
報告人:黃勝
城市雨污管網不僅是水環境治理改善的核心問題之一,同時也與城市洪澇防控、城市公共衛生安全、城市道路安全等安全問題高度相關。中山大學土木工程學院副教授黃勝在報告中介紹了我國城市發展普遍面臨的洪澇防控挑戰、韌性防洪排澇體系建設實踐,以及中外典型城市深層隧道排水系統工程。
在污水管網與城市公共衛生安全命題中,他強調需要關注污水管網系統惡臭的產生與控制,加強維護、材料選擇等是重點。針對管網病害與道路塌陷的耦合關系,以及管網系統爆炸氣體產生的道路安全隱患等問題,黃勝表示,需改變建設規范標準空白、技術指導缺乏、管理各自為政、預處理能力滯后等情況,積極推進管網與城市安全防控技術體系的構建。
1 管網與城市洪澇防控
我國城市洪澇概況
整體上,我國是世界上洪澇災害頻發的國家之一,大約三分之二國土面積都可能發生不同類型和不同程度的洪澇災害。其成因較為復雜,一方面是受氣候變化影響,極端天氣增多,雨洪災害風險急劇上升。另一方面,我國城市防洪與治澇缺乏統籌,相關基礎設施及維護不到位,導致整體上處于“能力欠缺”狀況。
我國雨污管網狀況
總體上,“十三五”全國城市(含縣城)市政基礎設施固定資產總投資年平均2.33萬億元,其中排水設施年均1943億元,綜合管廊年均520億元;全國城鎮(含縣城、鄉、建制鎮)市政管網年均增長31.7萬公里,其中排水7.2萬公里。
“十四五”國家對管網發展的核心要求是:補齊短板,提升安全韌性。管網建設從增量市場,逐漸轉化為存量市場,在新建之外,大量老舊管網需要修復更新,帶來管網非開挖建設及修復、運維的市場機會。
案例:鄭州城市內澇系統化治理
鄭州市制定城市內澇治理系統化實施方案,遵循完善體系、突出重點、保障實施的原則,以問題和目標為雙重導向,從區域流域、城市和排水防澇設施層面剖析內澇成因,從流域區域洪澇“一體化”、城市排水防澇“一張網”、超標應急管理“一盤棋”三大韌性防洪排澇體系共同發力,科學確定系統化治理方案和建設任務。我們團隊參與其中部分基礎設施建設任務。
其中,金水河分洪管線工程涉及超大直徑JPCCP頂管工程——5.4 km雙排內徑4米JPCCP(預應力鋼筒混凝土管)管道頂進工程。
深層隧道排水系統
一些城市中心城區和老城區存在嚴重的洪澇、合流制溢流(CSO)污染、污水量激增等問題。近年來,隧道工程在世界范圍內受到關注,在一些發達國家城市得到應用。隧道多建于深層(30~50 m)地下,故也稱為深層隧道或深隧,起到調蓄輸送作用。
其中,武漢東湖建設的污水深隧系統已經投入使用,據報道,一年大概能實現4.5億方的污水調蓄能力。香港的港島西雨水排放隧道也是香港至今規模最大的防洪工程。
2 管網與城市公共衛生安全
供水管網與供水安全
國內供水管網存在以下問題:漏損率高、二次污染嚴重;初始設計存在缺陷,包括管材質量和地面沉降等;管道施工質量不佳;后期運行中出現多種問題,例如供水壓力超限等。
為解決這些管道問題,目前非開挖技術已經能夠滿足各種需求,包括檢測、整體修復、局部修復以及檢查井修復等。

污水管網腐蝕與惡臭
針對污水管網普遍存在的腐蝕與惡臭等情況,我們提倡定期進行清洗與維護,開展必要維修工作。在新建時注意管道材料,耐微生物腐蝕和耐水力沖刷是材料選擇的重要考慮因素。
3 管網與城市道路安全
管網病害與道路塌陷
目前,我國道路塌陷整體上夏季偏多、逐年遞增、發生區域較廣,具有隱蔽性、突發性、群發性、復發性和嚴重性等特點。
造成地面坍塌最主要的致災途徑為地下管線破裂。管道破裂引發滲漏問題,水流侵蝕其周圍的土壤進而導致地下水土流失形成空洞,最 后在工程施工擾動或地面荷載作用下造成地面坍塌。
管網系統爆炸氣體產生與道路安全
這一現象雖然不常見,但一旦發生,將造成較大的人員和生命財產損失。
2023年7月9日,南非約翰內斯堡地下因天然氣管道泄漏,發生地下管道爆炸事件,路面發生炸裂,導致20多輛汽車側翻或仰翻、1死48傷。
針對相關風險和影響因素,目前我國存在建設規范標準的空白,缺乏技術指導。盡管相關規范標準對污水處理及排放做了要求,但在地下排水道的防爆方面缺乏技術規范的規定。同時,管理機制失效,各自為政。
舉例來說,某我國東部城市發生了地下水道爆燃事故,原因是在已有的污水暗渠上面修建了輸油管道,之后又修建了馬路。這表明在建設輸油管道之前未充分了解地下情況。如果避開暗渠,燃油泄漏就不會進入下水道,從而避免事故發生。此外,還存在預處理能力滯后等問題。
管網與城市安全防控技術
首先,需要加強管線探測,通過管線探測儀在不破壞地面覆土情況下,快速準確探測地下自來水管道、金屬管道、電纜等的位置、走向、深度以及鋼質管道防腐層破損點的位置和大小。
其次,發現確診管道病態,開展管道內外修復工作。
第三、研發應用物聯網、大數據監測防控技術,實時動態監測地下管網相關數據,并納入“智慧城市”整體規劃。
素材來源:城科會水分會
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