城市排水管道损坏与修复

张寅

【摘 要】“十三五”以来，我国进入快速城市化建设阶段，针对各项基础设施的完善迫在眉睫。排水管道系统是城市功能体系的重要组成部分，结合近年来国内大量城市出现“内涝”的现象，对城市排水管道损坏现象的摸排与修复工作迫在眉睫。本文中通过分析城市排水管道损坏的原因，进而提出有效的修复技术，以供参考借鉴。

【关键词】排水管道；损坏；修复；非开挖技术

“城市化”是我国社会经济、文化、科技等发展到一定水平的必然产物，其典型特征为城市规模日益扩大、城市人口日益增多，对城市各项功能系统形成的压力也更大，其中，源于人们生产生活及自然气候降雨降雪所形成的排水量不断提高，这造成现有城市排水管道系统更大的负荷，也导致维修、保养、疏通等方面面临着更大的挑战，一旦出现堵塞、断裂、大规模降雨等现象，城市就会因为无法及时排水而陷入“内涝”境地。

一、城市排水管道维护的重要意义

宏观层面，进入21世纪以来我国经济高速发展、人民群众生活水平不断提高，水作为一种生产、生活的必要資源，其消耗量也越来越大。由于历史原因，我国早期城市规划方面并未充分考虑排水系统的扩展性，在城市人口迅速增加的背景下，出现不堪重负的局面。同时，排水管道作为一种“隐性”功能设施，一经建成就很少进行维护，每个城市都存在不同程度的损坏现象，一旦出现拥堵或外部施压过大的情况，就容易造成排水系统的功能破坏，进而造成地面交通、通讯、生活等严重干扰，也严重影响了城市人文环境与生态环境。同时，我国城市整体发展过程，城市建筑与城市排水管道设施的发展也不平衡，大型多功能建筑、高层居住类建筑不断增加的同时，一些老城区建筑仍然长期存在，这造成同一城市空间内排水管道系统的严重差异，也会影响排水管道工作质量。

城市排水管道作为“城市生态系统”的有机组成部分，直接影响着城市的正常运转，以及生活、工作、学习等各方面的功能实现，鉴于此，需要明确排水管道损坏的原因，提供更为科学合理的修复技术。

二、城市排水管道损坏的原因剖析

客观上，造成城市管道损坏的诱因很多，较为常见的包括年久失修坍塌、工业废水腐蚀、生活废水堵塞、管道接口错位、接口流砂渗漏沉陷等；以损坏部位为基础划分，主要包括以下三个方面。

（一）沟槽损坏

第一，沟槽开挖造成的流砂层扰动。在管道上覆荷载的作用下，在某些薄弱区域将会产生相对较大的沉陷，导致管道接头拉裂，而管内外压力的不平衡又进一步加剧对流砂层的扰动冲刷，直至地基及管道损坏和路面下沉。

第二，沟槽回填造成的土层损失，特别是拔桩引起管沟地基的松动，由此造成管道的不均匀下沉，导致管道接头开裂。

第三，沟槽两侧不对称造成较大的水平位移或管道间错位，进而引发的坍塌、接头开裂等现象。

（二）外部应力

第一，施工过程中外界打桩震动，会造成外力积压导致粉砂液化、扰动，土体失去稳定结构，在超孔隙水消散之后，管道严重下沉，接头开裂。另外附近深基坑开挖，井点降水引起管道的不均匀沉降也会导致接头的开裂或窨井的严重下降。

第二，地面交通施加的重力作用，由于城市地面交通的压力越来越大，尤其是大型施工车辆的超载现象严重，造成窨井可能产生严重下沉，造成管道接头错位开裂。

（三）管道施工

一方面，在管道施工过程中出现的质量问题，如窨井的两水平轴线与管道轴线斜交或截管等。另一方面，我国部分城市中地下排水管道的早期接头多为刚性设计，抵抗不均匀沉降的能力很差，加之接头构造防水设计考虑较少，管道接头开裂漏水已存在先天不足。

三、城市排水管道修复技术

本质上，城市排水管道修复最为彻底的方案，是根据城市新规划进行重新铺设，并在这一过程中充分考虑现状需求和发展需求，保留技术、施工、功能等可扩展性。但考虑现实，我国城市规模差距较大、地方经济发展水平不同，尚不具备以修复城市排水管道为主导的城市规划建设，仍然以局部修复为主。在所采取的修复技术层面，目前国内也形成了相对成熟的体系，如大管修复中普遍采用PE聚绿乙烯内衬材料、PVC内环套、水泥注浆修复等，中小型管道的修复普遍采用“换、堵、包”等手段；整体上，传统的城市排水管修复技术都是建立在开挖形态之下的，这就造成了一个巨大的施工难题：城市功能的运行需要多个模块的相互支撑，一旦进行地面开挖修复排水管，势必影响供水、交通、通信等各方面的应用，也会对城市居民正常的工作、学习和生活带来困扰，出于“以人为本”的考虑，采取非开挖修复技术更科学合理。

（一）城市排水管道非开挖技术的优势

一言以蔽之，城市排水管道非开挖技术可以在完全不影响城市正常运转的情况下，实现对陈旧管道功能的修复与提升。

首先，该技术对城市环境影响较小，施工人员只需要在特定的位置施工即可，能够有效地避开城市交通线路。

其次，该技术施工较为简单，所采用的主要是液压设备，能够将施工噪声控制在标准要求以内，最大程度减小对城市居民的生活、工作和学习影响，并且施工周期较短，可以大规模节约成本费用。

再次，该技术能够规避施工破坏现象。传统的开挖修复过程中，很容易造成挖断管道的现象，造成排水管更为严重的渗漏问题，加大施工难度。非开挖技术根据排水管道的分布情况，提供针对性很强的修复方案，是一种破坏性较小的方式。

（二）城市排水管道非开挖修复技术的应用

结合目前我国城市排水管道非开挖技术修复应用现状，主要包括三种类型。

第一，软管内衬修复技术。该技术需要在原有的管道内侧涂抹一层热固性树脂，该树脂具有良好的内衬性能，铺设完毕后，需要进行合理的加热，保证树脂得到良好的固化，与排水管道进行有效结合，形成一薄层管道，通过运用软管内衬修复技术，能够保证排水管道断面更加平整，有效提高管道的流动率。

第二，U型内衬HDPE管修复技术。具体应用流程如下：（1）排水管道修复人员要选择直径比待修复管道小的HDPE管道，并利用专业设备将HDPE管直接压成U型，保证HDPE软管直径符合相关要求；（2）在水压或者气压的作用下，将U型HDPE管穿入到修复管道中，保证HDPE管与修复管道内侧紧密结合；（3）检测，修复完毕后，修复人员要结合HDPE管与待修复管道的贴合情况，进行合理的检测，如果发现HDPE管与修复管道之间的缝隙较大，修复人员需要进行二次修复。

第三，裂管法修复技术。裂管法修复技术主要指的是修复人员运用先进的破碎设备，将老旧管道破碎部分有效清除，可以直径将破碎的管道碎片压入周围土壤中，并引入新的排水管道，保证排水系统的安全运行。在修复陶瓷、水泥等排水管道时，应用裂管法修复技术能够起到良好的修复效果，城市排水管道修复人员在实际工作中，要结合管道的运行情况与管道直径，合理改进裂管法修复技术，从而保证裂管法修复技术得到更好的运用。

除了以上三种常用的非开挖修复技术之外，螺旋缠绕法也得到了实践验证，在一些城市中广泛推广。

四、结束语

总体而言，在“十三五”全面建成中国小康社会的规划目标下，城市排水管道修复应该要作为一项重点民生工程来抓，也可以纳入到地方政府的政绩考核体系中，这样才能确保城市排水管到更好、更积极地展开修复工作。在技术层面，非开挖修复技术是一种成本低、效率高、质量好的类型，但在应用过程中，需要结合该地区的地下水运行情况，选择合理的城市排水管道修复技术，从而保证城市排水系统能够更加安全的运行。

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