老旧城区排水管网改造方案 非开挖技术解决内涝 智慧运维保障排水-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-10-09 | 14 次浏览 | 分享到:
针对老旧城区 “重地上、轻地下” 导致的排水管网老化、管径不足、内涝积水等问题,本文从前期精准评估、技术适配选型、施工组织优化、后期长效运维四个维度,提出科学改造方案。前期通过多技术排查摸清管网 “家底”,结合未来需求设定目标并划分改造优先级;技术上优先采用非开挖技术,融合海绵城市理念;施工中优化时间安排与现场管理,保护地下管线;后期建立定期检测、智慧化管理与居民参与的长效机制。实践案例显示,改造后排水能力提升 60%,内涝次数清零,雨污分流率达 92%,实现 “排水能力提升” 与 “居民生活保障” 双赢。

老旧城区作为城市发展的 “历史缩影”,受早期 “重地上建设、轻地下配套” 理念影响,排水管网普遍存在 “先天不足”—— 管材老化(多为混凝土管、灰口铸铁管,使用年限超 30 年)、管径偏小(难以承载当前人口与产业扩张后的排水需求)、管网错接混流严重,每逢降雨易出现内涝积水,不仅影响居民出行安全,还可能因污水外渗污染土壤与地下水。然而,老旧城区人口密度高、道路狭窄、地下管线复杂(燃气、电力、通信管线交错),传统 “大开大挖” 改造模式易导致交通拥堵、居民生活不便,甚至引发地下管线安全事故。因此,需从 “精准评估、技术适配、施工优化、长效运维” 四个维度,制定科学的更新改造方案,在最小化对居民生活影响的前提下,彻底解决排水能力滞后问题。


一、前期精准评估:摸清管网 “家底”,避免盲目改造

老旧城区排水管网改造的首要前提是 “摸清现状”,通过多技术融合的排查手段,明确管网老化程度、管径匹配度、病害类型与分布,为改造方案制定提供精准依据,避免 “一刀切” 式盲目施工。


(一)多维度管网检测:定位病害与瓶颈

采用 “管道检测机器人(CCTV)+ 声呐探测 + 水质流量监测” 的组合方式,全面掌握管网现状:


管道检测机器人(CCTV):对管径≥300mm 的管网,采用带高清摄像头的 CCTV 机器人进入管道内部,直观拍摄管壁腐蚀、裂缝、孔洞、沉积物淤积等病害,通过 AI 算法自动识别病害等级(如轻度腐蚀、中度裂缝、重度塌陷),并标注具体位置(如某路段 DN500 混凝土管 K2+150 处存在 750px 长裂缝);

声呐探测:对管径<300mm 的支管或积水严重无法进入的管网,采用声呐探测仪,通过声波反射原理检测管道内沉积物厚度、管道变形情况,避免因管道堵塞导致改造后排水能力仍不达标;

水质流量监测:在管网关键节点(如小区出口、主干管交汇处)布设流量计与水质传感器,监测晴天与雨天的流量变化、水质指标(如 COD、SS),判断管网是否存在错接混流(如雨水管网晴天有污水流入)、排水瓶颈(如某路段流量长期超设计值)。


例如,某老旧城区通过为期 2 个月的排查,发现 60% 的管网存在中度以上腐蚀,25% 的支管管径仅 DN300(当前排水需求需 DN400),8 处主干管存在沉积物淤积(厚度超管径 1/3),为后续改造优先级划分提供了数据支撑。


(二)需求预测与改造目标设定:匹配未来发展

结合老旧城区人口规模、产业结构调整(如退工进商、老旧小区改造)、气候变化(如短时强降雨频次增加),预测未来 5-10 年的排水需求,设定差异化改造目标:


短期目标(1-2 年):解决 “急难愁盼” 问题,对严重影响居民生活的内涝点、污水外渗点优先改造,确保雨天无大面积积水(积水深度<125px、持续时间<1 小时),污水不外渗污染环境;

中期目标(3-5 年):实现管网功能达标,主干管管径满足 5 年一遇降雨排水需求,支管管径满足 3 年一遇降雨需求,雨污分流率达 90% 以上,彻底消除黑臭水体;

长期目标(5-10 年):构建 “韧性排水系统”,结合海绵城市建设,实现管网与雨水调蓄设施协同运行,可抵御 10 年一遇极端降雨,同时具备智慧化监测与调度能力。


例如,某老旧城区预测未来 5 年人口将增加 1.2 万人,商业设施增加 5 处,设定短期改造目标为解决 3 处核心路段内涝,中期目标为将主干管管径从 DN800 升级至 DN1200,长期目标为建设 2 处雨水调蓄池,提升系统抗风险能力。


(三)改造优先级划分:集中资源解决关键问题

根据管网病害严重程度、对居民生活影响、改造难度,将改造区域划分为 “紧急改造区、优先改造区、暂缓改造区”:


紧急改造区:管网存在重度病害(如塌陷、严重裂缝)、多次引发内涝或污水外渗的区域(如老城区中心商圈、医院周边),需在 6 个月内启动改造;

优先改造区:管网中度老化、管径偏小但暂未引发严重问题的区域(如老旧小区集中区),需在 1-2 年内完成改造;

暂缓改造区:管网轻度老化、排水能力基本满足当前需求的区域(如城郊结合部),可结合未来城市规划(如道路扩建)同步改造,避免重复施工。


例如,某老旧城区将中心商圈(年均内涝 3 次以上)列为紧急改造区,10 个老旧小区(管径偏小但年均内涝 1 次)列为优先改造区,2 个城郊村列为暂缓改造区,确保改造资源集中投向最需要的区域。


二、技术适配选型:以非开挖技术为主,减少对居民生活干扰

老旧城区改造的核心矛盾是 “排水能力提升” 与 “居民生活保障” 的平衡,需优先选择 “非开挖” 或 “微开挖” 技术,替代传统大开大挖模式,最大限度减少交通阻断、噪音污染与粉尘干扰。


(一)非开挖修复技术:针对管网老化病害

对于仅存在腐蚀、裂缝、局部淤积,无需更换管径的管网,采用非开挖修复技术,实现 “原位修复、最小扰动”:


紫外光固化修复(UV-CIPP):适用于管径 300-2000mm 的混凝土管、铸铁管,通过拉入浸渍树脂的软管至管道内部,利用紫外光照射使树脂固化,形成高强度内衬管,修复后管道使用寿命可延长 30 年以上。该技术施工周期短(单段 100 米管道 1-2 天完成),无需开挖路面,仅需在两端开挖工作井(直径 1.5-2 米),对交通与居民生活影响极小;

点状修复技术(局部树脂固化):适用于管道局部裂缝、孔洞(如长度<1 米的裂缝),通过气囊将浸渍树脂的补丁送至病害位置,充气加压使补丁与管壁贴合,加热固化后完成修复。该技术无需开挖工作井,仅需通过现有检查井操作,单处修复 1-2 小时即可完成,适合居民小区内部支管修复;

高压水射流清淤:针对管道内沉积物淤积,采用高压水射流(压力 30-50MPa)冲刷管壁,将淤积物打散后通过吸污车排出,无需开挖管道,清淤效率达 90% 以上,且不会对管道造成损伤,适合改造前的管网预处理。


例如,某老旧小区支管存在多处局部裂缝,采用点状修复技术,仅通过小区内现有检查井操作,1 天内完成 10 处裂缝修复,未影响居民出行与停车,修复后管道密封性提升 95%。


二)非开挖更新技术:针对管径不足问题

对于管径偏小、无法满足当前排水需求的管网,需更换更大管径管道,优先选择非开挖更新技术,减少路面开挖范围:


水平定向钻(HDD):适用于需穿越道路、建筑物的主干管更新(如从 DN600 升级至 DN1000),通过在地面钻孔,将新管道(如 PE 管、钢管)从地下定向牵引至预定位置,仅需在两端开挖发射井与接收井(面积约 10-20㎡),避免整条道路开挖。该技术适合交通繁忙的主干道改造,如某老旧城区主干道采用水平定向钻更新 DN1200 主干管,施工期间仅占用道路两侧各 1 条车道,未完全阻断交通;

夯管法:适用于管径 800-2000mm 的钢管更新,通过液压夯管锤将新钢管直接夯入地下,无需开挖导向孔,施工速度快(每天可夯进 30-50 米),适合短距离、地质条件较好(如黏土、砂土层)的管网更新,如某路段采用夯管法将 DN800 混凝土管更新为 DN1200 钢管,仅用 10 天完成 500 米管道施工,路面开挖面积不足传统方式的 1/10;

微开挖更新技术:对于无法采用非开挖技术的狭窄小巷(如宽度<3 米),采用 “微开挖” 模式,仅开挖 1-1.5 米宽的施工沟,分段施工(每段 20-30 米),施工完成后立即回填恢复路面,同时采用钢板桩支护防止塌方,减少对周边建筑物与地下管线的影响。例如,某老旧小巷采用微开挖技术更新 DN400 支管,每天施工 20 米,当天开挖当天回填,仅用 15 天完成 300 米管道改造,未影响居民日常通行。


(三)海绵城市技术融合:提升管网协同排水能力

老旧城区改造不仅要更新管网,还需结合海绵城市技术,构建 “渗、滞、蓄、用、排” 协同的排水系统,减少管网排水压力:


透水铺装改造:将小区内部、人行道的混凝土路面改造为透水砖铺装,结合地下透水基层(如碎石层、砂层),使雨水渗透入地下,减少地表径流(渗透量可达降雨量的 30%-50%),缓解管网排水负荷;

雨水花园建设:在小区绿地、道路绿化带建设雨水花园,通过植被、土壤、填料的过滤与吸附作用,滞留雨水并净化初期雨水,同时将多余雨水缓慢排入管网,避免雨水集中汇入导致管网水位暴涨;

微型调蓄设施:利用老旧小区闲置空间(如地下车库顶板、空地)建设微型雨水调蓄池(容积 50-200m³),雨天收集雨水,雨后通过水泵缓慢排入管网或用于绿化灌溉,减少降雨初期的峰值流量。


例如,某老旧小区改造中,将 3000㎡人行道改为透水铺装,建设 2 处雨水花园(总面积 500㎡),配套 1 座 100m³ 雨水调蓄池,改造后小区地表径流削减率达 40%,雨天管网进水流量下降 35%,内涝问题彻底解决。


、施工组织优化:精细化管理,降低对居民生活影响

即使采用非开挖技术,施工过程中仍可能产生噪音、粉尘、临时交通不便等问题,需通过精细化施工组织,将影响降至最低。


(一)施工时间合理安排:避开居民生活高峰

避开交通高峰:主干道施工选择在夜间(22:00 - 次日 6:00)或周末进行,避免早晚高峰(7:00-9:00、17:00-19:00)交通拥堵;小区内部施工选择在工作日白天(9:00-17:00),避开居民休息时间;

缩短施工周期:采用 “多机组并行施工”(如同时安排 2-3 台 UV-CIPP 设备修复不同路段)、“预制化施工”(如提前在工厂预制管道配件,现场仅需组装),缩短单路段施工时间,例如某路段采用并行施工,将原计划 30 天的工期缩短至 15 天;

公示施工计划:施工前 7 天通过小区公告栏、业主群、街道通知等渠道,公示施工时间、范围、影响区域及联系方式,提前征求居民意见,对有特殊需求的居民(如老人、病人)提供临时帮助(如协调临时停车、提供绕行指引)。


(二)现场管理精细化:减少噪音与粉尘污染

噪音控制:夜间施工采用低噪音设备(如电动夯管锤替代柴油夯管锤),对高噪音设备(如高压水泵)加装隔音罩,噪音控制在 55 分贝以下(符合《声环境质量标准》GB 3096-2008 中 2 类区夜间标准);

粉尘控制:工作井开挖、材料运输过程中,采用雾炮机持续喷雾降尘,施工区域周边设置围挡(高度≥2.5 米),围挡底部设置防尘布,防止粉尘扩散;

交通疏导:施工区域周边设置清晰的交通指引标志(如绕行路线、临时停车点),安排专人疏导交通(早晚高峰时段增加疏导人员),对狭窄路段采用 “单边施工、单边通行” 模式,避免交通中断。


(三)地下管线保护:避免施工引发安全事故

老旧城区地下管线复杂,施工前需通过 “资料查询 + 现场探测” 明确管线位置:


资料整合:向市政、燃气、电力、通信等部门调取地下管线图纸,整合形成 “地下管线综合图”,标注各管线的位置、埋深、管径;

现场探测:采用地下管线探测仪(如电磁感应探测仪、地质雷达)对施工区域进行现场探测,验证图纸准确性,对未标注的 “未知管线” 及时标记并联系产权单位确认;

保护性施工:对距离施工区域<1 米的地下管线,采用钢板桩、注浆加固等方式保护,施工过程中采用人工挖掘替代机械挖掘,避免损伤管线。例如,某路段施工前探测发现距离工作井 0.8 米处有一条 DN200 燃气管,通过注浆加固保护后,人工挖掘工作井,未对燃气管造成任何影响。


四、后期长效运维:确保改造效果持续稳定

老旧城区排水管网改造并非 “一劳永逸”,需建立长效运维机制,避免改造后因维护不当导致问题复发,同时提升管网智慧化管理水平。


(一)定期检测与维护:及时发现早期病害

日常巡检:安排运维人员每周对管网检查井、雨水口进行巡检,清理雨水口垃圾(如落叶、塑料袋),避免堵塞;每季度对管网进行一次简易检测(如用内窥镜检查检查井内部状况);

定期全面检测:每 3-5 年采用 CCTV 机器人、声呐探测仪对管网进行一次全面检测,及时发现早期腐蚀、裂缝等病害,采用点状修复技术提前处理,避免病害扩大;

清淤计划:根据管网沉积物淤积情况,制定差异化清淤计划 —— 主干管每半年清淤一次,支管每年清淤一次,雨季前增加一次全面清淤,确保管网过流能力稳定。


(二)智慧化管理:提升运维效率与应急响应能力

智慧监测系统:在改造后的管网关键节点布设液位计、流量计、水质传感器,实时监测管网运行状态(如水位、流量、水质),数据上传至智慧水务平台,当出现水位异常升高(可能堵塞)、水质异常(可能混流)时,自动发出预警;

应急调度机制:建立 “平台预警 - 工单派发 - 现场处置” 的应急响应流程,平台预警后 15 分钟内派发工单至运维人员,运维人员 30 分钟内到达现场处置,例如某老旧城区通过智慧系统监测到一处管网水位骤升,运维人员 25 分钟到达现场,发现是雨水口堵塞,及时清理后避免了内涝;

数字孪生模型:构建管网数字孪生模型,将管网实际运行数据与模型结合,模拟不同降雨强度下的管网运行状态,预判可能出现的瓶颈,提前制定改造或调度方案(如暴雨前预腾空管网容量)。


(三)居民参与机制:形成共建共治共享格局

宣传教育:通过小区讲座、宣传册、短视频等方式,向居民普及排水管网保护知识(如不向雨水口倾倒垃圾、不私接污水管至雨水管网),减少人为因素导致的管网堵塞与混流;

意见反馈渠道:设立 24 小时运维热线、居民意见箱,方便居民反馈管网问题(如路面积水、污水异味),运维人员接到反馈后 24 小时内响应;

监督机制:邀请居民代表参与管网改造后的验收、定期检测过程,增加运维透明度,形成 “政府主导、企业实施、居民监督” 的共建共治共享格局。


五、案例实践:某老旧城区排水管网改造成效

某东部城市老城区建成于 20 世纪 80 年代,总面积 5 平方公里,人口 8 万人,管网老化率达 70%,年均内涝 5-8 次。2021-2023 年,该市采用上述科学改造方案,完成了 30 公里管网改造:


技术选型:60% 管网采用 UV-CIPP 非开挖修复,25% 管网采用水平定向钻、夯管法非开挖更新,15% 狭窄小巷采用微开挖更新,同步建设透水铺装 1.2 万㎡、雨水花园 8 处、微型调蓄池 5 座;

施工管理:夜间施工占比 70%,多机组并行施工缩短工期 40%,施工期间交通拥堵投诉量下降 85%,噪音、粉尘投诉量下降 90%;

改造成效:改造后管网排水能力提升 60%,可抵御 5 年一遇降雨,年均内涝次数从 5-8 次降至 0 次;雨污分流率从 30% 提升至 92%,周边河道水质从劣 Ⅴ 类提升至 Ⅳ 类;居民满意度达 95%,实现了 “排水能力提升” 与 “居民生活保障” 的双赢。


六、总结与展望

老旧城区排水管网更新改造,本质是通过 “精准评估定需求、非开挖技术降干扰、精细施工保民生、长效运维固成效” 的系统路径,破解 “重地上轻地下” 的历史困境,既解决了管网老化、管径不足导致的排水能力滞后问题,又最大限度减少了对居民生活的影响,如某东部城市老城区改造后内涝次数清零、雨污分流率提升至 92%,便是实践成效的有力证明;未来,随着政策协同与多元融资机制的完善、非开挖与智慧化技术的迭代、居民从 “被动接受” 到 “主动共建” 的深度参与,老旧城区排水管网将进一步向 “低碳化、智慧化、韧性化” 升级,成为支撑城市高质量发展与宜居生活的 “地下生命线”。