山地城市既有地下排水管网检测及更新修复技术研究

2022-08-24敖翔宇李英成

重庆建筑 2022年8期

敖翔宇，李英成

（1 重庆悦来兴城资产经营管理有限公司，重庆 401122； 2 重庆市建筑科学研究院有限公司，重庆 400016）

0 引言

重庆作为典型山地城市，具有独特的地形地貌特征，城市既有地下排水管道往往存在平面交叉多、高度落差大、新旧网管易混接错接等问题。同时，对于部分高回填土地质区域，局部还存在地下水漏斗效应等水文情况较为复杂的现象，因此，目前重庆地区既有地下排水管网时有由于管道破坏或变形而引发排水管道不畅导致污水跑、冒、漏等问题，严重破坏人居生态环境。暴雨来袭时，雨水不能及时排除，局部地区屡成泽国，更凸显了对既有地下排水管网检测、评估和更新修复技术进行深入研究的重要性和迫切性。近年来，重庆地区相继出台了《关于进一步加强城市排水管网工程建设质量管理工作的通知》[1]、《重庆市城镇排水管网精细化普查成果检查验收指南》[2]等一系列通知和指南，为开展雨污水管网的检测排查、修复等提供了指导意见和建议。

本文在重庆某片区既有地下排水管网相关现状调研的基础上，开展了相关管网破损形态、破坏原因、更新修复方式以及后期处置建议等研究，以促进在城市更新中有效落实海绵城市、补齐城市生态短板、有序实施生态修复等要求。

1 既有地下排水管网现状调研

重庆某地区的既有地下排水管网投运多年，目前局部道路出现积水，初步踏勘发现雨污水管网存在局部破损、堵塞、坍塌等病害问题，部分管网丧失功能。为保障片区雨污水管网的正常工作，特对该片区既有地下排水管网进行全面检测和评估。本次调研共计完成片区31 条市政道路的雨污水管网，调研地下排水管网总长度约90km。

对调研成果进行整理分析表明，该片区地下管网存在较多典型的破坏特征，主要分为结构性缺陷和功能性缺陷两大类[3]。较为典型的破损特征包括管网破裂、管网变形过大、管网接头错口脱节、管网起伏、异物穿入、支管暗接、淤积沉积、异物障碍物、树根侵入等，相关典型道路的雨水、污水管网破损情况统计见表1，相关缺陷破损照片和统计数据分析如图1、图2 所示。

图1 典型地下排水管网破损情况

图2 某市政道路雨水、污水管网检测破损情况统计

表1 某市政道路雨水、污水管网检测破损情况统计表

2 既有地下排水管网破损原因分析

根据对相关片区雨污水管网检测、评估的调研结果，结合对区域内相关道路塌陷项目的检测结果等进行综合分析。在相关地下排水管网项目实施和运维过程中，可能存在以下几类问题。

2.1 设计类问题

（1）管网系统设计排水组织不够合理，存在部分区域管网连接不协调现象，如大管径排水管套小管径等。

（2）管材性能等级偏低等管网材料选择不恰当问题。由于节约造价或材料工艺水平有限等因素，设计时选择的部分管网管材自身性能较差，主要体现在回填土压力作用下自身强度较低且抵抗变形能力较差。部分管材还存在初始缺陷（如裂缝、毛刺等），后期使用过程中，管道内的毛刺易将一些杂物堆积在管道内造成堵塞。

（3）管网基础处置不够合理的问题。在设计图纸中，部分区域未充分考虑片区高回填土易沉降的不利因素，未对相应区域的管网基础设置进行加强措施，导致其在回填土沉降时基础沉降较大，易造成管网沉降开裂等。

2.2 施工类问题

（1）施工现场管理不到位问题。现场施工单位对施工人员、各作业班主的管理不够，造成施工现场任务不明、责任不清。对部分关键施工环节，尤其是隐蔽施工环节的施工质量把控不到位，施工完成后的质量自查流于形式，导致施工质量出现问题。

（2）施工工艺不到位问题。部分施工单位为追求非法利益，对相应管材以次充好，对部分管道基础欠挖超挖导致基础承载力不满足设计要求等，造成相应施工质量问题。

（3）施工未按图施工问题。现场施工时未严格按照设计图纸和相关规范要求施工，如对管道基础的压实不够，在下一步施工工序前未对相应施工质量进行检测，以及管道安装过程中安装顺序不合理等问题。

2.3 监理类问题

监理单位在施工过程中，存在监理工作流于形式，履行责任不到位问题。部分监理人员缺乏必要的专业知识和监督意识，未充分代表业主现场监督施工质量，甚至部分监理业务存在转包监理、挂靠监理等非法行为。

在现场监理过程中，没有明确的监理内容和必要的监理程序，致使一些监理工作在该检查时不检查，该旁站时不旁站，或者检查旁站不到位；在一些必要的检查监督环节未严格按照要求进行检查旁站，在一些未经检查合格的材料上签字，造成相应施工质量问题。

2.4 建设管理类问题

在部分地下排水管网项目设施建设过程中，由于建设工期较短，或建设程序不合理。建设单位为尽快完成项目建设，在项目实施过程中，对部分道路排水管网施工质量的现场管理未严格按照相关规范和程序开展，对相关隐蔽工程的施工质量问题未能及时发现和整改。

相关管网施工完成后，组织参建各方开展项目竣工验收时，未严格对相关管道检测试验、报告等进行把关，导致未能及时发现部分管网非正常变形，甚至出现残留建筑垃圾等严重影响管网排水使用功能等质量问题。

2.5 后期使用维护类问题

（1）路面灰尘在雨水冲刷作用下，通过水篦子流入井口，并在井口沉积，造成井口位置管道堵塞，部分泥沙在长期流水冲刷作用下被带入管道内部，造成管道内部淤泥沉积。

（2）周边工地施工过程中，生活污水、施工废水排放不规范，相关手续存在缺失，存在偷排、乱排行为，且污水、废水未进行有效分流，以单方操作经济、方便为主要目的，在工地周边任意寻找一个检查井，进行污水、废水排放，导致雨污合流。

（3）路面清洁过程中，部分清洁人员责任心不强，清扫的路面积尘、落叶和其他垃圾直接扫入雨水篦子，部分垃圾在长期流水冲刷作用下被带入管道，导致管道内部沉积；部分垃圾在雨水篦子处堆积，堵塞雨水篦子，造成雨水篦子排水功能降低或失效，逢极端天气，易导致雨水篦子周边路面积水。

（4）在后期管道修复、养护过程中，管养施工单位对地下管线走向、功能（雨水、污水）信息了解不充分，或以单方操作方便为主要目的；或存在侥幸心理，在进行管道修复、更换施工时，存在将雨水管道接入原有污水井，或将污水管道接入原有雨水井等错接、混接行为。

（5）市政管网作为市政基础设施的一部分，管网施工一般在土地开发的前期进行，在后期进行道路路面施工、人行道施工、园林绿化施工时，管道已埋设完成，后期施工过程中，未充分考虑施工对地下管线的影响，可能存在大型机械设备碾压、地表二次开挖等，导致管道破裂、塌陷等。

3 既有地下排水管网更新修复技术

目前针对地下管网的更新修复主要采用开挖修复和非开挖修复两种方式。由于受到开挖场地、安全管理等限制，在开挖修复受到很大的局限时，往往采用非开挖修复方式。非开挖更新修复方式大体可分为整体修复、局部修复和辅助修复三大类[4-7]。其中，整体修复方式是对两个检查井质检的管段整段加固修复，适用于管段内部严重破坏、接口渗漏点较多的情况，常用的整体修复技术包括内衬法修复和涂层法修复等。局部修复适用于管道本身质量较好，仅出现少量局部缺陷的情况，常用的局部修复技术有嵌补法、套环法等。辅助修复主要针对排水管网外部进行处理，如修复管网的地基基础和防止道路沉降等，多为各种非开挖修复手段的前期处理工艺，一般与其他修复技术配合使用。

内衬法修复是目前最常用的管道非开挖修复法，修复后的管道不仅防腐、防渗，而且可通过增加内衬管管壁厚度的防渗来增加管道强度，同时优化管道内部的粗糙系数以增强管道过流能力，此外还具有施工速度快、可靠性强等优点。包括现场原位固化内衬法修复和机械制螺旋缠绕内衬法修复等。

（1）现场原位固化内衬法，目前应用较多的包括紫外光固化法和热水翻转固化法等。其原理大致为将浸满热固性树脂的软管通过翻转或牵引的方法将其送入已清洗干净的需要修复的管道中，并通过水压或气压使其紧贴于管道内壁，然后进行加热固化，形成内衬树脂新管。

（2）机械制螺旋缠绕内衬法，按螺旋缠绕工艺可分为固定口径法和扩张法两种。其原理大致为通过安放在现有检查井内的制管机将塑料板带缠绕成螺旋状管，并不断向旧管道内推进，在管内形成新的内存管，比较适用于长距离的管道修复。

（3）短管及管片内衬法，可分为短管及管片内衬注浆法和贴壁内衬法。其原理是将特制的杜氏短管或管片由检查井送入管内组成衬管，然后逐节向旧管内推进，最后在新旧管道的空隙间注入水泥浆固定。该方法在旧管中形成“管中管”，修复后的管道结构性得到加强，但截面面积损失较大。

（4）牵引内衬法，可分为折叠牵引法、缩径牵引法、牵引垫衬法和裂管法等。其原理是采用牵引机将整条塑料管由工作坑或检查井牵引拉入旧管内，然后进行形状复原形成新的内衬管。

由于非开挖管道修复技术在重庆地区起步较晚，且重庆地区的地形地貌特征、地质条件较为特殊，较多需修复的地下既有排水管网所处环境为高回填土地质区域，且局部区域还存在地下水漏斗效应等水文情况较为复杂的现象，部分非开挖修复技术的实施具有较大难度；同时还存在修复造价过高，适用情况不明确等问题，尚需进一步开展相关领域的研究。