山地城市既有地下排水管網檢測及更新修復技術研究

敖翔宇，李英成

（1 重慶悅來興城資產經營管理有限公司，重慶 401122； 2 重慶市建筑科學研究院有限公司，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、新舊網管易混接錯接等問題。同時，對于部分高回填土地質區域，局部還存在地下水漏斗效應等水文情況較為復雜的現象，因此， 目前重慶地區既有地下排水管網時有由于管道破壞或變形而引發排水管道不暢導致污水跑、冒、漏等問題，嚴重破壞人居生態環境。 暴雨來襲時，雨水不能及時排除，局部地區屢成澤國，更凸顯了對既有地下排水管網檢測、評估和更新修復技術進行深入研究的重要性和迫切性。 近年來，重慶地區相繼出臺了《關于進一步加強城市排水管網工程建設質量管理工作的通知》[1]、《重慶市城鎮排水管網精細化普查成果檢查驗收指南》[2]等一系列通知和指南，為開展雨污水管網的檢測排查、修復等提供了指導意見和建議。

本文在重慶某片區既有地下排水管網相關現狀調研的基礎上， 開展了相關管網破損形態、破壞原因、更新修復方式以及后期處置建議等研究，以促進在城市更新中有效落實海綿城市、補齊城市生態短板、有序實施生態修復等要求。

1 既有地下排水管網現狀調研

重慶某地區的既有地下排水管網投運多年，目前局部道路出現積水，初步踏勘發現雨污水管網存在局部破損、堵塞、坍塌等病害問題，部分管網喪失功能。為保障片區雨污水管網的正常工作， 特對該片區既有地下排水管網進行全面檢測和評估。 本次調研共計完成片區31 條市政道路的雨污水管網，調研地下排水管網總長度約90km。

對調研成果進行整理分析表明， 該片區地下管網存在較多典型的破壞特征，主要分為結構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破裂、管網變形過大、管網接頭錯口脫節、管網起伏、異物穿入、支管暗接、淤積沉積、異物障礙物、樹根侵入等，相關典型道路的雨水、污水管網破損情況統計見表1，相關缺陷破損照片和統計數據分析如圖1、圖2 所示。

圖1 典型地下排水管網破損情況

圖2 某市政道路雨水、污水管網檢測破損情況統計

表1 某市政道路雨水、污水管網檢測破損情況統計表

2 既有地下排水管網破損原因分析

根據對相關片區雨污水管網檢測、評估的調研結果，結合對區域內相關道路塌陷項目的檢測結果等進行綜合分析。 在相關地下排水管網項目實施和運維過程中，可能存在以下幾類問題。

2.1 設計類問題

（1） 管網系統設計排水組織不夠合理，存在部分區域管網連接不協調現象，如大管徑排水管套小管徑等。

（2） 管材性能等級偏低等管網材料選擇不恰當問題。 由于節約造價或材料工藝水平有限等因素，設計時選擇的部分管網管材自身性能較差，主要體現在回填土壓力作用下自身強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，管道內的毛刺易將一些雜物堆積在管道內造成堵塞。

（3） 管網基礎處置不夠合理的問題。 在設計圖紙中，部分區域未充分考慮片區高回填土易沉降的不利因素，未對相應區域的管網基礎設置進行加強措施，導致其在回填土沉降時基礎沉降較大，易造成管網沉降開裂等。

2.2 施工類問題

（1） 施工現場管理不到位問題。 現場施工單位對施工人員、各作業班主的管理不夠，造成施工現場任務不明、責任不清。 對部分關鍵施工環節，尤其是隱蔽施工環節的施工質量把控不到位， 施工完成后的質量自查流于形式，導致施工質量出現問題。

（2） 施工工藝不到位問題。 部分施工單位為追求非法利益，對相應管材以次充好，對部分管道基礎欠挖超挖導致基礎承載力不滿足設計要求等， 造成相應施工質量問題。

（3） 施工未按圖施工問題。 現場施工時未嚴格按照設計圖紙和相關規范要求施工，如對管道基礎的壓實不夠，在下一步施工工序前未對相應施工質量進行檢測，以及管道安裝過程中安裝順序不合理等問題。

2.3 監理類問題

監理單位在施工過程中，存在監理工作流于形式，履行責任不到位問題。部分監理人員缺乏必要的專業知識和監督意識，未充分代表業主現場監督施工質量，甚至部分監理業務存在轉包監理、掛靠監理等非法行為。

在現場監理過程中，沒有明確的監理內容和必要的監理程序，致使一些監理工作在該檢查時不檢查，該旁站時不旁站，或者檢查旁站不到位；在一些必要的檢查監督環節未嚴格按照要求進行檢查旁站，在一些未經檢查合格的材料上簽字，造成相應施工質量問題。

2.4 建設管理類問題

在部分地下排水管網項目設施建設過程中，由于建設工期較短，或建設程序不合理。 建設單位為盡快完成項目建設，在項目實施過程中，對部分道路排水管網施工質量的現場管理未嚴格按照相關規范和程序開展，對相關隱蔽工程的施工質量問題未能及時發現和整改。

相關管網施工完成后， 組織參建各方開展項目竣工驗收時，未嚴格對相關管道檢測試驗、報告等進行把關，導致未能及時發現部分管網非正常變形，甚至出現殘留建筑垃圾等嚴重影響管網排水使用功能等質量問題。

2.5 后期使用維護類問題

（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部，造成管道內部淤泥沉積。

（2） 周邊工地施工過程中，生活污水、施工廢水排放不規范，相關手續存在缺失，存在偷排、亂排行為，且污水、廢水未進行有效分流，以單方操作經濟、方便為主要目的，在工地周邊任意尋找一個檢查井，進行污水、廢水排放，導致雨污合流。

（3） 路面清潔過程中，部分清潔人員責任心不強，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，導致管道內部沉積；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，易導致雨水篦子周邊路面積水。

（4） 在后期管道修復、養護過程中，管養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，在進行管道修復、更換施工時，存在將雨水管道接入原有污水井，或將污水管道接入原有雨水井等錯接、混接行為。

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

3 既有地下排水管網更新修復技術

目前針對地下管網的更新修復主要采用開挖修復和非開挖修復兩種方式。 由于受到開挖場地、安全管理等限制，在開挖修復受到很大的局限時，往往采用非開挖修復方式。 非開挖更新修復方式大體可分為整體修復、局部修復和輔助修復三大類[4-7]。其中，整體修復方式是對兩個檢查井質檢的管段整段加固修復，適用于管段內部嚴重破壞、接口滲漏點較多的情況，常用的整體修復技術包括內襯法修復和涂層法修復等。 局部修復適用于管道本身質量較好，僅出現少量局部缺陷的情況，常用的局部修復技術有嵌補法、套環法等。 輔助修復主要針對排水管網外部進行處理，如修復管網的地基基礎和防止道路沉降等，多為各種非開挖修復手段的前期處理工藝，一般與其他修復技術配合使用。

內襯法修復是目前最常用的管道非開挖修復法，修復后的管道不僅防腐、防滲，而且可通過增加內襯管管壁厚度的防滲來增加管道強度， 同時優化管道內部的粗糙系數以增強管道過流能力，此外還具有施工速度快、可靠性強等優點。 包括現場原位固化內襯法修復和機械制螺旋纏繞內襯法修復等。

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

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

（3） 短管及管片內襯法，可分為短管及管片內襯注漿法和貼壁內襯法。 其原理是將特制的杜氏短管或管片由檢查井送入管內組成襯管，然后逐節向舊管內推進，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”，修復后的管道結構性得到加強，但截面面積損失較大。

（4） 牽引內襯法，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將整條塑料管由工作坑或檢查井牽引拉入舊管內，然后進行形狀復原形成新的內襯管。

由于非開挖管道修復技術在重慶地區起步較晚，且重慶地區的地形地貌特征、地質條件較為特殊，較多需修復的地下既有排水管網所處環境為高回填土地質區域，且局部區域還存在地下水漏斗效應等水文情況較為復雜的現象，部分非開挖修復技術的實施具有較大難度；同時還存在修復造價過高，適用情況不明確等問題，尚需進一步開展相關領域的研究。

4 結語

大力推進既有地下排水管網的檢測、 評估及更新修復工作，加強地下排水管網在建設、設計、施工、監理和后期維護等各個環節中的質量把控，包括優化設計、嚴把材料關、壓實監督管理責任、加強后期管養維護等，能夠最大程度地發揮既有地下排水管網的作用和延長使用壽命，有效節約社會成本。

在采取非開挖方式修復既有破損地下排水管網時，應做到比較不同修復方案的適用性、經濟性和優越性；對破損管網進行針對性分析，正確判斷；把握修復的條件和技術要求等，綜合比較分析，合理選擇修復方式，達到延長基礎設施壽命、節約投資、提高城市建設管理水平的目的， 加快推進重慶市城市更新和提升行動。