试论市政给排水管道现状问题研究和检测修复

2023-08-14陈明

区域治理 2023年16期

陈明

青岛市西海岸新区城市管理局

引言

市政给排水主要指的是城市用水供给和排水系统以及城市建筑的给排水。在城市居民的生活以及企业生产中水是不可或缺的一个重要部分，在我国社会主义市场经济快速发展的形势下，城市建设规模也在迅速扩张，在此情形下对市政给排水管道建设提出了更高要求，如何才能充分发挥出给排水管道工程的最大作用是城市未来建设的一项重要任务。而当前市政给排水管道工程在投产后经常会面临施工破坏、外界侵蚀等因素影响导致管道泄漏，造成严重实际的浪费现象。针对市政给排水工程当前存在的问题通过检测修复可以有效提升市政给排水工程的运行效率，也可以进一步提升水资源利用率。

一、市政给排水管道现状

（一）给水管道现状

城市给排水管道工程大部分已经经历多年运行。从多年实践调研可以发现，目前不少城市管网系统存在管道老旧、材质差等一些问题，使得给水管道的正常运行和市场水资源合理利用受到严重影响[1]。对于供水管道来说其材质从最初的灰口铸铁管、水泥管、塑料管逐步演变为钢管和球墨铸铁管等。塑料管道在供水系统中的应用体现出了绿色环保等特征，而且在施工实践中的应用体现出了操作便捷的优势，塑料管道在管道工程建设中可通过热熔技术进行管道连接，因此管道融合消耗时间短，同时通过塑料管道的应用可以将管道连接过程中存在的漏水问题进行有效解决。而塑料管道在给水工程中的应用体现出耐高压性差、耐高温性差、抗冻性差等一些缺点，因此如果市政给水管道使用塑料管道铺设很可能会导致管道大量滋生细菌，而且塑料材质也容易出现老化现象；灰口铸铁管道、水泥管道及镀锌管道等表现出了柔韧性好、内表面光滑、导热系数小等一些优势，而且具有较强抗腐蚀性，在市政给水管道中的应用能最大程度降低管道渗漏问题的出现概率，但是上述几种管道材质成本相对昂贵，在给水工程中应用上述几种管道需要应用到热熔机进行管道热熔连接，在工程施工中一旦出现操作不当行为会导致水管接头部位容易产生漏水问题。根据我国市政给排水管道工程及城市建设相关技术标准要求：在城市供水管道系统建设过程中不得应用冷镀锌钢管、石棉水泥管、灰口铸铁管以及自应力水泥管等。且上述几种管道目前已经成为城市供水管道老旧工程改造的重点[2]。根据我国城市供水管道的实践经验可知，灰口铸铁管和水泥管通常使用年限为30 年，钢管和球墨铸铁管的使用年限为50 年。随着使用年限的不断增长，供水管道也会出现承压能力下降、超负荷运行甚至严重腐蚀等现象，尤其是近几年来在道路工程和桥梁工程等市政基础设施不断开展的情况下，城市供水管道破损率继续增加，对城市供水水质和供水安全造成严重威胁。为有效避免管道损失甚至出现城市供水管道爆管等事故，急需找出一种行之有效的管理及检测修复方法。

（二）排水管道现状

市政排水管道最主要的作用是将生活废水、雨水和工业废水等污水进行收集和集中处理，通过这种方式来避免城市水系受到污染，改善城市生态文明体系。与给水管道相比较，排水管道一旦产生泄漏会造成更大危害。这主要是因为排水管道通常运输的都是废水和污水，一旦出现泄漏后必然会对地下土壤及城市生态环境造成严重影响。因此市政排水管道工程通常对材质要求非常严格，在市政排水工程实践中聚乙烯等聚合物材料管道、钢筋混凝土管道的应用比较广泛。与金属管头相比较，上述管道材质体现出了耐用性强、成本低、耐腐蚀性强等一些优势。但聚乙烯等材料耐高温性能差，在高温环境下很容易变软，进而影响排水系统安全。混凝土管道虽然具有极高安全性，但受到外力作用时很容易遭到破坏而形成大量泄漏。在此情形下会导致废水渗入地下影响土壤，也会对地下水源形成严重污染。目前大部分城市排水管道在建设过程中对终端和就近污水厂的互相匹配进行综合考虑，这些不合理之处的存在使得工程建设出现大量资源和材料浪费。在排水管道的建设实践中目前仍然存在管道建设和运行强度未达到排水管道系统运行标准要求，管道和污水处理建设标准不匹配等问题；一些城市的排水管道工程建设中经常会出现污水管道和雨水管道混合，当遭遇强降雨天气的情况下，污水排水管道会产生污水外溢问题[3]。为有效解决上述问题，进一步加强污水废水收集能力，则必须要进一步增加土建工程成本和污水处理成本。

二、市政给排水管道检测技术

（一）检测设备

市政给排水管道通常采取埋设方式进行建设，隐蔽性极强，在此情况下无法对其进行全面直观检测。使排水管道在长期运行后会在内壁上出现一层较厚的污渍，若无法进行及时冲洗的情况下，不管是采取目测还是使用普通TV 摄像机进行观测都无法清晰找出其管道表面缺陷，甚至在配备专用电视设备的情况下也无法检测出带压管道或小口径管道缺陷问题。随着当今技术水平的不断进步，在针对地下管道轴线位置变化的检测过程中普通光学仪器根本无法达到应用效果。因此需要不断完善管道检测设备，根据地下管道检测角度的不同目前已经形成了大批管道检测设备，比较有代表性的主要有GX型、BK 型以及GXD 型，且在社会经济快速发展的形势下我国也引进了大量先进探测仪器，从而使得市政给排水管道检测具备了充足的技术力量支撑。

（二）检测项目

市政给排水管道检测目前主要包括以下三个方面内容。第一个方面是定位管道，在检测过程中需要结合管道材质选择相应检测方法，针对非金属管道通常采取以下两种定位方法，第一种是探地雷达法，该方法通常是在定位压力管道应用；而针对非自流管道的探查过程中使用较为广泛的是示踪法[4]。第二个方面是检测腐蚀层。在排水管道的检测过程中腐蚀层检测是非常关键的一个部分，如管道存在严重腐蚀很可能会引发渗漏。利用管壁探伤状态监测装置可对管壁腐蚀情况进行详细了解，同时还可以结合管道实际应用状况来精准判断出管道的修复时间和修复位置。在检测过程中也很可能会对管道造成一定破坏，因此条件允许时应该尽可能采取无损检测技术，例如当前在管道检测中涡流法、超声波法和管道电位测量法已经实现广泛应用；第三个方面属于渗漏检测。排水管道一旦出现破裂渗漏会对管道周边介质造成巨大冲击，在此过程中会产生一定特定频率的声音，并通过土壤介质和管道传到地面。利用专用拾音器可以对管道的漏水应进行检测，这样就可以精确定位渗漏位置。目前在管道渗漏检测中路面听音调查法、水压调查法、阀栓听音法的应用都比较广泛[5]。

（三）密切关注渗漏情况

市政给排水管道发生泄漏的情况下不仅会严重浪费城市水资源，而且排水管道泄漏无水可能会对地下水系统以及城市自然生态环境造成严重威胁。鉴于这种状况在检测市政给排水管道的过程中需要重点针对排水管道可能存在的泄漏情况给予高度关注[6]。

三、市政给排水管道修复

（一）给排水管道开挖修复

在当前市政给排水管道的修复过程中开挖修复的应用仍然比较广泛。但需要注意的是，开挖修复方式下会导致城市地面基础设施及城市交通受到一定程度影响。而且开挖修复方式在施工过程中需要投入大量的人力、物力资源，工程施工投入成本高、施工周期长。在城市人口密度较大、交通繁华、地面基础设施相对复杂的地段或周边存在围压，以及城市管道穿越轨道、桥梁和江河等特殊情况下，要想实施排水管道开挖改造难度极大，因此开挖修复技术的适用性并不强，针对这种情况，需要采取非开挖修复方法来修复市政给排水管道，这样才能满足城市市政给排水管道修复的实际需求。

（二）给排水管道非开挖修复方式

市政给排水管道的非开挖修复包括整体修复和局部修复的两种不同模式。所谓整体修复方法主要是针对市政给排水管道从整体上进行全面加固和修复，通过这种修复技术可以将市政给排水管道的腐蚀情况控制在最低程度，同时也可以有效控制管道出现渗漏的概率[7]。与此同时，采取非开挖修复方式可以从整体上进一步提升市政给排水管道的整体强度；而市政给排水管道的局部修复技术则主要指的是针对市政给排水管道存在的局部破损进行修复，局部修复技术在市政给排水管道修复工程中的应用体现出了极强的针对性，其不仅能够满足给排水管道修复需求，同时也能有效避免给排水管道大面积修复的高成本费用。

（三）湿疹给排水管道修复技术选择

目前各个城市的市政给排水管道材质存在较大不同，因此在修复技术方面也应该体现出差异性。针对PE 管材材质的市政给排水管道在修复过程中通常会应用内支撑套管方法，内支撑套管修复技术主要包括了固定支撑套管和可调试支撑套管等两种，该方法通常情况下是在PE 管材断水专用抢修管线内部密封位置处额外增加一节带沟槽的回圆管，通过这种方法既可以让原有管材的圆度得到恢复。与此同时，通过利用电容连接技术可以实现市政给排水管的管材与法兰接头的有效焊接，满足连接和密封需求。在修复市政给排水管道的过程中需要结合管道实际情况和材质等相关因素，来选择合理的管道修复技术，这样才能将市政给排水管道修复后出现断裂或破损的概率控制在最低程度，才能最大程度保障市政给排水管道的安全和稳定运行。

（四）市政给排水管道修复实例分析

本文主要以我国南方某城市市政给排水管道为例，对给排水管道修复技术的应用进行分析。该城市排水管道目前总长达到1500 km 左右，设计使用年限为30 年，但市政排水管道由于建设时期不同、使用材质不同、施工工艺不同，同时存在市政道路和其他基础设施建设施工影响，导致大部分排水管道出现严重破损变形以及不均匀沉降等相关问题，严重影响市政排水管道的污水收集功能，在遭遇暴雨气候的情况下该城市很容易产生内涝，对城市经济发展造成严重影响。鉴于上述情况，该城市需要针对排水管道进行全面修复，在综合各类影响因素后为保障城市管道能实现正常运作，同时避免对其他工程建设产生影响，最终选择了非开挖修复技术。

通过对几种典型市政给排水管道非开挖修复技术进行对比后，从社会效益、经济效益等各个方面进行综合分析，并充分结合CCTV 检测评估结果，最终选择整体修复方式来保障管道修复效果。该城市某道路交叉口区域地下管道基因检测发现存在多处破损情况。在本次修复过程中首先需要利用高压水流对待修复管道内壁进行彻底冲洗，同时使用了紫外光固化法，该技术的基本原理在树脂中浸渍玻璃纤维编织层的软管，随后利用设备将其拉入排水管道中并进行充气扩张，软管扩张后可以与管道内壁紧贴，随后通过紫外光照射让树脂固化，这样就可以在排水管道内壁形成一层内衬管。