廣東某建成區(qū)排水戶管網(wǎng)調(diào)查及修復(fù)對策分析★

馬志鵬，蔣 皓,2，葉 龍，麥粵幫，吳培浩

(1.廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司，廣東 廣州 510500； 2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642)

1 概述

近年來，隨著黨和國家高度重視水生態(tài)環(huán)境的改善和治理。國家和廣東省有關(guān)部門發(fā)布了《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于做好2021年城市排水防澇工作的通知》《廣東省城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案》《廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于開展城鎮(zhèn)生活污水管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量專項(xiàng)整治行動(dòng)的通知》等文件，為指導(dǎo)廣東省各地區(qū)持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，增強(qiáng)居民群眾生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，逐步改善城鄉(xiāng)人居環(huán)境，穩(wěn)步加快推進(jìn)城鎮(zhèn)生活污水管網(wǎng)的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)黑臭水體長制久清，盡快彌補(bǔ)城鎮(zhèn)污水收集處理設(shè)施的不足，提高城鎮(zhèn)生活污水收集處理的能力和水平，盡快實(shí)現(xiàn)廣東省污水管網(wǎng)全覆蓋、收集、處理的目標(biāo)。

排水管網(wǎng)作為收集雨水、生活污水、工業(yè)廢水等的重要基礎(chǔ)設(shè)施，不僅是地下管線里至關(guān)重要的組成部分，而且是居民正常生活生產(chǎn)、城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障，同時(shí)是保證城市居民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要防線。城市排水管網(wǎng)是否科學(xué)合理地運(yùn)行直接影響著城市黑臭水體治理、城市內(nèi)澇治理的成敗。由于早期建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，排水管網(wǎng)存在工程建設(shè)質(zhì)量良莠摻雜、使用年限參差不齊、運(yùn)行維護(hù)水平或高或低等問題，導(dǎo)致多市存在排水管網(wǎng)存在大量管道缺陷[1]。因此對城市排水管網(wǎng)進(jìn)行周期性的排查對構(gòu)建美麗城市、保證城市人居環(huán)境優(yōu)美、保障居民正常生活和城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的社會(huì)意義。

隨著各個(gè)排水方面的紅頭文件相繼發(fā)布，多地政府主管部門組織開展城市建成區(qū)排水戶現(xiàn)狀調(diào)查工作。對廣東某市某城區(qū)開展部分排水戶排水管網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查工作，依托調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，對管道出現(xiàn)缺陷的原因進(jìn)行簡單的分析并給出了簡要的策略，以期為廣東城市排水戶排水管網(wǎng)排查提供參考借鑒。

2 管網(wǎng)排查情況

對廣東某市某城區(qū)的個(gè)人及商業(yè)檔口、學(xué)校及幼兒園、村民小組及村辦企業(yè)、工業(yè)廠區(qū)、酒店餐飲、企業(yè)有限公司、政府及事業(yè)單位、醫(yī)院等排水戶展開排水管網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查，平面排水管網(wǎng)調(diào)查范圍從排水戶排水口至市政管網(wǎng)接駁處，其中雨水系統(tǒng)從排水戶的雨水排出管、雨水口或者雨水集水池開始；污水系統(tǒng)從排水戶的污水排出管、污水集水池、污水集水坑、隔油池、降溫池、化糞池或者污水處理設(shè)施開始。調(diào)查排水戶管道的平面坐標(biāo)、高程、管徑、埋深等信息，并對管道的結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷及雨污錯(cuò)混接進(jìn)行現(xiàn)狀檢測。

2.1 管網(wǎng)排查方法

使用管道潛望鏡(QV)對廣東某市某城區(qū)部分排水戶進(jìn)行排水管網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查，根據(jù)CJJ 181—2012城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程對管道缺陷進(jìn)行定性評價(jià)。QV是便攜式視頻檢測系統(tǒng)，通過操縱桿將高放大倍數(shù)的攝像頭放入檢查井或隱蔽空間，操作人員分兩人，一人手持?jǐn)z像頭，另一人操作平板控制攝像頭，操作平板編輯好待檢信息后，屏幕中顯示出清晰方可進(jìn)行拍攝工作。將管道潛望鏡緩緩?fù)端椭辆畠?nèi)，保持伸縮桿與地面基本垂直。管道潛望鏡檢測設(shè)備光照的距離一般能達(dá)到30 m～40 m，一側(cè)有效的觀察距離大約僅為20 m～30 m，通過兩側(cè)的檢測便能對管道內(nèi)部情況進(jìn)行了解。鏡頭中心應(yīng)保持在管道豎向中心線的水面以上，是為了在變焦過程中能比較清晰地看清楚管道內(nèi)的整個(gè)情況。拍攝管道時(shí)，變動(dòng)焦距不宜過快，將鏡頭擺放在管口并對準(zhǔn)被檢測管道的延伸方向，鏡頭中心應(yīng)保持在被檢測管道圓周中心(水位低于管道直徑1/3位置或無水時(shí))或位于管道圓周中心的上部(水位不超過管道直徑1/2位置時(shí))，調(diào)節(jié)鏡頭清晰度，根據(jù)管道的實(shí)際情況，對燈光亮度進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，對管道內(nèi)部的情況進(jìn)行拍攝。拍攝缺陷時(shí)，應(yīng)保持?jǐn)z像頭靜止，調(diào)節(jié)鏡頭的焦距，并連續(xù)、清晰地拍攝10 s以上。拍攝檢查井內(nèi)壁時(shí)，應(yīng)保持?jǐn)z像頭無盲點(diǎn)地均勻慢速移動(dòng)。檢查完畢，將設(shè)備關(guān)機(jī)，拆卸伸縮桿，清理攝像組件外殼水漬、污濁，保持設(shè)備清潔干燥，清潔完畢后，拔掉電池，設(shè)備裝箱。

2.2 排查結(jié)果

此次排水戶現(xiàn)狀調(diào)查涉及排水戶2 787戶，其中房地產(chǎn)383戶、個(gè)人及商業(yè)檔口1 723戶、酒店餐飲410戶、企業(yè)有限公司64戶、政府及事業(yè)單位47戶、學(xué)校及幼兒園127戶、醫(yī)院33戶，共檢查30 084個(gè)污水井，39 988個(gè)雨水井。調(diào)查管道總長度為2 437.44 km，其中探測平面管道總長度1 063.13 km，包含雨水管道613.70 km，污水管道449.43 km；建筑立管1 372.96 km，共調(diào)查出2 662處雨污混接點(diǎn)，共發(fā)現(xiàn)9 852處管道缺陷，其中2 276處雨水管道結(jié)構(gòu)性缺陷，2 229處雨水管道功能性缺陷，1 539處污水管道結(jié)構(gòu)性缺陷，3 808處污水管道功能性缺陷。排查結(jié)果顯示，發(fā)現(xiàn)管道結(jié)構(gòu)性缺陷破裂624處，變形1 308處，腐蝕337處，錯(cuò)口232處，起伏179處，脫節(jié)292處，支管暗接89處，異物穿入41處，滲漏16處，發(fā)現(xiàn)管道功能性缺陷沉積4 393處，結(jié)垢511處，障礙物1 405處，殘墻、壩根23處，樹根156處，浮渣239處。由此可見，管道由于各方面原因容易產(chǎn)生變形、破裂、腐蝕、脫節(jié)、錯(cuò)口等結(jié)構(gòu)性缺陷和沉積、障礙物、結(jié)垢、浮渣、樹根等功能性缺陷。

3 管道缺陷原因分析

根據(jù)排查影響資料發(fā)現(xiàn)，排水戶內(nèi)部排水管網(wǎng)普遍采用PE(聚乙烯)波紋管作為排水管道進(jìn)行雨水和污水排水，市政排水管道則普遍采用混凝土管來對排水戶的雨水和污水排水進(jìn)行收集。PE波紋管是以聚乙烯作為原材料并加入必要的添加劑，經(jīng)過擠壓成型的加工方式而成的具有波紋結(jié)構(gòu)的塑膠套管[2]。PE波紋管相比于傳統(tǒng)的混凝土管而言，塑料波紋管擁有抗腐蝕性強(qiáng)、抗沖擊能力強(qiáng)、耐寒性強(qiáng)、耐磨性優(yōu)越、性價(jià)比高、抗老化能力強(qiáng)、重量較低、運(yùn)輸方便、施工便捷，同時(shí)連接起來較為簡便快速，還具有排水流通性好、使用壽命長、環(huán)保等特點(diǎn)，采用波紋管作為排水管道的排水管網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性也較好，如今正在慢慢代替混凝土排水管道作為主流排水管道。

隨著廣東城市發(fā)展進(jìn)程的逐漸加快，早期管道施工建設(shè)缺乏相應(yīng)的監(jiān)督，管材市場也缺乏相應(yīng)的監(jiān)管，導(dǎo)致排水戶前期排水管網(wǎng)施工完畢時(shí)，管道本身已經(jīng)埋下了不少隱患，加上早期對管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)的不重視，導(dǎo)致隨著管道的使用年限越來越長而出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷。

3.1 結(jié)構(gòu)性缺陷

根據(jù)CJJ 181—2012城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程，管道結(jié)構(gòu)性缺陷可分為破裂、變形、腐蝕、錯(cuò)口、起伏、脫節(jié)、接口材料脫落、支管暗接、異物穿入、滲漏。管道出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷的原因可分為土壤、管道施工、管材質(zhì)量等方面。

由于地域條件不同，各地的地質(zhì)水文條件、土壤的動(dòng)荷載變化也不同，即便是同一地區(qū)甚至同一排水管網(wǎng)系統(tǒng)，管道敷設(shè)位置的土壤動(dòng)荷載變化和地質(zhì)條件都有所不同，因此隨著管道使用年限的增加，土壤對管道的長期累計(jì)作用力導(dǎo)致管道在各個(gè)位置產(chǎn)生各個(gè)類型的結(jié)構(gòu)性缺陷。

管道施工時(shí)，對于正常的土壤質(zhì)量通常采用在開挖好的溝槽內(nèi)鋪墊一層厚度均勻適中的中粗砂作為管底基礎(chǔ)層，管道安裝完畢后一般采用良性土或粗砂分層對溝槽進(jìn)行回填，中粗砂作為管底基礎(chǔ)層為管道提供地基承載力，作為回填土則為管道兩側(cè)和管頂提供旗鼓相當(dāng)?shù)目箟耗芰3]。然而早期管道施工時(shí)由于缺乏相對應(yīng)的施工監(jiān)管以及工程驗(yàn)收或者為了降低成本，多采用雜土作為回填土對管道溝槽進(jìn)行回填，導(dǎo)致管道兩側(cè)和管頂土壤密度不同，在長期使用的不同動(dòng)荷載之下導(dǎo)致管道產(chǎn)生各類結(jié)構(gòu)性缺陷。另一方面，施工方對管道內(nèi)外壁是否存在破損或裂痕、填土是否存在尖角的石塊也導(dǎo)致管道產(chǎn)生各類結(jié)構(gòu)性缺陷。

管件材料作為排水管道的基礎(chǔ)，是管道能否在地底長時(shí)間抗壓并為排水戶提供排水條件的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在。不同地域條件下不同地區(qū)的土壤性質(zhì)、動(dòng)荷載變化、地質(zhì)水文條件等均有所不同，針對管道建設(shè)地塊的土壤選擇經(jīng)濟(jì)、合適的管材便顯得至關(guān)重要。然而早期建設(shè)方對管材的選擇多以經(jīng)濟(jì)、節(jié)省成本為主，對于管材是否合適欠缺考慮。早期管材市場缺乏相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)管，部分管材廠商出廠的管材就已存在大大小小的質(zhì)量問題，加上管道建設(shè)方對于管材質(zhì)量的忽視，使用存在問題的管道進(jìn)行管網(wǎng)建設(shè)，導(dǎo)致管道出現(xiàn)一系列的結(jié)構(gòu)性缺陷。

3.2 功能性缺陷

根據(jù)CJJ 181—2012城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程，管道功能性缺陷可分為沉積、結(jié)垢、障礙物、殘墻、壩根、樹根、浮渣。當(dāng)排水管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷的時(shí)候，排水管道的排水暢通性便會(huì)大打折扣，導(dǎo)致排水戶排放的生活污水和雨天雨水管道收集的雨水在管道中無法流暢運(yùn)行，長期的作用下使管道堆積大量沉積物，嚴(yán)重影響排水戶排水系統(tǒng)的排水性能。另一方面，由于排水管道的隱蔽性，管理方對排水管道的清淤疏通往往不夠及時(shí)，導(dǎo)致排水戶排放的生活污水或雨水長期堆積而出現(xiàn)沉積、結(jié)垢、障礙物、樹根、浮渣等功能性缺陷，從而影響了排水管道的排水通暢性，容易導(dǎo)致雨天排水井發(fā)生溢流現(xiàn)象，降低了排水戶排水系統(tǒng)的收集效能，也給居民的日常生活帶來不便。

3.3 管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)

對于建設(shè)年限較久的排水管網(wǎng)，由于長期缺乏管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)和及時(shí)的管道疏通清淤，日常管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)局限于對井蓋和溢流的巡察，對管道內(nèi)部是否暢通以及排水管道是否存在雨污管道錯(cuò)接混接缺乏足夠的關(guān)心。隨著使用時(shí)間的延長，由于土壤、管道施工、管材質(zhì)量等方面的原因，排水管道普遍存在各種各樣的結(jié)構(gòu)性缺陷或功能性缺陷，而這些管道缺陷使排水戶的排水系統(tǒng)效能大大降低，且會(huì)對排水戶的環(huán)境造成污染。對于居民而言，管道缺陷容易導(dǎo)致人體排泄物無法流暢排除，進(jìn)而堆積大量排泄物在管道內(nèi)部或檢查井內(nèi)，散發(fā)難聞的氣味，給居民的日常生活帶來不便，大大降低了居民生活的幸福感。因此，科學(xué)合理的管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)對排水戶內(nèi)部排水管網(wǎng)的排水效能以及管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷和居民住戶的日常生活有著至關(guān)重要的作用。

4 管道修復(fù)對策分析

根據(jù)CJJ/T 210—2014城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程，管道結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷的修復(fù)分為開挖修復(fù)技術(shù)和非開挖修復(fù)技術(shù)，非開挖修復(fù)技術(shù)大致可分為整體修復(fù)技術(shù)以及局部修復(fù)技術(shù)。對管道進(jìn)行修復(fù)時(shí)應(yīng)考慮排水管道的性質(zhì)、管道材質(zhì)、管道位置、管道埋深、待修復(fù)管道的損壞情況、管道所處位置的地質(zhì)情況、管道缺陷的嚴(yán)重程度、排水管道的修復(fù)目標(biāo)、施工難易程度、工期、工程造價(jià)以及對道路交通或居民住戶日常生活通行等多種因素來對管道修復(fù)技術(shù)進(jìn)行選擇[4]，在綠色環(huán)保以及節(jié)約成本的前提下選擇科學(xué)合理的開挖或非開挖的局部修復(fù)技術(shù)或整體修復(fù)技術(shù)，確保修復(fù)完成后排水管道的通水性能得到較大提升的同時(shí)，其使用年限能夠得到較大延長。

管道缺陷等級(jí)依據(jù)CJJ 181—2012城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程分為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)：輕微缺陷，中等缺陷，嚴(yán)重缺陷，重大缺陷。管道缺陷修復(fù)措施，依據(jù)管道重要性、病害類別、損壞程度、影響范圍以及翻修改造的目標(biāo)選擇合適的施工工藝，綜合勘查地表和地下障礙、道路及交通環(huán)境影響，考慮設(shè)施所在區(qū)域重要程度以及社會(huì)影響對管道缺陷進(jìn)行修復(fù)。

4.1 非開挖修復(fù)技術(shù)

管道存在輕微缺陷時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇非開挖修復(fù)技術(shù)中的局部修復(fù)技術(shù)；管道存在中等缺陷、嚴(yán)重缺陷時(shí)，應(yīng)該選擇非開挖修復(fù)技術(shù)中的整體修復(fù)技術(shù)。對于管道功能性缺陷包括障礙物、殘墻、樹根，建議通過人工下井清理移除方式消除；對于管道功能性缺陷包括沉積、結(jié)垢、浮渣，建議通過采用吸污車吸出并運(yùn)至處置點(diǎn)，固體雜物采用人工方式運(yùn)至地面并裝袋處理，管道初步清淤完成后再采用高壓水槍沖洗，在下游設(shè)置清淤收集裝置，進(jìn)行二次清淤。對于管道結(jié)構(gòu)性缺陷包括破裂、變形、腐蝕、起伏、接口材料脫落、支管暗接、異物穿入、滲漏、脫節(jié)、錯(cuò)口，根據(jù)缺陷等級(jí)判定，管道缺陷等級(jí)為1時(shí)建議采用局部修復(fù)技術(shù)如不銹鋼發(fā)泡膠卷筒法、管片內(nèi)襯法、點(diǎn)狀原位固化法對管道進(jìn)行修復(fù)，管道缺陷等級(jí)為2或3時(shí)建議采用整體修復(fù)技術(shù)如螺旋纏繞法、穿插法、縮徑內(nèi)襯法、折疊內(nèi)襯法、原位固化法、碎(裂)管法等非開挖修復(fù)技術(shù)對管道進(jìn)行修復(fù)。

4.2 開挖修復(fù)技術(shù)

管道存在重大缺陷時(shí)，應(yīng)采用開挖修復(fù)技術(shù)即換管修復(fù)對管道進(jìn)行置換。換管修復(fù)可以一次解決管道所存在的所有問題，而且是永久性的。但是，換管修復(fù)也有著顯而易見的缺點(diǎn)，施工作業(yè)時(shí)將會(huì)對下游的用戶產(chǎn)生一定影響。另外，換管施工作業(yè)需要大型的設(shè)備和優(yōu)秀的焊接技術(shù)工人，耗費(fèi)的時(shí)間也較長。因此，在大多數(shù)情況下，換管都是成本最高的修復(fù)方案。但是當(dāng)需要連續(xù)修復(fù)較長距離的管道時(shí)，或者管道存在包括材質(zhì)在內(nèi)的多個(gè)問題時(shí)，換管應(yīng)該是最優(yōu)的選擇。

4.3 管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)

在進(jìn)行管道結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷修復(fù)時(shí)，排水管網(wǎng)的權(quán)屬單位應(yīng)對供應(yīng)商的管道材料進(jìn)行審核并做好管道驗(yàn)收，同時(shí)應(yīng)建立排水管網(wǎng)工程質(zhì)量監(jiān)管制度并保存過程監(jiān)管臺(tái)賬，確保能夠達(dá)到排水管道修復(fù)的目標(biāo)，提高管道的排水效能，避免因施工質(zhì)量存在問題導(dǎo)致管道容易產(chǎn)生管道缺陷。排水管網(wǎng)的權(quán)屬單位應(yīng)定期開展水質(zhì)和水量監(jiān)測并做好記錄。另外應(yīng)建立管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷及功能性缺陷定期檢測排查制度，對發(fā)現(xiàn)的雨污管道錯(cuò)接混接及時(shí)進(jìn)行整改，并對逐年檢測排查記錄進(jìn)行妥善保存。此外，排水管網(wǎng)的權(quán)屬單位應(yīng)建立管網(wǎng)專業(yè)運(yùn)行維護(hù)管理制度，制定排水管網(wǎng)維護(hù)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)或定額并按需執(zhí)行，制定完善養(yǎng)護(hù)清單及配套政策，定期對排水管網(wǎng)進(jìn)行清淤疏浚并做好養(yǎng)護(hù)記錄，確保管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)制度落實(shí)到位。管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)和管道排查檢測工作應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，及時(shí)對排查檢測結(jié)果和管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行管道修復(fù)[5]，保證排水戶排水管網(wǎng)排水效能的提升，防止發(fā)生內(nèi)澇或溢流對環(huán)境造成污染，影響居民的日常生活。

5 結(jié)語

廣東某市某城區(qū)排水戶排水管網(wǎng)存在管道結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷導(dǎo)致排水系統(tǒng)效能不高等的原因是各方面環(huán)環(huán)相扣、多方面協(xié)同作用導(dǎo)致的，因此排水戶排水管網(wǎng)的管道結(jié)構(gòu)性缺陷修復(fù)和功能性缺陷修復(fù)以及雨污錯(cuò)混接也是多方面、多維度的。因此排水戶排水系統(tǒng)效能的提升首先要對整個(gè)排水系統(tǒng)做到全面排查，在排查的基礎(chǔ)上優(yōu)先建設(shè)、治理、改善、改造影響排水系統(tǒng)排水效能的環(huán)節(jié)，對管道結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷以及雨污錯(cuò)混接進(jìn)行整改，對排水管網(wǎng)進(jìn)行專業(yè)運(yùn)行維護(hù)，以系統(tǒng)的方式統(tǒng)和統(tǒng)籌的方法科學(xué)合理地推進(jìn)排水戶排水系統(tǒng)效能提升工作。