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【摘 要】近年来城市规模快速发展，原有城市排水管网已经不能满足要求。原有管网的管径、管材、管网布局都不能满足现有排水规模和城市发展的要求，急需进行管网改造。本文结合工程设计中遇到的市政设计，对管网改造工程中涉及的一些问题进行了初步探讨，提出了一些改造方案。
【关键词】 城市管网；地下管线；方案制定
1.前言
改革开放以来，我国城市建设取得了非常大的进步，市政建设也取得了很大的成绩。虽然国家很大一部分市政公用设施都在不停的发展改造，唯有地下管線的新旧问题严重，管径偏小、管材老化、管网布局不合理等问题突出。其中，很多老城区的主干道至今仍采用污废合流的管道，使得城市内河及周边河道变成犹如臭水沟，使行人望而却步，这不得不让行业同仁深思。可喜的是，随着城市发展水平的提高，国家领导人以及人民群众对环境要求原来越高，开始重视管网设施改造的工程，加大了改造力度。
地下管网设施由于其掩埋于地下的特殊性，导致各方面工作开展都很困难，这给我们排水工作者带来了挑战。其实管网设施改造在国外也得到了相当大的重视，如美国政府，已经决定在未来的几年将所有的老龄管线全部更新，目前他们这项工作正进行的如火如荼。近年来，各地相继开展了截污纳管及庭院改善工程。通过这些工程设计，对城市的管网改造及截污纳管提出一些自己的看法。
2.管网前期调查
现有管网建成时间久远，基础资料缺失，管线走向复杂，定位困难。因此在制定管网改造方案之前需对现有管网设施有个清晰的了解。了解越透彻，我们制定实施方案就越有把握，由于我国是发展中国家，经济实力不是特别强，先改造最需要改造的那部分排水管网是我们的当务之急。因此对排水管网现状的调查是我们目前管网改造的重点。下面我们探讨一些管网调查的方法：
2.1 向养护单位调查
我国大部分城市的排水设施都有专职的养护公司进行定期养护，养护公司专职的养护工作者通常对辖区内排水管线的使用状况了解比较清楚。尽管大部分一线养护工人可能文化层次不是很高，但是他们是社会的宝贵资源，因为他们对辖区内哪部分管道容易淤积，哪部分管道流量很大，甚至是管道的管龄他们都如数家珍。因此管网调查的第一步笔者认为除了调查管道的竣工图（老龄管大部分可能遗失）外就是对专业养护工人进行调查。这是信息来源成本最低的方法。
2.2 采用内窥摄像（CCTV）检测
在对管网状况进行初步筛选后，我们或许能将调查的范围暂时缩小，但为了科学的掌握排水管网的现状，我们需要结合先进的科学来对这部分排水管道进行调查。
目前排水管道检测国外常规的方法是对管道进行CCTV内窥检测，原理是通过摄像机器人对管道内部进行全线摄像检测，然后通过专业人士对管道状况进行评估从而确定排水管道的现状。这是目前国际上最科学的了解排水管网的方法。
管道内窥摄像检测，通过对排水管网内部全面深入的了解后，由专业的检测工程师对所有的影像资料进行判读，通过专业知识和专业软件多管道现状进行打分汇总，最后提交给决策者最醒目的数据。我们通过这些数据，就能够科学的全面了解管道的现状。目前，杭州和瑞安都采用了此方法进行了检测。为设计院提供了准确的信息，制定下一步改造方案。
3.改造方案的制定
针对管网的调查结果，我们可以晒选出当前急需改造的管网部分。可通过设计院或其他咨询机构对改造进行方案制定。通常改造方案有一下三种。
方案1 开挖
将原先管道更换成新管道，这套方案制定比较容易，但实施的压力会很大，因为更新管道通常处于旧城区，路面窄交通不便，开挖就注定了道路交通的短时隔断，如杭州市目前进行的庭院改善以及截污纳管工程，因为小区内车辆不多，且小区居民不对此项工作进行阻挠。而在瑞安，正因为小区居民的强烈反对，使得此项工作不得不停止。
方案2 非开挖加固修复
此方案目前在国内部分地区被使用到，适用于有其他地下管线干扰或交通不能隔断等不能进行开挖的情况。此方法是管线改造发展的趋势，未来可能会被大量使用。修复主要分破管修复和内衬修复两种。破管修复的原理与非开挖顶管原理相似，即通过钻杆将原管道破除的同时拉进一新管道，新管道的管径可以和原来的管径一样甚至比原来的管径更大。但此法使用前需要对管道周围其他管线进行探测，以免影响其它地下管线。内衬修复的原理则是在原管道内壁衬上一新管道，管道的管径比原管要小。但由于管材等原因可能新管的过水能力与原来相比并没有多大差异，此法的优点是施工对道路交通及其它地下的影响很小。但其缺点是在管道出现大的错位、变形的时候无法达到预期的效果。新管的管径、坡度等完全取决于旧管道的相关特性。
方案3 沿河对污染源进行截留
这种排水体制是最常见的一种方式，也在杭州实施中已初见成效，它利用现状管，节约了大量投资，消除了在城市道路上敷设污水管对交通的影响，解决了初期雨水的污染问题，并且易于实施，一定时期内不失为一种节约、快捷、有效的污水收集形式。具体作法是在污水截流干管前设置截流井，截流干管的管径根据截流倍数确定，旱季污水及初期雨水进入污水截流干管，当雨水量的增加超过了截流干管的输水能力时，部分污水与雨水便一同漫过截流井中的溢流堰进入河道，对水体产生污染。且有以下缺点：(1)适用于雨水稀少且排水受纳水体环境容量大，一定量的污水对河道不形成影响的地区。而浙江地区雨水较充沛，部分河道狭窄，污水混入水体后，对环境影响较大，所以实施具有局限性。 (2)计算污水截流干管的管径时，设计人员对合流管中的污水量估算不准，因而对管径和截流倍数的选择具有盲目性，造成混入水体的污水量过大，与自然水体的自净能力不匹配，形成污染。 (3)由于大量的雨水被截，影响了河道的自然循环及景观水位，据估算，城北污水收集系统旱季污水量约30万吨/日，考虑截流倍数的因素，雨季污水量约63万吨/日，这样更大的问题就暴露出来，即随着污水收集系统的完善，势必陷入新建设的污水处理厂设计容量不够的窘境，而在已确定的污水收集范围内再建污水处理厂的可能几乎为零。 (4)截流式污水收集系统由于雨水的稀释作用，大大降低了污水处理厂的进水浓度。据对已建成的截流式污水收集系统进水浓度调查，BOD5约为120毫克/升左右，COD约为250毫克/升左右，影响了污水生化处理的效果。
三种方案各有利弊，方案1能较好的处理好现有城市管网的问题，解决污水收集和管路破坏的问题，但花费较大，同时对当地的生产和生活有较大程度的影响；而方案2只是在局部地区实施，对当地的生产和生活影响不大，工期短，但因其效果不是很理想，往往做为辅助和应急方案进行；方案3是目前采用较多的方案，它能短时间内达到截污的目的，同时工期比方案二稍长，但对周边的影响不大。
4.结论
实际操作中，各个地方的建设布局、经济发展水平、地形地质等都有其特点。在实际工程设计、建设过程中，要针对实际情况进行分析，特别是省内各个城市区域不同，采用相应的单一方案或者各种方案的组合，考虑好经济因素和环境因素，尽量减少对周边的影响，最大程度上完成对地下管网的改造。
作者简介：
韩晔（1982.3出生）、女、籍贯（河北省承德市）、现任中国美术学院风景建筑设计研究院（邮编310012）助理工程师职务、工学学士学位、研究方向（市政给排水）。
【关键词】 城市管网；地下管线；方案制定
1.前言
改革开放以来，我国城市建设取得了非常大的进步，市政建设也取得了很大的成绩。虽然国家很大一部分市政公用设施都在不停的发展改造，唯有地下管線的新旧问题严重，管径偏小、管材老化、管网布局不合理等问题突出。其中，很多老城区的主干道至今仍采用污废合流的管道，使得城市内河及周边河道变成犹如臭水沟，使行人望而却步，这不得不让行业同仁深思。可喜的是，随着城市发展水平的提高，国家领导人以及人民群众对环境要求原来越高，开始重视管网设施改造的工程，加大了改造力度。
地下管网设施由于其掩埋于地下的特殊性，导致各方面工作开展都很困难，这给我们排水工作者带来了挑战。其实管网设施改造在国外也得到了相当大的重视，如美国政府，已经决定在未来的几年将所有的老龄管线全部更新，目前他们这项工作正进行的如火如荼。近年来，各地相继开展了截污纳管及庭院改善工程。通过这些工程设计，对城市的管网改造及截污纳管提出一些自己的看法。
2.管网前期调查
现有管网建成时间久远，基础资料缺失，管线走向复杂，定位困难。因此在制定管网改造方案之前需对现有管网设施有个清晰的了解。了解越透彻，我们制定实施方案就越有把握，由于我国是发展中国家，经济实力不是特别强，先改造最需要改造的那部分排水管网是我们的当务之急。因此对排水管网现状的调查是我们目前管网改造的重点。下面我们探讨一些管网调查的方法：
2.1 向养护单位调查
我国大部分城市的排水设施都有专职的养护公司进行定期养护，养护公司专职的养护工作者通常对辖区内排水管线的使用状况了解比较清楚。尽管大部分一线养护工人可能文化层次不是很高，但是他们是社会的宝贵资源，因为他们对辖区内哪部分管道容易淤积，哪部分管道流量很大，甚至是管道的管龄他们都如数家珍。因此管网调查的第一步笔者认为除了调查管道的竣工图（老龄管大部分可能遗失）外就是对专业养护工人进行调查。这是信息来源成本最低的方法。
2.2 采用内窥摄像（CCTV）检测
在对管网状况进行初步筛选后，我们或许能将调查的范围暂时缩小，但为了科学的掌握排水管网的现状，我们需要结合先进的科学来对这部分排水管道进行调查。
目前排水管道检测国外常规的方法是对管道进行CCTV内窥检测，原理是通过摄像机器人对管道内部进行全线摄像检测，然后通过专业人士对管道状况进行评估从而确定排水管道的现状。这是目前国际上最科学的了解排水管网的方法。
管道内窥摄像检测，通过对排水管网内部全面深入的了解后，由专业的检测工程师对所有的影像资料进行判读，通过专业知识和专业软件多管道现状进行打分汇总，最后提交给决策者最醒目的数据。我们通过这些数据，就能够科学的全面了解管道的现状。目前，杭州和瑞安都采用了此方法进行了检测。为设计院提供了准确的信息，制定下一步改造方案。
3.改造方案的制定
针对管网的调查结果，我们可以晒选出当前急需改造的管网部分。可通过设计院或其他咨询机构对改造进行方案制定。通常改造方案有一下三种。
方案1 开挖
将原先管道更换成新管道，这套方案制定比较容易，但实施的压力会很大，因为更新管道通常处于旧城区，路面窄交通不便，开挖就注定了道路交通的短时隔断，如杭州市目前进行的庭院改善以及截污纳管工程，因为小区内车辆不多，且小区居民不对此项工作进行阻挠。而在瑞安，正因为小区居民的强烈反对，使得此项工作不得不停止。
方案2 非开挖加固修复
此方案目前在国内部分地区被使用到，适用于有其他地下管线干扰或交通不能隔断等不能进行开挖的情况。此方法是管线改造发展的趋势，未来可能会被大量使用。修复主要分破管修复和内衬修复两种。破管修复的原理与非开挖顶管原理相似，即通过钻杆将原管道破除的同时拉进一新管道，新管道的管径可以和原来的管径一样甚至比原来的管径更大。但此法使用前需要对管道周围其他管线进行探测，以免影响其它地下管线。内衬修复的原理则是在原管道内壁衬上一新管道，管道的管径比原管要小。但由于管材等原因可能新管的过水能力与原来相比并没有多大差异，此法的优点是施工对道路交通及其它地下的影响很小。但其缺点是在管道出现大的错位、变形的时候无法达到预期的效果。新管的管径、坡度等完全取决于旧管道的相关特性。
方案3 沿河对污染源进行截留
这种排水体制是最常见的一种方式，也在杭州实施中已初见成效，它利用现状管，节约了大量投资，消除了在城市道路上敷设污水管对交通的影响，解决了初期雨水的污染问题，并且易于实施，一定时期内不失为一种节约、快捷、有效的污水收集形式。具体作法是在污水截流干管前设置截流井，截流干管的管径根据截流倍数确定，旱季污水及初期雨水进入污水截流干管，当雨水量的增加超过了截流干管的输水能力时，部分污水与雨水便一同漫过截流井中的溢流堰进入河道，对水体产生污染。且有以下缺点：(1)适用于雨水稀少且排水受纳水体环境容量大，一定量的污水对河道不形成影响的地区。而浙江地区雨水较充沛，部分河道狭窄，污水混入水体后，对环境影响较大，所以实施具有局限性。 (2)计算污水截流干管的管径时，设计人员对合流管中的污水量估算不准，因而对管径和截流倍数的选择具有盲目性，造成混入水体的污水量过大，与自然水体的自净能力不匹配，形成污染。 (3)由于大量的雨水被截，影响了河道的自然循环及景观水位，据估算，城北污水收集系统旱季污水量约30万吨/日，考虑截流倍数的因素，雨季污水量约63万吨/日，这样更大的问题就暴露出来，即随着污水收集系统的完善，势必陷入新建设的污水处理厂设计容量不够的窘境，而在已确定的污水收集范围内再建污水处理厂的可能几乎为零。 (4)截流式污水收集系统由于雨水的稀释作用，大大降低了污水处理厂的进水浓度。据对已建成的截流式污水收集系统进水浓度调查，BOD5约为120毫克/升左右，COD约为250毫克/升左右，影响了污水生化处理的效果。
三种方案各有利弊，方案1能较好的处理好现有城市管网的问题，解决污水收集和管路破坏的问题，但花费较大，同时对当地的生产和生活有较大程度的影响；而方案2只是在局部地区实施，对当地的生产和生活影响不大，工期短，但因其效果不是很理想，往往做为辅助和应急方案进行；方案3是目前采用较多的方案，它能短时间内达到截污的目的，同时工期比方案二稍长，但对周边的影响不大。
4.结论
实际操作中，各个地方的建设布局、经济发展水平、地形地质等都有其特点。在实际工程设计、建设过程中，要针对实际情况进行分析，特别是省内各个城市区域不同，采用相应的单一方案或者各种方案的组合，考虑好经济因素和环境因素，尽量减少对周边的影响，最大程度上完成对地下管网的改造。
作者简介：
韩晔（1982.3出生）、女、籍贯（河北省承德市）、现任中国美术学院风景建筑设计研究院（邮编310012）助理工程师职务、工学学士学位、研究方向（市政给排水）。