王左良

（重慶市設(shè)計院有限公司，重慶 400015）

0 引言

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

1 海綿城市建設(shè)中市政排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效

1.1 現(xiàn)狀排水管網(wǎng)存在的問題

根據(jù)以往工程案例，城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)由于建設(shè)時序長、建設(shè)單位不統(tǒng)一、多部門養(yǎng)護與管理等原因，現(xiàn)狀排水管網(wǎng)存在多種問題：①市政排水管網(wǎng)基礎(chǔ)資料缺失嚴重。②排水管網(wǎng)整體分布、健康狀況不明。③排水管網(wǎng)建設(shè)過程監(jiān)管缺位，施工過程不規(guī)范，雨污混接嚴重。④管網(wǎng)養(yǎng)護管理手段落后，信息化程度不足。

1.2 排水管網(wǎng)提質(zhì)增效技術(shù)路線

城市排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效一般采用以下技術(shù)路線作為設(shè)計要點：①整合和收集建設(shè)單位、設(shè)計單位、檔案管理單位、養(yǎng)護管理單位的排水管網(wǎng)基礎(chǔ)資料，比如排水管道排水類別、平面位置、流向、管徑、標高、系統(tǒng)關(guān)系等，制定科學的調(diào)查測繪方案。②調(diào)查測繪管網(wǎng)屬性特征，明確管網(wǎng)管徑、高程、位置坐標等屬性，確定產(chǎn)權(quán)單位、養(yǎng)護單位，建立電子化資料庫。③對管網(wǎng)展開系統(tǒng)性、全面性的檢測評估，尋找其他可能存在的功能性、結(jié)構(gòu)性缺陷，評價其健康狀況，制定合理的排水設(shè)施改造修復方案。④結(jié)合以上掌握的各項資料，利用信息化技術(shù)與設(shè)備來完成對管網(wǎng)的信息化、智能化管理，具體技術(shù)路線如圖1所示[1]。

圖1 海綿城市建設(shè)中市政排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效技術(shù)路線

2 市政排水管網(wǎng)概述

以重慶市某海綿城市建設(shè)試點區(qū)工業(yè)園區(qū)為例，探究海綿城市建設(shè)中市政排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效策略，該工業(yè)園區(qū)已建道路共14條，排水體制為分流制，雨水排入園區(qū)東西兩側(cè)自然河流，該工業(yè)園區(qū)有4座現(xiàn)狀污水提升泵站（一體化泵站）、兩座污水處理廠、一個內(nèi)澇嚴重的積水點，雨污混排較嚴重。

2.1 排水管網(wǎng)存在的問題

根據(jù)收集的排水管網(wǎng)基礎(chǔ)資料分析，區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀排水管網(wǎng)主要有如下問題：①工業(yè)園區(qū)管委會現(xiàn)有排水管網(wǎng)資料嚴重缺失。②未形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫或者管理系統(tǒng)，資料多為紙質(zhì)版的竣工圖、施工圖，還有一些管網(wǎng)資料完全缺失。③排水管網(wǎng)管理相對混亂，工業(yè)園區(qū)和建委多重管理和建設(shè)，部分管線權(quán)責不清。④根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，由于施工過程不規(guī)范，導致的管網(wǎng)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(shè)中市政排水管網(wǎng)檢查測繪

海綿城市建設(shè)中市政排水管網(wǎng)檢查測繪是制定提質(zhì)增效策略的基礎(chǔ)與必要條件，可對項目區(qū)域內(nèi)的排水管網(wǎng)鋪設(shè)情況進行資料收集、測繪調(diào)查，構(gòu)建以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的普查數(shù)據(jù)庫，展示排水管網(wǎng)的運行狀況，再對其加以模型分析、綜合調(diào)度。

以儀器探測與實地調(diào)查結(jié)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(guān)系、位置、走向、屬性的探查草圖；平面控制測量則選擇網(wǎng)絡(luò)RTK（realˉtime kinematic，實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)）、常規(guī)RTK、全站儀極坐標法等技術(shù)；高程控制測量則選擇采用常規(guī)RTK擬合高程測量、三角高程測量、水準測量等方法。對比傳統(tǒng)測量方法與新技術(shù)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(shè)中市政排水管網(wǎng)健康狀況測繪評估

市政排水管網(wǎng)健康狀況測繪評估主要是為了判斷市政排水網(wǎng)當前的狀態(tài)，以便制定針對性地提質(zhì)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(shè)計檢測方案與調(diào)水計劃→封堵、清淤、排水→聲吶、CCTV等現(xiàn)場檢測→研讀影像、得出檢測評估報告。分析最終片區(qū)排水管網(wǎng)的檢測和評估報告，發(fā)現(xiàn)片區(qū)污水管道存在622處功能性缺陷，Ⅲ級、Ⅳ級的結(jié)構(gòu)性缺陷237處，其中破裂、變形、沉積占據(jù)81.6%，其他缺陷較少。綜合以上測繪評估結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該處污水管網(wǎng)缺陷以沉積、破裂、變形為主。

3 海綿城市建設(shè)中市政排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效策略

排水管網(wǎng)提質(zhì)增效的核心目的在于修復整治，以高水平的修復技術(shù)來確保管網(wǎng)高質(zhì)量運行。

3.1 雨污混接點改造

根據(jù)項目前期調(diào)查以及市政排水管網(wǎng)檢查測繪，發(fā)現(xiàn)該工業(yè)園區(qū)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(wǎng)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(xiàn)狀雨污混接進行改造。

除了對已建成排水管網(wǎng)中雨污混接點進行改造，在新建項目中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)新的雨污混接情況，主要策略包括以下幾點：①加強規(guī)劃統(tǒng)籌。明確政府應(yīng)當將城鎮(zhèn)排水設(shè)施建設(shè)納入國土空間規(guī)劃，并對編制排水相關(guān)專項規(guī)劃、制訂排水設(shè)施建設(shè)和改造實施計劃、新城開發(fā)建設(shè)、雨污分流改造等內(nèi)容做出規(guī)定。②實行雨污分流制。規(guī)定建設(shè)項目單位和個人應(yīng)當按照規(guī)定將雨水、污水分流排入排水管網(wǎng)，禁止雨水管網(wǎng)和污水管網(wǎng)相互混接。③明確“三同時”建設(shè)要求。規(guī)定建設(shè)項目配套建設(shè)的排水設(shè)施應(yīng)當與主體工程同時設(shè)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(jiān)管。對市政道路周邊地塊雨污水接入市政排水管網(wǎng)時進行監(jiān)管，嚴格按照相關(guān)要求執(zhí)行。⑤細化竣工驗收要求。對建設(shè)單位在竣工驗收前委托第三方檢測排水管網(wǎng)、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(nèi)容進行規(guī)定。

3.2 功能性缺陷管道修復

城市排水管網(wǎng)主要的功能性缺陷主要有障礙物、沉積、結(jié)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(zhuǎn)桿疏通。

該工業(yè)園區(qū)排水管網(wǎng)主要存在沉積、結(jié)垢、浮渣、樹根等功能性缺陷，其修復處理方可根據(jù)實際需要以及當?shù)毓芫W(wǎng)養(yǎng)護技術(shù)水平選用人工清掏、射水疏通進行處理。

3.3 結(jié)構(gòu)性缺陷管道修復

管道結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xiàn)狀建筑距離或公用設(shè)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(shù)進行改造。

3.3.1 結(jié)構(gòu)性缺陷管道非開挖修復

非開挖修復工程量小、對周邊環(huán)境干擾小，具有較高的經(jīng)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(nèi)襯法、縮徑內(nèi)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(jù)排水管道CCTV和QV檢測報告，結(jié)合現(xiàn)場實際情況來看，本工程排水管道結(jié)構(gòu)性缺陷種類繁多且情況復雜多變，存在破裂、錯口、脫節(jié)、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(jié)合當?shù)胤情_挖管道修復經(jīng)驗以及各種非開挖修復工藝的優(yōu)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(zhuǎn)整體修復法。

實際工程中，應(yīng)根據(jù)管道的實際情況來選擇最恰當?shù)男迯头绞?，以此來達到最好的修復效果[2]。

3.3.2 結(jié)構(gòu)性缺陷管道開挖修復

結(jié)構(gòu)性缺陷管道開挖修復技術(shù)，主要適用于嚴重破損、脫節(jié)、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(huán)境，引入專業(yè)挖掘設(shè)備，開挖管道鋪設(shè)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(nèi)襯水泥砂漿噴涂和聚脲噴涂法等，常用的涂層內(nèi)襯法為水泥基聚合物涂層修復技術(shù)[4]。原位固化法修復原理與管道相同，其施工前根據(jù)檢查井尺寸定制符合要求的內(nèi)襯管，然后通過原位固化翻轉(zhuǎn)施工，在檢查井內(nèi)襯重新內(nèi)襯一座整體的檢查井，采用的內(nèi)襯材料一般為聚酯纖維、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯等。此類工藝基本可修復目前國內(nèi)常見的檢查井結(jié)構(gòu)性缺陷，施工快速高效，效果可靠。缺點為修復前預(yù)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(nèi)襯法為水泥基聚合物涂層修復技術(shù)?？紤]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(zhí)行，因此在進行修復前需對檢查井進行預(yù)粉刷處理。噴涂法檢查井修復技術(shù)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(wǎng)管理系統(tǒng)構(gòu)建

管網(wǎng)管理系統(tǒng)構(gòu)建主要依賴大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建位置準確、拓撲清晰、設(shè)施完整的排水系統(tǒng)“一張圖”，以此達到市政排水管網(wǎng)設(shè)施的智能控制、實時監(jiān)測、動態(tài)更新、精細管理，實現(xiàn)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(nèi)澇、污水溢流等提供數(shù)據(jù)支撐。

（1）搭建排水綜合管理平臺。該平臺包括淤積監(jiān)測、管道沉降監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、閘門監(jiān)測、管網(wǎng)及河道流量監(jiān)測、氣體監(jiān)測、井蓋監(jiān)測、水位監(jiān)測、管網(wǎng)管理等子系統(tǒng)，并包括以下業(yè)務(wù)子系統(tǒng)：管網(wǎng)決策、模型模擬、報表管理、案卷管理、防汛監(jiān)測和管理、工程及安全臺賬管理、巡查管理、維修養(yǎng)護管理、泵站的設(shè)施/設(shè)備的臺賬管理等[5]。通過該平臺可實現(xiàn)對市政排水管網(wǎng)的有效監(jiān)督與科學運營，以此來達到“提質(zhì)增效”的目的。

（2）排水生產(chǎn)監(jiān)控平臺。該平臺主要用于泵站數(shù)據(jù)監(jiān)控，對泵站供電系統(tǒng)的濕溫度、工藝運行設(shè)備（臺時、故障信息、保護裝置、電量參數(shù)、軸溫、開停狀態(tài)等）、氣體、出水流量、液位（泵池、格柵池、進水池）等進行在線監(jiān)控。此外，結(jié)合調(diào)度需求，監(jiān)控人員可對空壓機、除臭設(shè)備、進出水閘門、格柵機、水泵等進行遠程控制，實現(xiàn)對各項關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)查詢、趨勢圖分析、統(tǒng)計、打印、導出等功能。

（3）移動端應(yīng)用。①管網(wǎng)數(shù)據(jù)查詢。管理人員可手持移動設(shè)備，系統(tǒng)會自行定位并查找周邊排水管網(wǎng)布置情況。②生產(chǎn)監(jiān)測。將污水處理廠、泵站、排水管網(wǎng)等排水設(shè)施的檢測數(shù)據(jù)傳輸至移動端。③設(shè)備二維碼掃描。在各項排水設(shè)施上張貼二維碼，管理人員通過掃碼來獲取對應(yīng)的信息，使管理更加便捷。④巡檢軌跡。管理系統(tǒng)會實時定位巡檢人員GPS（global positioning system，全球定位系統(tǒng)）軌跡信息，同步到服務(wù)器端，方便管理人員隨時調(diào)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(xiàn)場照片等形式，有利于管理人員借助巡檢報告來規(guī)劃后續(xù)的排水管網(wǎng)管理工作。⑥數(shù)據(jù)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(jié)語

綜上所述，本文以重慶市某區(qū)縣工業(yè)園區(qū)海綿城市建設(shè)為例，提出了其在制定提質(zhì)增效策略時面對的各項問題，并提出了相應(yīng)改造方案，構(gòu)建了管網(wǎng)管理系統(tǒng)，依靠各種信息化技術(shù)、平臺來實現(xiàn)對城市排水管網(wǎng)的綜合治理，以此促進排水管網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。