山地城市既有地下排水管網(wǎng)檢測及更新修復(fù)技術(shù)研究

敖翔宇，李英成

（1 重慶悅來興城資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司，重慶 401122； 2 重慶市建筑科學(xué)研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

重慶作為典型山地城市，具有獨(dú)特的地形地貌特征，城市既有地下排水管道往往存在平面交叉多、高度落差大、新舊網(wǎng)管易混接錯(cuò)接等問題。同時(shí)，對于部分高回填土地質(zhì)區(qū)域，局部還存在地下水漏斗效應(yīng)等水文情況較為復(fù)雜的現(xiàn)象，因此， 目前重慶地區(qū)既有地下排水管網(wǎng)時(shí)有由于管道破壞或變形而引發(fā)排水管道不暢導(dǎo)致污水跑、冒、漏等問題，嚴(yán)重破壞人居生態(tài)環(huán)境。 暴雨來襲時(shí)，雨水不能及時(shí)排除，局部地區(qū)屢成澤國，更凸顯了對既有地下排水管網(wǎng)檢測、評估和更新修復(fù)技術(shù)進(jìn)行深入研究的重要性和迫切性。 近年來，重慶地區(qū)相繼出臺了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市排水管網(wǎng)工程建設(shè)質(zhì)量管理工作的通知》[1]、《重慶市城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)精細(xì)化普查成果檢查驗(yàn)收指南》[2]等一系列通知和指南，為開展雨污水管網(wǎng)的檢測排查、修復(fù)等提供了指導(dǎo)意見和建議。

本文在重慶某片區(qū)既有地下排水管網(wǎng)相關(guān)現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上， 開展了相關(guān)管網(wǎng)破損形態(tài)、破壞原因、更新修復(fù)方式以及后期處置建議等研究，以促進(jìn)在城市更新中有效落實(shí)海綿城市、補(bǔ)齊城市生態(tài)短板、有序?qū)嵤┥鷳B(tài)修復(fù)等要求。

1 既有地下排水管網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)研

重慶某地區(qū)的既有地下排水管網(wǎng)投運(yùn)多年，目前局部道路出現(xiàn)積水，初步踏勘發(fā)現(xiàn)雨污水管網(wǎng)存在局部破損、堵塞、坍塌等病害問題，部分管網(wǎng)喪失功能。為保障片區(qū)雨污水管網(wǎng)的正常工作， 特對該片區(qū)既有地下排水管網(wǎng)進(jìn)行全面檢測和評估。 本次調(diào)研共計(jì)完成片區(qū)31 條市政道路的雨污水管網(wǎng)，調(diào)研地下排水管網(wǎng)總長度約90km。

對調(diào)研成果進(jìn)行整理分析表明， 該片區(qū)地下管網(wǎng)存在較多典型的破壞特征，主要分為結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷兩大類[3]。 較為典型的破損特征包括管網(wǎng)破裂、管網(wǎng)變形過大、管網(wǎng)接頭錯(cuò)口脫節(jié)、管網(wǎng)起伏、異物穿入、支管暗接、淤積沉積、異物障礙物、樹根侵入等，相關(guān)典型道路的雨水、污水管網(wǎng)破損情況統(tǒng)計(jì)見表1，相關(guān)缺陷破損照片和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析如圖1、圖2 所示。

圖1 典型地下排水管網(wǎng)破損情況

圖2 某市政道路雨水、污水管網(wǎng)檢測破損情況統(tǒng)計(jì)

表1 某市政道路雨水、污水管網(wǎng)檢測破損情況統(tǒng)計(jì)表

2 既有地下排水管網(wǎng)破損原因分析

根據(jù)對相關(guān)片區(qū)雨污水管網(wǎng)檢測、評估的調(diào)研結(jié)果，結(jié)合對區(qū)域內(nèi)相關(guān)道路塌陷項(xiàng)目的檢測結(jié)果等進(jìn)行綜合分析。 在相關(guān)地下排水管網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)施和運(yùn)維過程中，可能存在以下幾類問題。

2.1 設(shè)計(jì)類問題

（1） 管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)排水組織不夠合理，存在部分區(qū)域管網(wǎng)連接不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，如大管徑排水管套小管徑等。

（2） 管材性能等級偏低等管網(wǎng)材料選擇不恰當(dāng)問題。 由于節(jié)約造價(jià)或材料工藝水平有限等因素，設(shè)計(jì)時(shí)選擇的部分管網(wǎng)管材自身性能較差，主要體現(xiàn)在回填土壓力作用下自身強(qiáng)度較低且抵抗變形能力較差。 部分管材還存在初始缺陷（如裂縫、毛刺等），后期使用過程中，管道內(nèi)的毛刺易將一些雜物堆積在管道內(nèi)造成堵塞。

（3） 管網(wǎng)基礎(chǔ)處置不夠合理的問題。 在設(shè)計(jì)圖紙中，部分區(qū)域未充分考慮片區(qū)高回填土易沉降的不利因素，未對相應(yīng)區(qū)域的管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)置進(jìn)行加強(qiáng)措施，導(dǎo)致其在回填土沉降時(shí)基礎(chǔ)沉降較大，易造成管網(wǎng)沉降開裂等。

2.2 施工類問題

（1） 施工現(xiàn)場管理不到位問題。 現(xiàn)場施工單位對施工人員、各作業(yè)班主的管理不夠，造成施工現(xiàn)場任務(wù)不明、責(zé)任不清。 對部分關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，尤其是隱蔽施工環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量把控不到位， 施工完成后的質(zhì)量自查流于形式，導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。

（2） 施工工藝不到位問題。 部分施工單位為追求非法利益，對相應(yīng)管材以次充好，對部分管道基礎(chǔ)欠挖超挖導(dǎo)致基礎(chǔ)承載力不滿足設(shè)計(jì)要求等， 造成相應(yīng)施工質(zhì)量問題。

（3） 施工未按圖施工問題。 現(xiàn)場施工時(shí)未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范要求施工，如對管道基礎(chǔ)的壓實(shí)不夠，在下一步施工工序前未對相應(yīng)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，以及管道安裝過程中安裝順序不合理等問題。

2.3 監(jiān)理類問題

監(jiān)理單位在施工過程中，存在監(jiān)理工作流于形式，履行責(zé)任不到位問題。部分監(jiān)理人員缺乏必要的專業(yè)知識和監(jiān)督意識，未充分代表業(yè)主現(xiàn)場監(jiān)督施工質(zhì)量，甚至部分監(jiān)理業(yè)務(wù)存在轉(zhuǎn)包監(jiān)理、掛靠監(jiān)理等非法行為。

在現(xiàn)場監(jiān)理過程中，沒有明確的監(jiān)理內(nèi)容和必要的監(jiān)理程序，致使一些監(jiān)理工作在該檢查時(shí)不檢查，該旁站時(shí)不旁站，或者檢查旁站不到位；在一些必要的檢查監(jiān)督環(huán)節(jié)未嚴(yán)格按照要求進(jìn)行檢查旁站，在一些未經(jīng)檢查合格的材料上簽字，造成相應(yīng)施工質(zhì)量問題。

2.4 建設(shè)管理類問題

在部分地下排水管網(wǎng)項(xiàng)目設(shè)施建設(shè)過程中，由于建設(shè)工期較短，或建設(shè)程序不合理。 建設(shè)單位為盡快完成項(xiàng)目建設(shè)，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，對部分道路排水管網(wǎng)施工質(zhì)量的現(xiàn)場管理未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和程序開展，對相關(guān)隱蔽工程的施工質(zhì)量問題未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改。

相關(guān)管網(wǎng)施工完成后， 組織參建各方開展項(xiàng)目竣工驗(yàn)收時(shí)，未嚴(yán)格對相關(guān)管道檢測試驗(yàn)、報(bào)告等進(jìn)行把關(guān)，導(dǎo)致未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)部分管網(wǎng)非正常變形，甚至出現(xiàn)殘留建筑垃圾等嚴(yán)重影響管網(wǎng)排水使用功能等質(zhì)量問題。

2.5 后期使用維護(hù)類問題

（1） 路面灰塵在雨水沖刷作用下，通過水篦子流入井口，并在井口沉積，造成井口位置管道堵塞，部分泥沙在長期流水沖刷作用下被帶入管道內(nèi)部，造成管道內(nèi)部淤泥沉積。

（2） 周邊工地施工過程中，生活污水、施工廢水排放不規(guī)范，相關(guān)手續(xù)存在缺失，存在偷排、亂排行為，且污水、廢水未進(jìn)行有效分流，以單方操作經(jīng)濟(jì)、方便為主要目的，在工地周邊任意尋找一個(gè)檢查井，進(jìn)行污水、廢水排放，導(dǎo)致雨污合流。

（3） 路面清潔過程中，部分清潔人員責(zé)任心不強(qiáng)，清掃的路面積塵、落葉和其他垃圾直接掃入雨水篦子，部分垃圾在長期流水沖刷作用下被帶入管道，導(dǎo)致管道內(nèi)部沉積；部分垃圾在雨水篦子處堆積，堵塞雨水篦子，造成雨水篦子排水功能降低或失效，逢極端天氣，易導(dǎo)致雨水篦子周邊路面積水。

（4） 在后期管道修復(fù)、養(yǎng)護(hù)過程中，管養(yǎng)施工單位對地下管線走向、功能（雨水、污水）信息了解不充分，或以單方操作方便為主要目的；或存在僥幸心理，在進(jìn)行管道修復(fù)、更換施工時(shí)，存在將雨水管道接入原有污水井，或?qū)⑽鬯艿澜尤朐杏晁儒e(cuò)接、混接行為。

（5） 市政管網(wǎng)作為市政基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，管網(wǎng)施工一般在土地開發(fā)的前期進(jìn)行，在后期進(jìn)行道路路面施工、人行道施工、園林綠化施工時(shí)，管道已埋設(shè)完成，后期施工過程中，未充分考慮施工對地下管線的影響，可能存在大型機(jī)械設(shè)備碾壓、地表二次開挖等，導(dǎo)致管道破裂、塌陷等。

3 既有地下排水管網(wǎng)更新修復(fù)技術(shù)

目前針對地下管網(wǎng)的更新修復(fù)主要采用開挖修復(fù)和非開挖修復(fù)兩種方式。 由于受到開挖場地、安全管理等限制，在開挖修復(fù)受到很大的局限時(shí)，往往采用非開挖修復(fù)方式。 非開挖更新修復(fù)方式大體可分為整體修復(fù)、局部修復(fù)和輔助修復(fù)三大類[4-7]。其中，整體修復(fù)方式是對兩個(gè)檢查井質(zhì)檢的管段整段加固修復(fù)，適用于管段內(nèi)部嚴(yán)重破壞、接口滲漏點(diǎn)較多的情況，常用的整體修復(fù)技術(shù)包括內(nèi)襯法修復(fù)和涂層法修復(fù)等。 局部修復(fù)適用于管道本身質(zhì)量較好，僅出現(xiàn)少量局部缺陷的情況，常用的局部修復(fù)技術(shù)有嵌補(bǔ)法、套環(huán)法等。 輔助修復(fù)主要針對排水管網(wǎng)外部進(jìn)行處理，如修復(fù)管網(wǎng)的地基基礎(chǔ)和防止道路沉降等，多為各種非開挖修復(fù)手段的前期處理工藝，一般與其他修復(fù)技術(shù)配合使用。

內(nèi)襯法修復(fù)是目前最常用的管道非開挖修復(fù)法，修復(fù)后的管道不僅防腐、防滲，而且可通過增加內(nèi)襯管管壁厚度的防滲來增加管道強(qiáng)度， 同時(shí)優(yōu)化管道內(nèi)部的粗糙系數(shù)以增強(qiáng)管道過流能力，此外還具有施工速度快、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 包括現(xiàn)場原位固化內(nèi)襯法修復(fù)和機(jī)械制螺旋纏繞內(nèi)襯法修復(fù)等。

（1） 現(xiàn)場原位固化內(nèi)襯法，目前應(yīng)用較多的包括紫外光固化法和熱水翻轉(zhuǎn)固化法等。 其原理大致為將浸滿熱固性樹脂的軟管通過翻轉(zhuǎn)或牽引的方法將其送入已清洗干凈的需要修復(fù)的管道中，并通過水壓或氣壓使其緊貼于管道內(nèi)壁，然后進(jìn)行加熱固化，形成內(nèi)襯樹脂新管。

（2） 機(jī)械制螺旋纏繞內(nèi)襯法，按螺旋纏繞工藝可分為固定口徑法和擴(kuò)張法兩種。 其原理大致為通過安放在現(xiàn)有檢查井內(nèi)的制管機(jī)將塑料板帶纏繞成螺旋狀管，并不斷向舊管道內(nèi)推進(jìn)，在管內(nèi)形成新的內(nèi)存管，比較適用于長距離的管道修復(fù)。

（3） 短管及管片內(nèi)襯法，可分為短管及管片內(nèi)襯注漿法和貼壁內(nèi)襯法。 其原理是將特制的杜氏短管或管片由檢查井送入管內(nèi)組成襯管，然后逐節(jié)向舊管內(nèi)推進(jìn)，最后在新舊管道的空隙間注入水泥漿固定。 該方法在舊管中形成“管中管”，修復(fù)后的管道結(jié)構(gòu)性得到加強(qiáng)，但截面面積損失較大。

（4） 牽引內(nèi)襯法，可分為折疊牽引法、縮徑牽引法、牽引墊襯法和裂管法等。 其原理是采用牽引機(jī)將整條塑料管由工作坑或檢查井牽引拉入舊管內(nèi)，然后進(jìn)行形狀復(fù)原形成新的內(nèi)襯管。

由于非開挖管道修復(fù)技術(shù)在重慶地區(qū)起步較晚，且重慶地區(qū)的地形地貌特征、地質(zhì)條件較為特殊，較多需修復(fù)的地下既有排水管網(wǎng)所處環(huán)境為高回填土地質(zhì)區(qū)域，且局部區(qū)域還存在地下水漏斗效應(yīng)等水文情況較為復(fù)雜的現(xiàn)象，部分非開挖修復(fù)技術(shù)的實(shí)施具有較大難度；同時(shí)還存在修復(fù)造價(jià)過高，適用情況不明確等問題，尚需進(jìn)一步開展相關(guān)領(lǐng)域的研究。

4 結(jié)語

大力推進(jìn)既有地下排水管網(wǎng)的檢測、 評估及更新修復(fù)工作，加強(qiáng)地下排水管網(wǎng)在建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和后期維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)中的質(zhì)量把控，包括優(yōu)化設(shè)計(jì)、嚴(yán)把材料關(guān)、壓實(shí)監(jiān)督管理責(zé)任、加強(qiáng)后期管養(yǎng)維護(hù)等，能夠最大程度地發(fā)揮既有地下排水管網(wǎng)的作用和延長使用壽命，有效節(jié)約社會成本。

在采取非開挖方式修復(fù)既有破損地下排水管網(wǎng)時(shí)，應(yīng)做到比較不同修復(fù)方案的適用性、經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)越性；對破損管網(wǎng)進(jìn)行針對性分析，正確判斷；把握修復(fù)的條件和技術(shù)要求等，綜合比較分析，合理選擇修復(fù)方式，達(dá)到延長基礎(chǔ)設(shè)施壽命、節(jié)約投資、提高城市建設(shè)管理水平的目的， 加快推進(jìn)重慶市城市更新和提升行動。