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摘要：文中對市政管道破損的原因進行了論述，結合福清市的排水管道改造工程，分析了市政排水管道存在的問題，并提出了具體對策，以達到提升管道排水能力、避免河道污染、改善城市環境的目的。
關鍵詞：排水管道；管道改造；管道修復
1市政管道破損原因分析
1.1管線腐化
市政管線腐化一般出現在老舊城區，因管道修建時間較早，且使用年限過長，受建造初期的技術限制，排水管道易被腐蝕。污水管道中容易生成各類有毒有害氣體，其中硫化氫是造成腐蝕的主要原因。硫化氫的生成機制與污水中有機物的厭氧降解有關。當硫化氫氣體從污水中逸出并與管道表面的冷凝水接觸，在微生物的作用下氧化生成硫酸。硫酸是一種強腐蝕性液體，會與混凝土中的氧化鈣、碳酸鈣發生化學反應，隨著反應的加劇，使管道表面出現石子、鋼筋外露等問題，管道表面變粗糙，承載能力下降。
1.2超載導致路面塌陷
因道路設計等級、施工質量等問題，重車頻繁行駛之后，造成路面塌陷，路面設施被損壞，如排水溝蓋板斷裂、雨水口坍塌、檢查井周坍塌。地下管線若覆土不足，經過重車的長期碾壓，會出現管線斷裂等問題。
1.3地鐵、管線施工造成的破壞
燃氣、電力、給水管線施工或地鐵施工時，因物探資料不足或施工技術落后，未按規范實施避讓原則，導致挖斷排水管道、管溝，破壞檢查井；回填土中含有較大石塊，碾壓時砸壞管道；樁基施工的振動、擠壓土體結構，土層受擾動沉降，致使管道接口開裂錯位，導致排水管滲漏。
2管道常用修復技術
管道修復技術可分為開挖施工和非開挖施工兩類。開挖施工即以開挖管槽的形式，對受損管道進行置換，適用于管道埋深較淺、管徑較小的排水管道。開挖施工的不足是破壞路面，若處于交通要道、繁華地區，會影響交通、日常的工商業活動。非開挖施工的特點是開挖量少，減少對交通、周邊建筑、居民出行活動的干擾，對于埋深大、管徑大的管道修復效益顯著，尤其適用管道結構性缺陷為破裂、變形、錯位、脫節、滲漏等情況。以下介紹非開挖施工管道修復技術［1］。
2.1聚乙烯材料修復
聚乙烯具有耐腐蝕、使用壽命長，用于修復的內襯管與原管道之間沒有間隙無需密封，適用于各類管道的長距離修復，主要的施工工藝有折疊變形法、熱拔法、冷軋法、Trolining修復系統等［2-3］。折疊變形法是將U形狀HDPE襯管置入管道內部，利用材料的形狀記憶特性，使其恢復原來的管道形狀。該工藝的特點是施工速度快，沒有連接接頭。熱拔法是將管道加熱，加熱后用壓輪拉拔內襯管，延長管道長度、減小管徑。就位之后，管道隨著溫度逐步下降恢復至原有的管徑，與原管道逐漸貼緊。冷軋法是利用液壓頂推裝置向滾軋機推送塑料管，適當減小管道直徑至便于置入受損管道內部，安裝就位后，再對襯管施加壓力，與原有管道緊密貼合［4］。Trolining修復系統適用于150~1600mm管徑排水管道的修復，也適用于不規則斷面形狀的管道，可提供不同的變形組合。內襯管道是圓柱狀的HDPE元件，元件表面有凸起，通過注漿充滿凸起物與舊管道之間環形空間，注入的漿液是一種高強度材料，可以使內襯牢固就位［5］。
2.2基于液體固化材料的原位固化修復
代表性的材料有水泥砂漿、聚酯樹脂、環氧樹脂或乙烯基樹脂。樹脂類可使用含鈷化合物或有機物過氧化合物作為催化劑來加速樹脂的固化，進行聚合反應形成高分子化合物。該技術的最大優點是不需要大的作業坑，可以通過任意彎頭和變徑管，甚至可以在三通、閥門等情況下進行管道的修復施工。聚合物水泥沙漿修復技術則以修復液體類管道為主，可以適應較寬尺寸范圍的管道［6-7］。
3排水管道改造案例
3.1工程概況
福清市中環街（清昌大道-景觀大道）現狀為已建設道路，位于福清市龍江北側、虎溪西側，在融元污水處理廠服務片區范圍內。道路下敷設有雨水管、污水管、路燈線路、給水管、燃氣線、通信線等?，F狀雨水管主管管徑為DN500~DN1000，雨水支管管徑為DN400~DN600，主要敷設于人行道下。污水管主管管徑為DN400，主要敷設于車行道和人行道下。污水管支管管徑為DN200~300，敷設于人行道下。雨水管道埋深為0.6~4.3m，污水管道埋深為0.9~5.0m，雨污水主管管材均為鋼筋混凝土管，支管為塑料管或鋼筋混凝土管。
3.2CCTV檢測存在問題
（1）雨污管道混接14處，其中周圍店面污水接入雨水管13處，污水管接入雨水管2處（其中一處同時有污水管和對面接戶管混接），雨水篦接入污水管2處。（2）管道三四級缺陷共53處，其中結構性缺陷47處，功能性缺陷6處。（3）污水管存在倒坡段，共3段，有1處DN400管道以管底平接方式接入DN1200管道。（4）檢測到的結構性病害主要有破損、變形、錯口、腐蝕，功能性病害主要有結垢、障礙物。
3.3管網修復工作重點
根據CCTV檢測結果，管網修復工作包括［8-9］：（1）排水管網混接、錯接點改造。（2）排水管網修復，根據排查缺陷報告，結合管網的結構性和功能性缺陷的等級情況，對排水功能的影響大小，是否危及道路安全以及管網所在的區域情況，對排水主管網進行改造修復，主要針對現狀排水管網存在三、四級缺陷的管道進行修復。（3）倒坡段、易澇點整治。
3.4具體修復方案
管道缺陷是否需要修復應具備以下條件之一：兩個檢查井之間三、四級缺陷大于等于三處或管徑小于DN300的排水管道。管道缺陷較大程度削弱管道的過水斷面和過流能力，影響排水安全性，例如4級樹根、4級障礙物、4級變形。管道缺陷會造成管道周邊土體流失，影響道路安全性，比如4級破裂，4級錯口。缺陷處理原則：現狀排水管道出現結構性病害時優先考慮開挖修復，在現狀無開挖條件時可采用非開挖修復。管道出現4級樹根穿刺的時候應開挖更換受損管道，并應在新建管道外側采取混凝土滿包保護。兩個檢查井之間管道3、4級缺陷數量大于等于3處定義為嚴重受損管道，應原位翻建新管道。管道順坡錯口和脫節可采用非開挖修復，當現狀為逆坡錯口和脫節必須采用開挖修復。開挖和非開挖均適用時應該以不影響交通為第一條件，其次考慮經濟性和施工難度。當缺陷采用原位翻建新管道時，將缺陷管道開挖廢除后重新敷設新管，管道坡道采用原設計坡度，管道基礎采用原設計管道基礎。（1）雨水排水系統缺陷修復［10］：中環街雨水主管缺陷較少，管徑大，埋深較深，以非開挖修復為主。雨水口連接管及雨水接戶管缺陷均以開挖修復為主，管段中段障礙物（DN1000）的管道采用開挖修復方式。（2）污水排水系統缺陷修復［11］：中環街東側道路南側污水主管存在嚴重倒坡現象，以及有DN400管底平接接入DN1200，管道淤水較為嚴重，且部分管段檢查井磚塊脫落，存在坍塌風險，故采用全段開挖修復，并將DN400管徑置換為DN500，增強排水能力。其余管段缺陷大于等于3個或者管徑小于DN300，采用開挖修復，缺陷少于3個的污水主管采用非開挖點修復。污水支管管徑小、埋深淺，采用開挖修復為主。（3）混接錯接改造：中環街周圍店面污水接入雨水管13處，污水管接入雨水管2處（其中一處同時有污水管和對面接戶管混接），采用封堵原管處理措施，商戶污水管就近接入污水檢查井。雨水篦接入污水管2處，封堵原管，就近接入雨水檢查井。易澇點一處，在此處新增雨水口，并就近接入雨水檢查井。
3.5管線開挖方案
開挖深度小于等于1.2m，采用直槽開挖。1.2~2.5m采用放坡開挖，放坡系數取0.33。2.5~3m采用槽鋼支護開挖。3~5m采用拉伸鋼板樁支護開挖。共計開挖恢復車行道約43m2，人行道約1776m2（含接戶預留400m2）。
3.6管材、附屬構筑物
3.6.1道路沿線排水主管管材
依據《福州市市政排水設施工程質量管理辦法（試行）》（榕政辦［2018］185號）第十條，管徑≤600mm的污水管（含截污管）采用球墨鑄鐵管，本次設計排水主管采用排水用球墨鑄鐵管，橡膠圈承插連接。管材質量不低于GB/T26081-2010《污水用球墨鑄鐵管、管件和附件》標準。
3.6.2接戶管管材
因兩側多為商鋪店面，為避免后期出現亂排混接情況，本次預留800m接戶管，接戶管采用DN200的PVC-U排水管，膠粘承插式連接，其性能應符合GB/T20221-2006《無壓埋地排污、排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》要求，環剛度≥8kN/m2，其物理性能應滿足相應的技術規程要求。
3.6.3檢查井
本次設計雨水、污水檢查井，采用現澆或預制鋼筋混凝土檢查井。
3.6.4雨水口
雨水口均采用預制混凝土單篦式雨水口。
4結語
城市市政排水管道的有效運行是保障市民生活質量和城市環境的重要環節，在管道改造項目中，應以問題為導向，有針對性地提出合理的改造修復措施，從源頭上做好雨污分流工作，提升管道排水能力，避免污水污染，改善城市環境?，F狀建筑，改造成深度療愈民宿?；貎冗€設置了包括生態廁所、避雨亭廊、活動平臺、座椅、瞭望塔等休憩服務設施，同時配備了完善的標識系統，滿足功能性、系統性、識別性目標。
作者：向成 單位：中國城市建設研究院有限公司福建分院
