城市排水管道損壞與修復(fù)

張寅

【摘 要】“十三五”以來，我國進(jìn)入快速城市化建設(shè)階段，針對各項基礎(chǔ)設(shè)施的完善迫在眉睫。排水管道系統(tǒng)是城市功能體系的重要組成部分，結(jié)合近年來國內(nèi)大量城市出現(xiàn)“內(nèi)澇”的現(xiàn)象，對城市排水管道損壞現(xiàn)象的摸排與修復(fù)工作迫在眉睫。本文中通過分析城市排水管道損壞的原因，進(jìn)而提出有效的修復(fù)技術(shù)，以供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】排水管道；損壞；修復(fù)；非開挖技術(shù)

“城市化”是我國社會經(jīng)濟(jì)、文化、科技等發(fā)展到一定水平的必然產(chǎn)物，其典型特征為城市規(guī)模日益擴(kuò)大、城市人口日益增多，對城市各項功能系統(tǒng)形成的壓力也更大，其中，源于人們生產(chǎn)生活及自然氣候降雨降雪所形成的排水量不斷提高，這造成現(xiàn)有城市排水管道系統(tǒng)更大的負(fù)荷，也導(dǎo)致維修、保養(yǎng)、疏通等方面面臨著更大的挑戰(zhàn)，一旦出現(xiàn)堵塞、斷裂、大規(guī)模降雨等現(xiàn)象，城市就會因為無法及時排水而陷入“內(nèi)澇”境地。

一、城市排水管道維護(hù)的重要意義

宏觀層面，進(jìn)入21世紀(jì)以來我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、人民群眾生活水平不斷提高，水作為一種生產(chǎn)、生活的必要資源，其消耗量也越來越大。由于歷史原因，我國早期城市規(guī)劃方面并未充分考慮排水系統(tǒng)的擴(kuò)展性，在城市人口迅速增加的背景下，出現(xiàn)不堪重負(fù)的局面。同時，排水管道作為一種“隱性”功能設(shè)施，一經(jīng)建成就很少進(jìn)行維護(hù)，每個城市都存在不同程度的損壞現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)擁堵或外部施壓過大的情況，就容易造成排水系統(tǒng)的功能破壞，進(jìn)而造成地面交通、通訊、生活等嚴(yán)重干擾，也嚴(yán)重影響了城市人文環(huán)境與生態(tài)環(huán)境。同時，我國城市整體發(fā)展過程，城市建筑與城市排水管道設(shè)施的發(fā)展也不平衡，大型多功能建筑、高層居住類建筑不斷增加的同時，一些老城區(qū)建筑仍然長期存在，這造成同一城市空間內(nèi)排水管道系統(tǒng)的嚴(yán)重差異，也會影響排水管道工作質(zhì)量。

城市排水管道作為“城市生態(tài)系統(tǒng)”的有機(jī)組成部分，直接影響著城市的正常運轉(zhuǎn)，以及生活、工作、學(xué)習(xí)等各方面的功能實現(xiàn)，鑒于此，需要明確排水管道損壞的原因，提供更為科學(xué)合理的修復(fù)技術(shù)。

二、城市排水管道損壞的原因剖析

客觀上，造成城市管道損壞的誘因很多，較為常見的包括年久失修坍塌、工業(yè)廢水腐蝕、生活廢水堵塞、管道接口錯位、接口流砂滲漏沉陷等；以損壞部位為基礎(chǔ)劃分，主要包括以下三個方面。

（一）溝槽損壞

第一，溝槽開挖造成的流砂層擾動。在管道上覆荷載的作用下，在某些薄弱區(qū)域?qū)a(chǎn)生相對較大的沉陷，導(dǎo)致管道接頭拉裂，而管內(nèi)外壓力的不平衡又進(jìn)一步加劇對流砂層的擾動沖刷，直至地基及管道損壞和路面下沉。

第二，溝槽回填造成的土層損失，特別是拔樁引起管溝地基的松動，由此造成管道的不均勻下沉，導(dǎo)致管道接頭開裂。

第三，溝槽兩側(cè)不對稱造成較大的水平位移或管道間錯位，進(jìn)而引發(fā)的坍塌、接頭開裂等現(xiàn)象。

（二）外部應(yīng)力

第一，施工過程中外界打樁震動，會造成外力積壓導(dǎo)致粉砂液化、擾動，土體失去穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在超孔隙水消散之后，管道嚴(yán)重下沉，接頭開裂。另外附近深基坑開挖，井點降水引起管道的不均勻沉降也會導(dǎo)致接頭的開裂或窨井的嚴(yán)重下降。

第二，地面交通施加的重力作用，由于城市地面交通的壓力越來越大，尤其是大型施工車輛的超載現(xiàn)象嚴(yán)重，造成窨井可能產(chǎn)生嚴(yán)重下沉，造成管道接頭錯位開裂。

（三）管道施工

一方面，在管道施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，如窨井的兩水平軸線與管道軸線斜交或截管等。另一方面，我國部分城市中地下排水管道的早期接頭多為剛性設(shè)計，抵抗不均勻沉降的能力很差，加之接頭構(gòu)造防水設(shè)計考慮較少，管道接頭開裂漏水已存在先天不足。

三、城市排水管道修復(fù)技術(shù)

本質(zhì)上，城市排水管道修復(fù)最為徹底的方案，是根據(jù)城市新規(guī)劃進(jìn)行重新鋪設(shè)，并在這一過程中充分考慮現(xiàn)狀需求和發(fā)展需求，保留技術(shù)、施工、功能等可擴(kuò)展性。但考慮現(xiàn)實，我國城市規(guī)模差距較大、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，尚不具備以修復(fù)城市排水管道為主導(dǎo)的城市規(guī)劃建設(shè)，仍然以局部修復(fù)為主。在所采取的修復(fù)技術(shù)層面，目前國內(nèi)也形成了相對成熟的體系，如大管修復(fù)中普遍采用PE聚綠乙烯內(nèi)襯材料、PVC內(nèi)環(huán)套、水泥注漿修復(fù)等，中小型管道的修復(fù)普遍采用“換、堵、包”等手段；整體上，傳統(tǒng)的城市排水管修復(fù)技術(shù)都是建立在開挖形態(tài)之下的，這就造成了一個巨大的施工難題：城市功能的運行需要多個模塊的相互支撐，一旦進(jìn)行地面開挖修復(fù)排水管，勢必影響供水、交通、通信等各方面的應(yīng)用，也會對城市居民正常的工作、學(xué)習(xí)和生活帶來困擾，出于“以人為本”的考慮，采取非開挖修復(fù)技術(shù)更科學(xué)合理。

（一）城市排水管道非開挖技術(shù)的優(yōu)勢

一言以蔽之，城市排水管道非開挖技術(shù)可以在完全不影響城市正常運轉(zhuǎn)的情況下，實現(xiàn)對陳舊管道功能的修復(fù)與提升。

首先，該技術(shù)對城市環(huán)境影響較小，施工人員只需要在特定的位置施工即可，能夠有效地避開城市交通線路。

其次，該技術(shù)施工較為簡單，所采用的主要是液壓設(shè)備，能夠?qū)⑹┕ぴ肼暱刂圃跇?biāo)準(zhǔn)要求以內(nèi)，最大程度減小對城市居民的生活、工作和學(xué)習(xí)影響，并且施工周期較短，可以大規(guī)模節(jié)約成本費用。

再次，該技術(shù)能夠規(guī)避施工破壞現(xiàn)象。傳統(tǒng)的開挖修復(fù)過程中，很容易造成挖斷管道的現(xiàn)象，造成排水管更為嚴(yán)重的滲漏問題，加大施工難度。非開挖技術(shù)根據(jù)排水管道的分布情況，提供針對性很強(qiáng)的修復(fù)方案，是一種破壞性較小的方式。

（二）城市排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合目前我國城市排水管道非開挖技術(shù)修復(fù)應(yīng)用現(xiàn)狀，主要包括三種類型。

第一，軟管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)需要在原有的管道內(nèi)側(cè)涂抹一層熱固性樹脂，該樹脂具有良好的內(nèi)襯性能，鋪設(shè)完畢后，需要進(jìn)行合理的加熱，保證樹脂得到良好的固化，與排水管道進(jìn)行有效結(jié)合，形成一薄層管道，通過運用軟管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)，能夠保證排水管道斷面更加平整，有效提高管道的流動率。

第二，U型內(nèi)襯HDPE管修復(fù)技術(shù)。具體應(yīng)用流程如下：（1）排水管道修復(fù)人員要選擇直徑比待修復(fù)管道小的HDPE管道，并利用專業(yè)設(shè)備將HDPE管直接壓成U型，保證HDPE軟管直徑符合相關(guān)要求；（2）在水壓或者氣壓的作用下，將U型HDPE管穿入到修復(fù)管道中，保證HDPE管與修復(fù)管道內(nèi)側(cè)緊密結(jié)合；（3）檢測，修復(fù)完畢后，修復(fù)人員要結(jié)合HDPE管與待修復(fù)管道的貼合情況，進(jìn)行合理的檢測，如果發(fā)現(xiàn)HDPE管與修復(fù)管道之間的縫隙較大，修復(fù)人員需要進(jìn)行二次修復(fù)。

第三，裂管法修復(fù)技術(shù)。裂管法修復(fù)技術(shù)主要指的是修復(fù)人員運用先進(jìn)的破碎設(shè)備，將老舊管道破碎部分有效清除，可以直徑將破碎的管道碎片壓入周圍土壤中，并引入新的排水管道，保證排水系統(tǒng)的安全運行。在修復(fù)陶瓷、水泥等排水管道時，應(yīng)用裂管法修復(fù)技術(shù)能夠起到良好的修復(fù)效果，城市排水管道修復(fù)人員在實際工作中，要結(jié)合管道的運行情況與管道直徑，合理改進(jìn)裂管法修復(fù)技術(shù)，從而保證裂管法修復(fù)技術(shù)得到更好的運用。

除了以上三種常用的非開挖修復(fù)技術(shù)之外，螺旋纏繞法也得到了實踐驗證，在一些城市中廣泛推廣。

四、結(jié)束語

總體而言，在“十三五”全面建成中國小康社會的規(guī)劃目標(biāo)下，城市排水管道修復(fù)應(yīng)該要作為一項重點民生工程來抓，也可以納入到地方政府的政績考核體系中，這樣才能確保城市排水管到更好、更積極地展開修復(fù)工作。在技術(shù)層面，非開挖修復(fù)技術(shù)是一種成本低、效率高、質(zhì)量好的類型，但在應(yīng)用過程中，需要結(jié)合該地區(qū)的地下水運行情況，選擇合理的城市排水管道修復(fù)技術(shù)，從而保證城市排水系統(tǒng)能夠更加安全的運行。

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