市政排水管網(wǎng)整治工作展望

■ 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。

一、市政排水管網(wǎng)整治工作遭遇瓶頸

（一）排水管網(wǎng)排查與檢測(cè)

1.政策層面缺乏長(zhǎng)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(zhǎng)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。

（二）排水管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性能評(píng)估

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。《城市排水管道非開挖修復(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)。現(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)。

（三）排水管網(wǎng)破損修復(fù)

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(zhǎng)、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。

二、對(duì)策與思考

（一）排查與檢測(cè)

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。

（二）排水管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性評(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。

（三）排水管網(wǎng)破損修復(fù)

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。

（四）排水管網(wǎng)改造提升

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(zhǎng)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(zhǎng)期性的動(dòng)態(tài)監(jiān)督。

三、展望

（一）不斷完善管理體系和治理思路

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(zhǎng)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。

（二）不斷提升檢測(cè)技術(shù)手段

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。

（三）完善和健全管道結(jié)構(gòu)評(píng)估技術(shù)及相關(guān)規(guī)程

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)。

（四）積累提升檢測(cè)、設(shè)計(jì)咨詢和修復(fù)施工單位技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)

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。