海綿城市建設中市政排水管網的提質增效策略探究

王左良

（重慶市設計院有限公司，重慶 400015）

0 引言

要想探究海綿城市建設中市政排水管網的提質增效策略，需結合具體的工程案例，探究其在提質增效過程中面臨的各項挑戰與問題，以此為導向來制定與落實提質增效策略，保證排水管網的高效運行，為海綿城市建設加一層保障，這對于城市健康發展來說極為重要。

1 海綿城市建設中市政排水管網的提質增效

1.1 現狀排水管網存在的問題

根據以往工程案例，城市排水管網系統由于建設時序長、建設單位不統一、多部門養護與管理等原因，現狀排水管網存在多種問題：①市政排水管網基礎資料缺失嚴重。②排水管網整體分布、健康狀況不明。③排水管網建設過程監管缺位，施工過程不規范，雨污混接嚴重。④管網養護管理手段落后，信息化程度不足。

1.2 排水管網提質增效技術路線

城市排水管網的提質增效一般采用以下技術路線作為設計要點：①整合和收集建設單位、設計單位、檔案管理單位、養護管理單位的排水管網基礎資料，比如排水管道排水類別、平面位置、流向、管徑、標高、系統關系等，制定科學的調查測繪方案。②調查測繪管網屬性特征，明確管網管徑、高程、位置坐標等屬性，確定產權單位、養護單位，建立電子化資料庫。③對管網展開系統性、全面性的檢測評估，尋找其他可能存在的功能性、結構性缺陷，評價其健康狀況，制定合理的排水設施改造修復方案。④結合以上掌握的各項資料，利用信息化技術與設備來完成對管網的信息化、智能化管理，具體技術路線如圖1所示[1]。

圖1 海綿城市建設中市政排水管網的提質增效技術路線

2 市政排水管網概述

以重慶市某海綿城市建設試點區工業園區為例，探究海綿城市建設中市政排水管網的提質增效策略，該工業園區已建道路共14條，排水體制為分流制，雨水排入園區東西兩側自然河流，該工業園區有4座現狀污水提升泵站（一體化泵站）、兩座污水處理廠、一個內澇嚴重的積水點，雨污混排較嚴重。

2.1 排水管網存在的問題

根據收集的排水管網基礎資料分析，區域內現狀排水管網主要有如下問題：①工業園區管委會現有排水管網資料嚴重缺失。②未形成統一的數據庫或者管理系統，資料多為紙質版的竣工圖、施工圖，還有一些管網資料完全缺失。③排水管網管理相對混亂，工業園區和建委多重管理和建設，部分管線權責不清。④根據現場調查，由于施工過程不規范，導致的管網施工圖紙與實際情況存在較大出入，雨污混接情況嚴重。

2.2 海綿城市建設中市政排水管網檢查測繪

海綿城市建設中市政排水管網檢查測繪是制定提質增效策略的基礎與必要條件，可對項目區域內的排水管網鋪設情況進行資料收集、測繪調查，構建以地理信息系統為基礎的普查數據庫，展示排水管網的運行狀況，再對其加以模型分析、綜合調度。

以儀器探測與實地調查結合的方式來展開地下管線點測量，在測量之前，收集標有管線點、連接關系、位置、走向、屬性的探查草圖；平面控制測量則選擇網絡RTK（realˉtime kinematic，實時動態載波相位差分技術）、常規RTK、全站儀極坐標法等技術；高程控制測量則選擇采用常規RTK擬合高程測量、三角高程測量、水準測量等方法。對比傳統測量方法與新技術測量之后得出的成果，以此來提升測量精度。

2.3 海綿城市建設中市政排水管網健康狀況測繪評估

市政排水管網健康狀況測繪評估主要是為了判斷市政排水網當前的狀態，以便制定針對性地提質增效策略。具體方式包括：人工管井普查、管道潛望鏡（pipe quick view Inspection,QV）檢測、管道檢測機器人（pipeline endoscopy camera,CCTV）檢測、管道聲吶檢測。具體檢測流程如下：實地勘探、整理資料→設計檢測方案與調水計劃→封堵、清淤、排水→聲吶、CCTV等現場檢測→研讀影像、得出檢測評估報告。分析最終片區排水管網的檢測和評估報告，發現片區污水管道存在622處功能性缺陷，Ⅲ級、Ⅳ級的結構性缺陷237處，其中破裂、變形、沉積占據81.6%，其他缺陷較少。綜合以上測繪評估結果，發現該處污水管網缺陷以沉積、破裂、變形為主。

3 海綿城市建設中市政排水管網的提質增效策略

排水管網提質增效的核心目的在于修復整治，以高水平的修復技術來確保管網高質量運行。

3.1 雨污混接點改造

根據項目前期調查以及市政排水管網檢查測繪，發現該工業園區共有31處雨污混接點，均位于道路周邊地塊雨污水排入市政管網處。在雨污混接點的改造中，項目主要采用工程措施，分析雨污混接點位具體狀況，通過新建雨水管或污水管，對現狀雨污混接進行改造。

除了對已建成排水管網中雨污混接點進行改造，在新建項目中應盡量避免出現新的雨污混接情況，主要策略包括以下幾點：①加強規劃統籌。明確政府應當將城鎮排水設施建設納入國土空間規劃，并對編制排水相關專項規劃、制訂排水設施建設和改造實施計劃、新城開發建設、雨污分流改造等內容做出規定。②實行雨污分流制。規定建設項目單位和個人應當按照規定將雨水、污水分流排入排水管網，禁止雨水管網和污水管網相互混接。③明確“三同時”建設要求。規定建設項目配套建設的排水設施應當與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用，并實施同步改造。④加強施工期間排水接口監管。對市政道路周邊地塊雨污水接入市政排水管網時進行監管，嚴格按照相關要求執行。⑤細化竣工驗收要求。對建設單位在竣工驗收前委托第三方檢測排水管網、在竣工驗收時通知主管部門參加、在竣工驗收合格后將檔案資料報送備案等內容進行規定。

3.2 功能性缺陷管道修復

城市排水管網主要的功能性缺陷主要有障礙物、沉積、結垢、浮渣、未拆除或拆除不徹底的排水管道閉水試驗時砌筑的封堵用臨時磚墻或遺留物、單根樹根或樹根群自然生長進入管道等。常用的修復方式有：人工清掏、射水疏通、水力疏通、絞車疏通、推桿和轉桿疏通。

該工業園區排水管網主要存在沉積、結垢、浮渣、樹根等功能性缺陷，其修復處理方可根據實際需要以及當地管網養護技術水平選用人工清掏、射水疏通進行處理。

3.3 結構性缺陷管道修復

管道結構性缺陷主要修復方式分為開挖修復與非開挖修復。在進行修復改造時，要因時制宜、因地制宜地選擇不同的改造方法。常用的改造方法主要有兩大類：①有施工條件或其他方法無法實施的結構性缺陷修復改造，可采取挖槽更換新管或增加檢查井等方法解決。②在沒有施工條件，與現狀建筑距離或公用設施等較近，開挖路面難度大、嚴重阻礙交通的管段，選用合理的非開挖管道修復技術進行改造。

3.3.1 結構性缺陷管道非開挖修復

非開挖修復工程量小、對周邊環境干擾小，具有較高的經濟收益、社會收益。常用的工藝方式有：穿插法、原位固化法、碎（裂）管法、折疊內襯法、縮徑內襯法、機械制螺旋纏繞法、不銹鋼套筒法、點狀原位固化法（cured in place pipe,CIPP）等。

根據排水管道CCTV和QV檢測報告，結合現場實際情況來看，本工程排水管道結構性缺陷種類繁多且情況復雜多變，存在破裂、錯口、脫節、起伏等缺陷，需要非開挖修復工藝能滿足解決本工程復雜多變的情況。結合當地非開挖管道修復經驗以及各種非開挖修復工藝的優缺點、適用情況（如穿插法等不能修復彎曲管道）、工藝的成熟性和修復效果以及對原有管道排水能力的影響情況等，綜合比選之后選用CIPP點狀修復法、短管置換法、CIPP水翻轉整體修復法。

實際工程中，應根據管道的實際情況來選擇最恰當的修復方式，以此來達到最好的修復效果[2]。

3.3.2 結構性缺陷管道開挖修復

結構性缺陷管道開挖修復技術，主要適用于嚴重破損、脫節、錯口的管道位置，其可從根本上解決管道缺陷，但是工期長、要求高、造價高。其主要流程如下：①分析排水管道受損程度與所處的環境，引入專業挖掘設備，開挖管道鋪設溝渠。②選擇與原管道同類型、同大小的管道型材，置換原本的管道，在完成管道安裝、修復與更換之后，再填槽[3]。

3.4 檢查井修復

檢查井修復一般采用噴涂法和原位固化法，用以解決排水檢查井的滲漏問題。噴涂法按不同的噴涂材料可以分為水泥基聚合物涂層、玻璃鋼涂層內襯水泥砂漿噴涂和聚脲噴涂法等，常用的涂層內襯法為水泥基聚合物涂層修復技術[4]。原位固化法修復原理與管道相同，其施工前根據檢查井尺寸定制符合要求的內襯管，然后通過原位固化翻轉施工，在檢查井內襯重新內襯一座整體的檢查井，采用的內襯材料一般為聚酯纖維、聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯等。此類工藝基本可修復目前國內常見的檢查井結構性缺陷，施工快速高效，效果可靠。缺點為修復前預處理要求較高，前期處理工作時間較長。

本項目檢查井修復采用涂層內襯法為水泥基聚合物涂層修復技術。考慮到部分檢查井存在未粉刷問題，裸露磚面不利于檢查井的修復，修復工藝建立在井壁大致平整前提下執行，因此在進行修復前需對檢查井進行預粉刷處理。噴涂法檢查井修復技術主要施工步驟有：檢查井井壁滲漏處理、防腐砂漿攪拌、防腐砂漿噴涂。

3.5 管網管理系統構建

管網管理系統構建主要依賴大數據、云計算、物聯網、互聯網等技術，構建位置準確、拓撲清晰、設施完整的排水系統“一張圖”，以此達到市政排水管網設施的智能控制、實時監測、動態更新、精細管理，實現雨水流向、污水流向可視化、全過程追溯、查詢、分析，為處理暴雨內澇、污水溢流等提供數據支撐。

（1）搭建排水綜合管理平臺。該平臺包括淤積監測、管道沉降監測、水質監測、閘門監測、管網及河道流量監測、氣體監測、井蓋監測、水位監測、管網管理等子系統，并包括以下業務子系統：管網決策、模型模擬、報表管理、案卷管理、防汛監測和管理、工程及安全臺賬管理、巡查管理、維修養護管理、泵站的設施/設備的臺賬管理等[5]。通過該平臺可實現對市政排水管網的有效監督與科學運營，以此來達到“提質增效”的目的。

（2）排水生產監控平臺。該平臺主要用于泵站數據監控，對泵站供電系統的濕溫度、工藝運行設備（臺時、故障信息、保護裝置、電量參數、軸溫、開停狀態等）、氣體、出水流量、液位（泵池、格柵池、進水池）等進行在線監控。此外，結合調度需求，監控人員可對空壓機、除臭設備、進出水閘門、格柵機、水泵等進行遠程控制，實現對各項關鍵設備的數據查詢、趨勢圖分析、統計、打印、導出等功能。

（3）移動端應用。①管網數據查詢。管理人員可手持移動設備，系統會自行定位并查找周邊排水管網布置情況。②生產監測。將污水處理廠、泵站、排水管網等排水設施的檢測數據傳輸至移動端。③設備二維碼掃描。在各項排水設施上張貼二維碼，管理人員通過掃碼來獲取對應的信息，使管理更加便捷。④巡檢軌跡。管理系統會實時定位巡檢人員GPS（global positioning system，全球定位系統）軌跡信息，同步到服務器端，方便管理人員隨時調取巡檢人員的歷史巡檢軌跡、實時位置。⑤巡檢報告。巡檢人員可借助移動端來上報其在巡檢時遇到的各種狀況，報告可以是語音留言、巡檢記錄、問題反饋、現場照片等形式，有利于管理人員借助巡檢報告來規劃后續的排水管網管理工作。⑥數據報警。及時將各種報警信息上傳至移動終端，避免巡檢人員在巡檢時遭遇危險，亦可讓巡檢人員點擊報警界面直接報警，避免問題與損失進一步擴大[6]。

4 結語

綜上所述，本文以重慶市某區縣工業園區海綿城市建設為例，提出了其在制定提質增效策略時面對的各項問題，并提出了相應改造方案，構建了管網管理系統，依靠各種信息化技術、平臺來實現對城市排水管網的綜合治理，以此促進排水管網的穩定發展。