老旧城区排水管道改造技术分析
李卫
咸宁市国土空间规划研究院 437000
一、引言
随着城市化进程的不断加快以及房地产政策的优化调整,老旧小区在城市建设发展中的地位愈发重要。老旧小区因建设年代久远,其排水管网普遍存在老化、腐蚀、渗漏等问题,同时管径过小、布局不合理等缺陷也使得排水能力严重不足。通过科学合理的技术改造,能够提升排水系统的性能,增强城市的防洪排涝能力,改善居民的生活环境,对于推动城市的可持续发展具有重要的现实意义。
二、老旧城区排水管道的主要问题
(一)管道破损、渗漏
老旧小区排水管道大多采用混凝土管道,长时间使用中在污水的化学腐蚀、土壤的物理作用以及地下水位变化等因素的影响下,管道会逐渐出现结构性、功能性破坏现象,如管道内壁产生裂缝、孔洞,导致污水渗漏,不仅污染地下水和土壤环境,还可能引发地面沉降等地质灾害。
(二)管径过小,排水能力不足
早期的排水管道设计标准较低,管径普遍较小,随着小区人口增加和生活水平提高,原有管道已无法满足现有排水要求。此外,商业活动的增加也导致污水排放量增多,管径过小使得污水在管道内流动缓慢,容易发生淤积,滋生细菌,产生异味,影响周边环境。
(三)管道布局不合理,易堵塞
受建设年代设计理念及建设标准等因素限制,老旧小区排水管道布局往往缺乏科学规划,存在管道走向不顺畅、坡度不合理、接口不严密等问题,导致水流在管道内流动阻力增大,容易形成涡流和死角,使得杂物和泥沙在管道内淤积,造成堵塞。同时,一些老旧城区的排水管道与其他地下管线交叉布置,施工过程中可能对排水管道造成破坏,进一步加剧管道堵塞和渗漏问题。
(四)施工环境复杂,改造难度大
老旧小区人众多、建筑密集、管线复杂,排水管道改造施工作业空间有限。在施工过程中,需要考虑对周边建构筑物及其他地下管线的安全影响,同时还要保证施工质量和出行需求,增加了施工难度和成本。
三、排水管道改造关键技术分析
(一)非开挖修复技术:高效微创的主流方案
非开挖修复技术凭借“不破坏地面、施工周期短”的优势,成为老旧小区管道改造的核心手段,主要包含三类工艺: ① CIPP 内衬法(原位固化法):通过翻转或牵引将浸树脂软管植入待修复管道,经加热或固化剂作用形成紧贴原管的内衬层。该技术适用于各类材质与形状管道,修复后耐腐蚀、密封性强,寿命可达 50 年以上,单条管道修复仅需 3-5 天。但需预处理清除管内杂物与积水,成本较高。②螺旋缠绕法:利用螺旋机将带状型材在管内缠绕成新管道,型材锁扣连接形成整体内衬。适用于大管径管道修复,内径缩减小、排水能力影响低,施工工艺简单且成本经济。但对管道椭圆度要求高,管道变形较大时适用性受限。
③ 紫外光固化修复:将浸光敏树脂软管插入管道后,通过紫外光灯照射实现快速固化(3-4 小时)。该技术固化时间短、质量稳定,适用于复杂场景,修复后管道耐腐蚀性能强,但需专用紫外设备,设备投资成本较高。
(二)局部修复技术:精准高效的微创处理
针对管道局部破损问题,局部修复技术可避免全管更换,降低改造成本:① 点状修复:通过修补器将环氧树脂等材料注入管道破损点,形成修补层以修复渗漏、裂缝等小范围损伤。技术操作简单、成本低,适用于强度要求不高的局部修复场景,但修复强度有限。②不锈钢发泡筒修复:将不锈钢发泡筒植入破损部位,注入发泡剂使其膨胀贴合管壁形成密封层。适用于接口渗漏、局部腐蚀等问题,具有密封性好、强度高、施工快捷(单点位修复仅需 1-2 小时)的特点,且无需开挖地面,环境影响小。
(三)管道扩容与更换技术:结构性缺陷的根治手段
当管道老化严重或布局不合理时,需通过扩容或更换彻底解决问题: ① 明挖施工:传统开挖式施工需暴露原有管道后拆除更换,适用于埋深较浅、环境开阔的场景。技术成熟、质量易控,但需破坏地面道路与建筑,对交通与居民生活影响大,施工周期长且成本高。②顶管施工:非开挖式管道更换技术,通过工作坑顶进设备将新管推入原位并破碎排出旧管。适用于埋深较深、穿越道路 / 河流等复杂环境,对周边影响小、施工速度快,但技术要求高,需专业队伍与设备,成本较高。
四、工程案例与技术选择建议
(一)工程案例分析
以咸宁市咸安区 2023 年某片区老旧小区改造项目为例,该项目涉及小区共计 33 个,建设年限为 1980\~2000 年,其排水管道以 d300-d600 混凝土排水管为主,排水体制均为合流排水,且普遍存在管体破裂、接口渗漏、油垢堵塞等问题,部分小区雨季低洼路段积水最深达 40cm 。项目实施前采用 CCTV 管道机器人检测发现,改片区排水管网存在结构性缺陷 127 处、功能性缺陷 89 处。
经梳理分析后确认,该项目33 个老旧小区中共有15 个小区存在作业空间不足、无法开挖埋管等情况。
项目改造中,该 15 个小区无法开挖埋管的小区采用紫外光固化 CIPP 内衬法修复 DN600 主管道共计 1.8 公里,内衬厚 8-12mm ,承压提升至 1.2MPa ;排水瓶颈段 DN400 支管以 HDPE 螺旋缠绕法扩容至 DN800,排水能力从 25L/s 提至68L/s ;32 处支管接口渗漏用不锈钢发泡筒修复,2 小时完成单点位修复;部署 15 套液位传感器接入智慧平台监测。改造后积水深度降至 5 厘米,疏通频率年均 1 次,投诉率降 92% ,非开挖修复管道总投资 860 万元,较明挖施工节约 35% 成本、缩短40 天工期。
(二)技术选择建议
从经济性看,非开挖局部修复成本较低,明挖与顶管适用于大规模更换扩容,需按损坏程度、预算选性价比方案;施工周期上,非开挖与局部修复适用于工期紧项目,明挖与顶管适用于工期宽松项目;环境影响方面,优先选非开挖与局部修复以减少对密集城区的影响;技术适用性上,依管道损坏情况与环境选技术,如非开挖修结构基本完好管道,局部修复处理局部损坏,扩容更换针对老化严重或布局不合理管道,智能化技术用于监测管理。
五、结论与展望
老旧小区排水管道改造对提升城市防洪排涝能力、改善居民生活质量意义重大。本文分析了咸宁市咸安区某片区管道老化、排水能力不足等主要问题,探讨了非开挖修复、局部修复、管道扩容与更换及智能化监测维护等技术的特点与适用条件,结合案例表明科学选技术、合理规划流程可有效提升排水系统可靠性。未来,改造技术将向智能化(物联网、大数据监测管理)、绿色化(环保材料应用)发展,为城市更新中排水管网改造提供更多可能性。
参考文献:
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