往難以適應(yīng)城市精細(xì)化管理的要求,需要借助科技手段與創(chuàng)新管理,提升整體運(yùn)維水平。
1.政策層面缺乏長效管理機(jī)制,工作層面缺乏系統(tǒng)性
大部分地方的排查檢測(cè)工作缺乏系統(tǒng)性,目前排查檢測(cè)工作主要分散于以下項(xiàng)目中: (1)新建排水管道的竣工驗(yàn)收。(2)老舊管網(wǎng)的定期排查檢測(cè)。(3)水體環(huán)境治理(正本清源)項(xiàng)目。(4)海綿城市建設(shè)項(xiàng)目等。
這些項(xiàng)目的來源不同、項(xiàng)目甲方不同、工作重點(diǎn)不同、資金來源也不同,導(dǎo)致無法共享成果,浪費(fèi)大量人力物力去進(jìn)行重復(fù)性工作;既缺乏長效管理機(jī)制,也缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌規(guī)劃。
2.現(xiàn)行檢測(cè)評(píng)估規(guī)程仍需改進(jìn)
現(xiàn)在已有了相關(guān)地方規(guī)范、行業(yè)規(guī)范、國家標(biāo)準(zhǔn)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》(CJJ181-2012)是第一版面向全國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容較為豐富、全面。規(guī)程科學(xué)地對(duì)缺陷進(jìn)行了描述和統(tǒng)計(jì),很好地指導(dǎo)了管道養(yǎng)護(hù)管理工作,但是,也存在著如下問題:
(1)評(píng)價(jià)沒有區(qū)分管材,采用統(tǒng)一量化尺度
同樣的裂縫對(duì)不同管材管道的破損,或者結(jié)構(gòu)狀況的影響是完全不同的。
(2)部分量化指標(biāo)實(shí)際操作難以實(shí)現(xiàn)
如規(guī)程里要求按變形百分比確定‘變形’類缺陷的分級(jí),變形量理論上可以測(cè)。但市面上的檢測(cè)設(shè)備大都無法測(cè)量,實(shí)際工程中往往需要技術(shù)人員自己估計(jì)。
(3)缺乏結(jié)構(gòu)評(píng)估,難以滿足修復(fù)設(shè)計(jì)和施工的需求
規(guī)程最終的評(píng)判結(jié)論是管道修復(fù)指數(shù)。管道修復(fù)指數(shù)能說明是需要緊急修,盡快修,還是可以列入計(jì)劃暫時(shí)不修。但是沒法指出管道到底破損到什么程度,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還有百分之多少。
(4)各地缺乏適用于本地的地方標(biāo)準(zhǔn)
不同地區(qū)的地下水和管道特征等都完全不同,因此,需要各地因地制宜制定地方標(biāo)準(zhǔn)。
3.檢測(cè)技術(shù)手段發(fā)展中尚存不足
隨著科技進(jìn)步,管網(wǎng)檢測(cè)的手段也在不斷發(fā)展,目前主要有:管道潛望鏡(QV)、管道內(nèi)窺機(jī)器人系統(tǒng)(CCTV)、探地雷達(dá)系統(tǒng)(GPR)、管道聲吶系統(tǒng)(PS)、人工管井調(diào)查、電法側(cè)漏等。
目前在實(shí)際工程中仍存在一些問題未能很好解決:一是復(fù)雜環(huán)境下的機(jī)器人越障能力欠缺;二是缺乏對(duì)管道內(nèi)部缺陷的精準(zhǔn)測(cè)量,如變形、破裂、起伏等;三是管道基礎(chǔ)和管周土體的檢測(cè)不夠精確;四是缺乏管道結(jié)構(gòu)健康狀況的診斷評(píng)估,包括管壁結(jié)構(gòu)完整性、管內(nèi)壁粗糙度、鋼筋保護(hù)層厚度、混凝土強(qiáng)度、管壁的變形破裂情況評(píng)估;五是管道周圍土體檢測(cè)缺乏有效手段,類似的問題仍然需要繼續(xù)研發(fā)新的技術(shù)予以解決。
4.檢測(cè)隊(duì)伍專業(yè)化水平不夠,水平參差不齊
目前,檢測(cè)隊(duì)伍缺乏專業(yè)的檢測(cè)人員;現(xiàn)場(chǎng)操作不夠規(guī)范。而且,檢測(cè)人員對(duì)規(guī)范的理解和解讀能力參差不齊,導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)論易出錯(cuò)甚至數(shù)據(jù)造假。
5.部分項(xiàng)目前期對(duì)困難估計(jì)不足,完成效果不理想
部分項(xiàng)目前期對(duì)費(fèi)用和困難估計(jì)不足,導(dǎo)致難以完成項(xiàng)目或者項(xiàng)目雖然做完但是效果不彰。
1.缺陷評(píng)估尚不能完全滿足設(shè)計(jì)要求
當(dāng)前缺乏結(jié)構(gòu)缺陷評(píng)估尤其是與修復(fù)設(shè)計(jì)相適應(yīng)的評(píng)估體系?!冻鞘信潘艿婪情_挖修復(fù)更新技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T 210)基本規(guī)定有:原有管道的修復(fù)更新工程,應(yīng)根據(jù)管道安全檢測(cè)評(píng)估鑒定報(bào)告,確定管道更新的等級(jí)和施工方法。筆者認(rèn)為這句話要分解為兩部分:一是安全檢測(cè),這部分沒有問題,基于視頻資料可以看得非常準(zhǔn)確。二是評(píng)估鑒定,評(píng)估鑒定部分很容易出問題。
規(guī)程里提到的最主要的參數(shù)有三個(gè):一是管段結(jié)構(gòu)性缺陷參數(shù),該參數(shù)能表明缺陷等級(jí)是幾級(jí),是否是結(jié)構(gòu)性修復(fù);但無法通過該參數(shù)得知是否為結(jié)構(gòu)性修復(fù),如果是結(jié)構(gòu)性修復(fù),是全結(jié)構(gòu)還是半結(jié)構(gòu)?也無法得知是否需要地基處理。二是管段結(jié)構(gòu)性缺陷密度,該參數(shù)可以指明是整體修還是點(diǎn)修;但受點(diǎn)修能力影響,往往無法實(shí)現(xiàn)局部修復(fù)。三是管段修復(fù)指數(shù),該參數(shù)能說明修復(fù)的必要性;但無法指出是否進(jìn)行開挖修復(fù)?,F(xiàn)在這些問題,設(shè)計(jì)人員和檢測(cè)人員往往都無法很好解決和回復(fù)。
2.排水管道結(jié)構(gòu)性評(píng)估現(xiàn)存問題
肉桂原料分別來自廣西省防城港市(防城桂)、廣西省平南縣(西江桂)、四川省、印尼、越南和斯里蘭卡,規(guī)格均為桂通,等級(jí)均為統(tǒng)貨。
市政領(lǐng)域結(jié)構(gòu)性評(píng)估技術(shù)比較先進(jìn)的有兩個(gè)專業(yè):一是道路評(píng)估;二是橋梁評(píng)估。道路評(píng)估有以下幾個(gè)方面,可以作為管道結(jié)構(gòu)性評(píng)估的參考:首先是路面調(diào)查。比較直觀,看哪里有問題,哪里有裂、哪里沉陷。其次是路面彎沉試驗(yàn)。重載卡車壓著路面,看路面彎沉情況,計(jì)算設(shè)計(jì)強(qiáng)度。第三是雷達(dá)檢測(cè),可連續(xù)觀測(cè)到路面結(jié)構(gòu)損壞情況。橋梁評(píng)估也是一樣,首先是外觀檢測(cè)。然后是載荷試驗(yàn)?zāi)M橋梁受力情況,通過與理論情況進(jìn)行對(duì)比分析,了解橋梁的破壞程度。
要做管道結(jié)構(gòu)性修復(fù),僅通過視頻,無法了解結(jié)構(gòu)具體情況,還需要通過各種技術(shù)手段了解混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、管壁密實(shí)程度、管周土的密實(shí)程度,解決管道剩余強(qiáng)度問題,進(jìn)行合理的修復(fù)設(shè)計(jì);否則,補(bǔ)少了有安全隱患,補(bǔ)多了造成嚴(yán)重浪費(fèi)。
1.修復(fù)項(xiàng)目缺乏前期工作
前期工作是容易被忽略的環(huán)節(jié),常規(guī)的建設(shè)項(xiàng)目有很詳盡的前期調(diào)研,然后按部就班進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)與工程實(shí)施。但是管道修復(fù)工作往往沒有勘察,甚至沒有設(shè)計(jì),可能就是施工單位直接進(jìn)去修。
2.修復(fù)設(shè)計(jì)方案單一
修復(fù)項(xiàng)目的手段往往比較單一,具有一定局限性,沒有哪種工藝能夠解決所有問題。不同的實(shí)際情況、不同的工藝都有自己的適應(yīng)性和優(yōu)缺點(diǎn)。修復(fù)技術(shù)包括:傳統(tǒng)開挖修復(fù),特點(diǎn)是破壞道路、堵塞交通;噪音、粉塵污染嚴(yán)重;影響正常的商業(yè)活動(dòng)和生活;工期長、大量的土方工程。還有非開挖修復(fù)技術(shù),特點(diǎn)是不破壞道路,減少交通堵塞;噪音小、無粉塵污染;不影響正常的商業(yè)活動(dòng)和生活;速度快,無土石方工程。一般而言,以非開挖修復(fù)為主,傳統(tǒng)開挖修復(fù)為輔。
3.不當(dāng)使用非開挖修復(fù)存在結(jié)構(gòu)安全隱患
如果在不適合進(jìn)行非開挖修復(fù)的地方使用該類技術(shù),存在結(jié)構(gòu)安全隱患。管道分為兩類:一是剛性管,剛性管獨(dú)自承受荷載;二是柔性管,屬于管土共同作用。修復(fù)時(shí),如果剛性管的內(nèi)生管偏柔性,要驗(yàn)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足。柔性管變?nèi)嵝怨?,要考慮管周土體強(qiáng)度(密實(shí)度)變化,看是否需要加固。還要考慮新舊管道環(huán)向間隙注漿問題,以及施工過程對(duì)周圍構(gòu)筑物和管線的影響。
該工藝在國外應(yīng)用很多,也不算很新的工藝,在國內(nèi)應(yīng)用屬于較新工藝,能夠?qū)ν耆莨艿肋M(jìn)行修復(fù)。但是,該工藝應(yīng)用也有不完善的地方。一是剛?cè)嵯酀?jì)問題。即剛性管沒有經(jīng)過結(jié)構(gòu)計(jì)算,按照柔性施工工藝去做,存在問題。二是接口防滲問題。三是土體基礎(chǔ)問題。需要經(jīng)過計(jì)算,進(jìn)行加固處理,才能保證施工安全性和管道實(shí)用性。
管網(wǎng)的狀態(tài)是動(dòng)態(tài)變化的,狀態(tài)信息的更新維護(hù)同等重要。因此,需要建立統(tǒng)一的管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫要具有通用性、可拓展性和延續(xù)性;還要定期對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行持續(xù)更新和維護(hù);數(shù)據(jù)庫最好能夠與相關(guān)管理部門————如地下空間信息管理中心對(duì)接匹配,從而確保數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性。
完善現(xiàn)行檢測(cè)評(píng)估規(guī)程。一是檢測(cè)評(píng)估體系要更加全面、更有針對(duì)性。進(jìn)一步細(xì)化針對(duì)不同管材的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);建立針對(duì)方涵等其他形狀管道的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。二是著重加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)狀管道結(jié)構(gòu)性能的評(píng)估。
要優(yōu)先確定管道是否是全結(jié)構(gòu)修復(fù)?原管道是否滿足承載力要求?柔性管管周土體是否失效(考慮工程地質(zhì)條件)?特殊工程地質(zhì)條件下的柔性管修復(fù)(軟土、濕陷性黃土)是否非開挖修復(fù)?非開挖修復(fù)工藝能否實(shí)現(xiàn)?地基、結(jié)構(gòu)、過流、清疏能否滿足要求?還要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性比選。選擇何種修復(fù)工藝,原位固化、螺旋纏繞、裂管法、折疊內(nèi)襯還是點(diǎn)修等等。
針對(duì)前期工作,建議加強(qiáng)修復(fù)設(shè)計(jì)前的檢測(cè)評(píng)估和勘察工作,要進(jìn)行非常詳盡的調(diào)研工作,包括:地面(場(chǎng)地情況,地表,周圍其他建、構(gòu)筑物);地下(工程地質(zhì)條件-地基、水文地質(zhì)條件-水位、構(gòu)筑物、其他管線);管道(管道破損位置、破損類別、破損程度;管周土體、地基的情況;管道結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估;原管道施工工藝)等。
主要分析雨污分流的具體實(shí)施過程中可能遇到的一些問題。
1.排查改造要徹底、扎實(shí)推進(jìn)
排查改造工作要精細(xì)、精準(zhǔn)、徹底、扎實(shí),否則可能會(huì)功虧一簣。
2.調(diào)查改造應(yīng)一查到底
調(diào)查要逐步推進(jìn)、一查到底,不僅查市政管網(wǎng),更要查企事業(yè)單位和小區(qū)管網(wǎng)————正本清源。
3.排查監(jiān)督應(yīng)動(dòng)態(tài)更新、長期保持
排水是開放系統(tǒng),末端在用戶,容易被改造且不易被發(fā)現(xiàn),要進(jìn)行長期性的動(dòng)態(tài)監(jiān)督。
建立由主管部門、建設(shè)單位、運(yùn)行養(yǎng)護(hù)單位、咨詢?cè)O(shè)計(jì)單位等組成的專項(xiàng)工作組,編制管網(wǎng)整治工作系統(tǒng)方案;要將管網(wǎng)排查檢測(cè)的成果形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)模式,實(shí)現(xiàn)成果共享;管網(wǎng)排查整治工作要準(zhǔn)確、徹底;保持管網(wǎng)良好的運(yùn)行狀態(tài)是一個(gè)持續(xù)性的長期性任務(wù);智慧排水管理系統(tǒng)的建設(shè)是未來趨勢(shì)所在。
1.下一代管道檢測(cè)機(jī)器人將有更強(qiáng)的適應(yīng)性,能夠探測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度、管壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷,精確測(cè)量管道變形和管壁的變形破裂等。
2.基于人工智能的缺陷自動(dòng)識(shí)別技術(shù)將包括:基于機(jī)器視覺的排水管道缺陷自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別技術(shù),基于深度學(xué)習(xí)的排水管道缺陷類型自動(dòng)檢測(cè)方法的算法研究。
下一代管道檢測(cè)機(jī)器人將實(shí)現(xiàn)更加多參數(shù)的檢測(cè)和評(píng)估;比較成熟的針對(duì)不同地方(地質(zhì)條件)的管道評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)也將出現(xiàn)。
檢測(cè)單位要準(zhǔn)確找出管網(wǎng)病害,評(píng)估管網(wǎng)健康狀況。設(shè)計(jì)咨詢單位能夠選擇合理方案,準(zhǔn)確估算投資額。施工單位能夠精準(zhǔn)掌握施工工藝,達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。市政排水管網(wǎng)檢測(cè)與修復(fù)的多方主體要各司其職做好排水管道的整治工作。