摘要：文中对市政管道破损的原因进行了论述，结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问题，并提出了具体对策，以达到提升管道排水能力、避免河道污染、改善城市环境的目的。
关键词：排水管道；管道改造；管道修复
1市政管道破损原因分析
1.1管线腐化
市政管线腐化一般出现在老旧城区，因管道修建时间较早，且使用年限过长，受建造初期的技术限制，排水管道易被腐蚀。污水管道中容易生成各类有毒有害气体，其中硫化氢是造成腐蚀的主要原因。硫化氢的生成机制与污水中有机物的厌氧降解有关。当硫化氢气体从污水中逸出并与管道表面的冷凝水接触，在微生物的作用下氧化生成硫酸。硫酸是一种强腐蚀性液体，会与混凝土中的氧化钙、碳酸钙发生化学反应，随着反应的加剧，使管道表面出现石子、钢筋外露等问题，管道表面变粗糙，承载能力下降。
1.2超载导致路面塌陷
因道路设计等级、施工质量等问题，重车频繁行驶之后，造成路面塌陷，路面设施被损坏，如排水沟盖板断裂、雨水口坍塌、检查井周坍塌。地下管线若覆土不足，经过重车的长期碾压，会出现管线断裂等问题。
1.3地铁、管线施工造成的破坏
燃气、电力、给水管线施工或地铁施工时，因物探资料不足或施工技术落后，未按规范实施避让原则，导致挖断排水管道、管沟，破坏检查井；回填土中含有较大石块，碾压时砸坏管道；桩基施工的振动、挤压土体结构，土层受扰动沉降，致使管道接口开裂错位，导致排水管渗漏。
2管道常用修复技术
管道修复技术可分为开挖施工和非开挖施工两类。开挖施工即以开挖管槽的形式，对受损管道进行置换，适用于管道埋深较浅、管径较小的排水管道。开挖施工的不足是破坏路面，若处于交通要道、繁华地区，会影响交通、日常的工商业活动。非开挖施工的特点是开挖量少，减少对交通、周边建筑、居民出行活动的干扰，对于埋深大、管径大的管道修复效益显著，尤其适用管道结构性缺陷为破裂、变形、错位、脱节、渗漏等情况。以下介绍非开挖施工管道修复技术［1］。
2.1聚乙烯材料修复
聚乙烯具有耐腐蚀、使用寿命长，用于修复的内衬管与原管道之间没有间隙无需密封，适用于各类管道的长距离修复，主要的施工工艺有折叠变形法、热拔法、冷轧法、Trolining修复系统等［2-3］。折叠变形法是将U形状HDPE衬管置入管道内部，利用材料的形状记忆特性，使其恢复原来的管道形状。该工艺的特点是施工速度快，没有连接接头。热拔法是将管道加热，加热后用压轮拉拔内衬管，延长管道长度、减小管径。就位之后，管道随着温度逐步下降恢复至原有的管径，与原管道逐渐贴紧。冷轧法是利用液压顶推装置向滾轧机推送塑料管，适当减小管道直径至便于置入受损管道内部，安装就位后，再对衬管施加压力，与原有管道紧密贴合［4］。Trolining修复系统适用于150~1600mm管径排水管道的修复，也适用于不规则断面形状的管道，可提供不同的变形组合。内衬管道是圆柱状的HDPE元件，元件表面有凸起，通过注浆充满凸起物与旧管道之间环形空间，注入的浆液是一种高强度材料，可以使内衬牢固就位［5］。
2.2基于液体固化材料的原位固化修复
代表性的材料有水泥砂浆、聚酯树脂、环氧树脂或乙烯基树脂。树脂类可使用含钴化合物或有机物过氧化合物作为催化剂来加速树脂的固化，进行聚合反应形成高分子化合物。该技术的最大优点是不需要大的作业坑，可以通过任意弯头和变径管，甚至可以在三通、阀门等情况下进行管道的修复施工。聚合物水泥沙浆修复技术则以修复液体类管道为主，可以适应较宽尺寸范围的管道［6-7］。
3排水管道改造案例
3.1工程概况
福清市中环街（清昌大道-景观大道）现状为已建设道路，位于福清市龙江北侧、虎溪西侧，在融元污水处理厂服务片区范围内。道路下敷设有雨水管、污水管、路灯线路、给水管、燃气线、通信线等。现状雨水管主管管径为DN500~DN1000，雨水支管管径为DN400~DN600，主要敷设于人行道下。污水管主管管径为DN400，主要敷设于车行道和人行道下。污水管支管管径为DN200~300，敷设于人行道下。雨水管道埋深为0.6~4.3m，污水管道埋深为0.9~5.0m，雨污水主管管材均为钢筋混凝土管，支管为塑料管或钢筋混凝土管。
3.2CCTV检测存在问题
（1）雨污管道混接14处，其中周围店面污水接入雨水管13处，污水管接入雨水管2处（其中一处同时有污水管和对面接户管混接），雨水篦接入污水管2处。（2）管道三四级缺陷共53处，其中结构性缺陷47处，功能性缺陷6处。（3）污水管存在倒坡段，共3段，有1处DN400管道以管底平接方式接入DN1200管道。（4）检测到的结构性病害主要有破损、变形、错口、腐蚀，功能性病害主要有结垢、障碍物。
3.3管网修复工作重点
根据CCTV检测结果，管网修复工作包括［8-9］：（1）排水管网混接、错接点改造。（2）排水管网修复，根据排查缺陷报告，结合管网的结构性和功能性缺陷的等级情况，对排水功能的影响大小，是否危及道路安全以及管网所在的区域情况，对排水主管网进行改造修复，主要针对现状排水管网存在三、四级缺陷的管道进行修复。（3）倒坡段、易涝点整治。
3.4具体修复方案
管道缺陷是否需要修复应具备以下条件之一：两个检查井之间三、四级缺陷大于等于三处或管径小于DN300的排水管道。管道缺陷较大程度削弱管道的过水断面和过流能力，影响排水安全性，例如4级树根、4级障碍物、4级变形。管道缺陷会造成管道周边土体流失，影响道路安全性，比如4级破裂，4级错口。缺陷处理原则：现状排水管道出现结构性病害时优先考虑开挖修复，在现状无开挖条件时可采用非开挖修复。管道出现4级树根穿刺的时候应开挖更换受损管道，并应在新建管道外侧采取混凝土满包保护。两个检查井之间管道3、4级缺陷数量大于等于3处定义为严重受损管道，应原位翻建新管道。管道顺坡错口和脱节可采用非开挖修复，当现状为逆坡错口和脱节必须采用开挖修复。开挖和非开挖均适用时应该以不影响交通为第一条件，其次考虑经济性和施工难度。当缺陷采用原位翻建新管道时，将缺陷管道开挖废除后重新敷设新管，管道坡道采用原设计坡度，管道基础采用原设计管道基础。（1）雨水排水系统缺陷修复［10］：中环街雨水主管缺陷较少，管径大，埋深较深，以非开挖修复为主。雨水口连接管及雨水接户管缺陷均以开挖修复为主，管段中段障碍物（DN1000）的管道采用开挖修复方式。（2）污水排水系统缺陷修复［11］：中环街东侧道路南侧污水主管存在严重倒坡现象，以及有DN400管底平接接入DN1200，管道淤水较为严重，且部分管段检查井砖块脱落，存在坍塌风险，故采用全段开挖修复，并将DN400管径置换为DN500，增强排水能力。其余管段缺陷大于等于3个或者管径小于DN300，采用开挖修复，缺陷少于3个的污水主管采用非开挖点修复。污水支管管径小、埋深浅，采用开挖修复为主。（3）混接错接改造：中环街周围店面污水接入雨水管13处，污水管接入雨水管2处（其中一处同时有污水管和对面接户管混接），采用封堵原管处理措施，商户污水管就近接入污水检查井。雨水篦接入污水管2处，封堵原管，就近接入雨水检查井。易涝点一处，在此处新增雨水口，并就近接入雨水检查井。
3.5管线开挖方案
开挖深度小于等于1.2m，采用直槽开挖。1.2~2.5m采用放坡开挖，放坡系数取0.33。2.5~3m采用槽钢支护开挖。3~5m采用拉伸钢板桩支护开挖。共计开挖恢复车行道约43m2，人行道约1776m2（含接户预留400m2）。
3.6管材、附属构筑物
3.6.1道路沿线排水主管管材
依据《福州市市政排水设施工程质量管理办法（试行）》（榕政办［2018］185号）第十条，管径≤600mm的污水管（含截污管）采用球墨铸铁管，本次设计排水主管采用排水用球墨铸铁管，橡胶圈承插连接。管材质量不低于GB/T26081-2010《污水用球墨铸铁管、管件和附件》标准。
3.6.2接户管管材
因两侧多为商铺店面，为避免后期出现乱排混接情况，本次预留800m接户管，接户管采用DN200的PVC-U排水管，胶粘承插式连接，其性能应符合GB/T20221-2006《无压埋地排污、排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》要求，环刚度≥8kN/m2，其物理性能应满足相应的技术规程要求。
3.6.3检查井
本次设计雨水、污水检查井，采用现浇或预制钢筋混凝土检查井。
3.6.4雨水口
雨水口均采用预制混凝土单篦式雨水口。
4结语
城市市政排水管道的有效运行是保障市民生活质量和城市环境的重要环节，在管道改造项目中，应以问题为导向，有针对性地提出合理的改造修复措施，从源头上做好雨污分流工作，提升管道排水能力，避免污水污染，改善城市环境。现状建筑，改造成深度疗愈民宿。基地内还设置了包括生态厕所、避雨亭廊、活动平台、座椅、瞭望塔等休憩服务设施，同时配备了完善的标识系统，满足功能性、系统性、识别性目标。
作者：向成 单位：中国城市建设研究院有限公司福建分院
