王左良

（重慶市設(shè)計(jì)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(xiàng)挑戰(zhàn)與問題，以此為導(dǎo)向來制定與落實(shí)提質(zhì)增效策略，保證排水管網(wǎng)的高效運(yùn)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(shí)序長、建設(shè)單位不統(tǒng)一、多部門養(yǎng)護(hù)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(yán)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(yán)重。④管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)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(jì)要點(diǎn)：①整合和收集建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、檔案管理單位、養(yǎng)護(hù)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(biāo)高、系統(tǒng)關(guān)系等，制定科學(xué)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(biāo)等屬性，確定產(chǎn)權(quán)單位、養(yǎng)護(hù)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(jià)其健康狀況，制定合理的排水設(shè)施改造修復(fù)方案。④結(jié)合以上掌握的各項(xiàng)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(diǎn)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(gè)內(nèi)澇嚴(yán)重的積水點(diǎn)，雨污混排較嚴(yán)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(huì)現(xiàn)有排水管網(wǎng)資料嚴(yán)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(zé)不清。④根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，由于施工過程不規(guī)范，導(dǎo)致的管網(wǎng)施工圖紙與實(shí)際情況存在較大出入，雨污混接情況嚴(yán)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(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的排水管網(wǎng)鋪設(shè)情況進(jìn)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(yùn)行狀況，再對其加以模型分析、綜合調(diào)度。

以儀器探測與實(shí)地調(diào)查結(jié)合的方式來展開地下管線點(diǎn)測量，在測量之前，收集標(biāo)有管線點(diǎn)、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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)）、常規(guī)RTK、全站儀極坐標(biāo)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(zhǔn)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(dāng)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(jī)器人（pipeline endoscopy camera,CCTV）檢測、管道聲吶檢測。具體檢測流程如下：實(shí)地勘探、整理資料→設(shè)計(jì)檢測方案與調(diào)水計(jì)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(bào)告。分析最終片區(qū)排水管網(wǎng)的檢測和評估報(bào)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(fù)整治，以高水平的修復(fù)技術(shù)來確保管網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)行。

3.1 雨污混接點(diǎn)改造

根據(jù)項(xiàng)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(diǎn)，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(diǎn)的改造中，項(xiàng)目主要采用工程措施，分析雨污混接點(diǎn)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(jìn)行改造。

除了對已建成排水管網(wǎng)中雨污混接點(diǎn)進(jìn)行改造，在新建項(xiàng)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(diǎn)：①加強(qiáng)規(guī)劃統(tǒng)籌。明確政府應(yīng)當(dāng)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(xiàng)規(guī)劃、制訂排水設(shè)施建設(shè)和改造實(shí)施計(jì)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(shí)行雨污分流制。規(guī)定建設(shè)項(xiàng)目單位和個(gè)人應(yīng)當(dāng)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(shí)”建設(shè)要求。規(guī)定建設(shè)項(xiàng)目配套建設(shè)的排水設(shè)施應(yīng)當(dāng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用，并實(shí)施同步改造。④加強(qiáng)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(shí)進(jìn)行監(jiān)管，嚴(yán)格按照相關(guān)要求執(zhí)行。⑤細(xì)化竣工驗(yàn)收要求。對建設(shè)單位在竣工驗(yàn)收前委托第三方檢測排水管網(wǎng)、在竣工驗(yàn)收時(shí)通知主管部門參加、在竣工驗(yàn)收合格后將檔案資料報(bào)送備案等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)定。

3.2 功能性缺陷管道修復(fù)

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(yàn)時(shí)砌筑的封堵用臨時(shí)磚墻或遺留物、單根樹根或樹根群自然生長進(jìn)入管道等。常用的修復(fù)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(fù)處理方可根據(jù)實(shí)際需要以及當(dāng)?shù)毓芫W(wǎng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平選用人工清掏、射水疏通進(jìn)行處理。

3.3 結(jié)構(gòu)性缺陷管道修復(fù)

管道結(jié)構(gòu)性缺陷主要修復(fù)方式分為開挖修復(fù)與非開挖修復(fù)。在進(jìn)行修復(fù)改造時(shí)，要因時(shí)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(shí)施的結(jié)構(gòu)性缺陷修復(fù)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(yán)重阻礙交通的管段，選用合理的非開挖管道修復(fù)技術(shù)進(jìn)行改造。

3.3.1 結(jié)構(gòu)性缺陷管道非開挖修復(fù)

非開挖修復(fù)工程量小、對周邊環(huán)境干擾小，具有較高的經(jīng)濟(jì)收益、社會(huì)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(jī)械制螺旋纏繞法、不銹鋼套筒法、點(diǎn)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(bào)告，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)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(fù)雜多變，存在破裂、錯(cuò)口、脫節(jié)、起伏等缺陷，需要非開挖修復(fù)工藝能滿足解決本工程復(fù)雜多變的情況。結(jié)合當(dāng)?shù)胤情_挖管道修復(fù)經(jīng)驗(yàn)以及各種非開挖修復(fù)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)、適用情況（如穿插法等不能修復(fù)彎曲管道）、工藝的成熟性和修復(fù)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(diǎn)狀修復(fù)法、短管置換法、CIPP水翻轉(zhuǎn)整體修復(fù)法。

實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)管道的實(shí)際情況來選擇最恰當(dāng)?shù)男迯?fù)方式，以此來達(dá)到最好的修復(fù)效果[2]。

3.3.2 結(jié)構(gòu)性缺陷管道開挖修復(fù)

結(jié)構(gòu)性缺陷管道開挖修復(fù)技術(shù)，主要適用于嚴(yán)重破損、脫節(jié)、錯(cuò)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(jià)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(fù)與更換之后，再填槽[3]。

3.4 檢查井修復(fù)

檢查井修復(fù)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(fù)技術(shù)[4]。原位固化法修復(fù)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(fù)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(diǎn)為修復(fù)前預(yù)處理要求較高，前期處理工作時(shí)間較長。

本項(xiàng)目檢查井修復(fù)采用涂層內(nèi)襯法為水泥基聚合物涂層修復(fù)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(fù)，修復(fù)工藝建立在井壁大致平整前提下執(zhí)行，因此在進(jìn)行修復(fù)前需對檢查井進(jìn)行預(yù)粉刷處理。噴涂法檢查井修復(fù)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(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建位置準(zhǔn)確、拓?fù)淝逦?、設(shè)施完整的排水系統(tǒng)“一張圖”，以此達(dá)到市政排水管網(wǎng)設(shè)施的智能控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測、動(dòng)態(tài)更新、精細(xì)管理，實(shí)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(tái)。該平臺(tái)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(bào)表管理、案卷管理、防汛監(jiān)測和管理、工程及安全臺(tái)賬管理、巡查管理、維修養(yǎng)護(hù)管理、泵站的設(shè)施/設(shè)備的臺(tái)賬管理等[5]。通過該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對市政排水管網(wǎng)的有效監(jiān)督與科學(xué)運(yùn)營，以此來達(dá)到“提質(zhì)增效”的目的。

（2）排水生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)。該平臺(tái)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(yùn)行設(shè)備（臺(tái)時(shí)、故障信息、保護(hù)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(jìn)水池）等進(jìn)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(jī)、除臭設(shè)備、進(jìn)出水閘門、格柵機(jī)、水泵等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)查詢、趨勢圖分析、統(tǒng)計(jì)、打印、導(dǎo)出等功能。

（3）移動(dòng)端應(yīng)用。①管網(wǎng)數(shù)據(jù)查詢。管理人員可手持移動(dòng)設(shè)備，系統(tǒng)會(huì)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(dòng)端。③設(shè)備二維碼掃描。在各項(xiàng)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(huì)實(shí)時(shí)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(shí)調(diào)取巡檢人員的歷史巡檢軌跡、實(shí)時(shí)位置。⑤巡檢報(bào)告。巡檢人員可借助移動(dòng)端來上報(bào)其在巡檢時(shí)遇到的各種狀況，報(bào)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(bào)告來規(guī)劃后續(xù)的排水管網(wǎng)管理工作。⑥數(shù)據(jù)報(bào)警。及時(shí)將各種報(bào)警信息上傳至移動(dòng)終端，避免巡檢人員在巡檢時(shí)遭遇危險(xiǎn)，亦可讓巡檢人員點(diǎn)擊報(bào)警界面直接報(bào)警，避免問題與損失進(jìn)一步擴(kuò)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(shí)面對的各項(xiàng)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(tái)來實(shí)現(xiàn)對城市排水管網(wǎng)的綜合治理，以此促進(jìn)排水管網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。