城市地下排水管网是保障城市水环境安全、抵御内涝灾害的 “地下生命线”。然而,部分城市的排水管网因建设年代久远、管径偏小、材质老化,加之长期运行积累的淤积、破损问题,已难以适应城市化进程与极端天气频发的新形势,管网更新改造成为破解 “逢雨必涝”“污水直排” 等难题的关键举措。城市地下排水管网更新改造并非简单的 “换管道”,需遵循 “科学勘察、精准施策、智慧赋能、长效运维” 的原则,从前期规划到后期管理形成全链条闭环,确保改造工程既解决当下问题,又适配未来城市发展需求。
一、前期规划与勘察:摸清 “家底”,明确改造方向
管网更新改造的前提是精准掌握管网现状,避免 “盲目施工”。需通过 “全面普查、数据建模、需求研判” 三步法,为改造方案制定提供科学依据,确保改造方向与城市发展、民生需求高度契合。
在管网全面普查与隐患排查方面,需采用 “技术手段 + 人工核验” 相结合的方式,实现管网 “家底” 清晰化。利用管道检测机器人(CCTV)、声呐检测仪、管道潜望镜(QV)等专业设备,对管网的管径、材质、走向、破损程度、淤积情况及周边地质环境进行全方位检测,重点排查老旧管网的裂缝、塌陷、错口、异物堵塞等问题,以及管网与河道、污水处理厂、调蓄设施连接节点的渗漏情况。对历史悠久、资料缺失的老城区管网,可结合地质雷达探测技术,明确管网埋深与周边地下管线(如燃气、电力、通信管道)的位置关系,避免改造施工时造成次生破坏。例如,某南方城市在管网改造前,用 6 个月时间完成了主城区 1200 公里排水管网的普查,通过 CCTV 检测发现破损管道 320 处、严重淤积管段 180 公里,为后续改造优先级划分提供了精准数据支撑。
在数据建模与问题诊断方面,需将普查获取的管网数据(管径、材质、破损率、流量等)录入地理信息系统(GIS),构建 “管网数字孪生模型”。通过水力模拟软件(如 SWMM、InfoWorks)模拟不同降雨情景下的管网运行状态,分析管网的排水能力缺口、内涝风险点及污水截流短板。结合城市总体规划、水环境治理目标(如黑臭水体整治、雨污分流率提升),诊断管网存在的核心问题:是管径不足导致排水不畅,还是材质老化引发污水渗漏;是雨污混流影响水质,还是管网埋深不够易受冻害。某北方城市通过数字孪生模型模拟发现,老城区 30% 的管网因管径小于 300mm,在 5 年一遇降雨下即出现满管运行,同时 25% 的混凝土管网因老化出现裂缝,导致污水渗入地下水体,据此明确了 “扩径 + 修复 + 雨污分流” 的改造方向。
在改造需求与优先级研判方面,需结合 “应急优先、民生优先、效益优先” 原则,划分改造批次。将易引发内涝的低洼路段管网、导致黑臭水体的污水渗漏管网、影响交通与居民生活的破损管网列为优先改造对象;对暂时不具备改造条件的管网,可先采取临时疏淤、增设排水口等措施缓解问题。同时,需统筹考虑城市道路改造、旧区更新、河道治理等工程进度,将管网改造与其他市政工程同步规划、同步施工,避免重复开挖、资源浪费。例如,某城市将管网改造与老城区拆迁改造项目结合,在旧区拆迁过程中同步实施雨污分流管网建设,既降低了施工成本,又缩短了改造周期,实现 “一举两得”。
二、改造技术选择:精准施策,适配不同场景
城市地下排水管网工况复杂,不同区域(老城区、新城区、工业区)、不同问题(破损、淤积、雨污混流)需采用差异化的改造技术,避免 “一刀切”。需从 “修复技术、扩容技术、雨污分流技术” 三大类别中,选择适配性强、性价比高、对居民生活影响小的技术方案。
在老旧管网修复技术方面,需根据管网破损程度与周边环境选择 “非开挖修复” 或 “开挖修复” 技术。对埋深较深、周边地下管线密集、开挖难度大的区域,优先采用非开挖修复技术:针对管道裂缝、渗漏问题,可采用紫外光固化修复(UV-CIPP)、热塑成型修复等技术,通过拉入内衬管并固化的方式,在原有管道内形成新的 “管中管”,修复后管道使用寿命可达 50 年以上;针对管道局部破损,可采用点状修复技术(如树脂固化补丁),无需整体开挖,仅对破损点进行针对性修复,大幅减少施工时间与成本。对管网严重塌陷、管径过小且周边空间充足的区域,可采用开挖修复技术,更换为大管径、耐腐蚀的新型管材(如 HDPE 管、球墨铸铁管),同时优化管网坡度,提升排水效率。某一线城市在老城区管网修复中,70% 的管段采用紫外光固化非开挖技术,仅用 3 个月就完成了 50 公里老旧管网修复,施工期间未对周边居民出行造成大面积影响。
在管网扩容与系统优化技术方面,需通过 “局部扩径 + 系统联动” 提升整体排水能力。对排水瓶颈路段,可采用 “管道截污纳管” 或 “新增平行管网” 的方式扩容:例如,在原有管径 300mm 的管网旁新增一条 500mm 的平行管网,通过分流减少原有管网负荷;对管网末端与污水处理厂、调蓄池连接的关键节点,可扩大连接管管径,提升污水输送与雨水调蓄效率。同时,需优化管网系统布局,打通 “断头管”“瓶颈管”,实现管网互联互通,避免因局部管网不畅导致整体系统瘫痪。某省会城市在管网改造中,打通了 12 条 “断头管”,将分散的管网系统串联成网,同时将 3 处低洼区域的管网管径从 400mm 扩至 600mm,改造后该区域 5 年一遇降雨的积水时长从 4 小时缩短至 30 分钟。
在雨污分流改造技术方面,需结合城市现状分区域推进,彻底解决 “雨污混流” 问题。对新建城区,严格按照雨污分流标准建设管网,确保雨水管与污水管独立运行、分别排放;对已建成的合流制区域,采用 “源头分流 + 末端截流” 的改造模式:在居民小区、沿街商铺等源头,改造排水立管,将生活污水接入污水管,雨水接入雨水管;在合流制管网末端设置截流井,降雨时将初期雨水与污水一同截流入污水处理厂,后期清洁雨水直接排入河道,避免污水直排污染水体。某城市在旧小区雨污分流改造中,逐户更换居民楼排水立管,同时在小区周边道路新建雨水管网,改造后该区域雨污分流率从 30% 提升至 95%,周边河道水质从劣 Ⅴ 类改善至 Ⅳ 类。
三、施工管理与质量把控:精细施工,减少民生影响
管网改造多在城市建成区进行,施工期间易对交通出行、居民生活造成影响,同时施工质量直接决定改造效果。需通过 “科学组织施工、严格质量管控、做好民生保障” 三大措施,确保改造工程 “高效、优质、低扰” 推进。
在科学组织施工方面,需制定 “分区施工、错峰作业” 方案,减少对城市运行的干扰。根据管网分布与交通流量,将改造区域划分为多个施工段,逐段推进改造,避免大面积同时施工导致交通瘫痪;对交通繁忙的主干道管网,优先选择夜间(22:00 - 次日 6:00)或周末施工,缩短交通管制时间;采用 “非开挖施工为主、开挖施工为辅” 的方式,对需开挖的路段,采用 “分段围挡、快速施工” 模式,围挡区域设置临时通道与警示标识,方便居民出行。某城市在主干道管网改造中,采用夜间非开挖施工,每日施工时间控制在 8 小时内,次日清晨恢复道路通行,仅用 1 个月就完成了 10 公里管网改造,未对早晚高峰交通造成明显影响。
在严格质量管控方面,需建立 “全流程质量监督” 体系,从材料进场到工程验收全程把关。管材进场时需查验出厂合格证与质量检测报告,对 HDPE 管、球墨铸铁管等关键管材进行抽样送检,确保管材强度、耐腐蚀性能符合国家标准;施工过程中,对管道接口焊接、非开挖内衬固化、检查井砌筑等关键工序进行旁站监督,采用水压试验、闭水试验检测管道密封性,对不合格的工序立即整改;工程验收时,需结合 CCTV 检测、水力测试等技术手段,验证管网的排水能力、渗漏情况是否达标,同时核对管网数字模型数据与实际情况是否一致,确保改造工程质量可追溯。某城市在管网改造中,累计抽样检测管材 200 批次,发现并更换不合格管材 15 批次,对 3 处接口渗漏的管段重新施工,确保验收合格率达 100%。
在民生保障与沟通协调方面,需提前做好 “告知 + 服务”,争取居民与商户的理解支持。施工前通过社区公告、微信公众号、入户走访等方式,告知居民施工时间、范围与临时出行路线;在施工区域周边设置临时便民通道,为沿街商铺预留货物运输通道;针对施工期间可能出现的临时停水、排水不畅问题,提前制定应急方案,配备临时供水车与应急排水设备,及时解决居民诉求。某城市在旧小区管网改造前,组织社区、施工单位与居民召开协调会 12 场,收集居民意见 30 余条,施工期间累计出动临时供水车 20 次,解决居民用水问题 5 起,获得了居民的广泛认可。
四、智慧化升级与长效运维:赋能管理,保障长期运行
管网改造不仅要 “建得好”,更要 “管得好”。需借助智慧化技术升级管网管理模式,同时建立长效运维机制,避免改造后的管网因管理不当再次出现问题,确保管网长期稳定运行。
在管网智慧化升级方面,需构建 “感知 - 传输 - 分析 - 决策” 的智慧管理体系。在改造后的管网关键节点(如检查井、泵站、截流井)布设流量传感器、水位传感器、水质监测仪,实时采集管网运行数据;通过 5G、NB-IoT 等无线传输技术,将数据上传至智慧排水平台,实现管网运行状态的实时监控;利用大数据与 AI 算法,对管网流量、水位变化进行分析,预测内涝风险与堵塞隐患,自动生成调度建议(如泵站启停、闸门开合);结合数字孪生模型,模拟不同改造方案或降雨情景下的管网运行效果,为后续管网优化提供决策支持。某一线城市在管网改造后,为 800 公里管网安装了智能监测设备,通过智慧平台实现了 “管网堵塞 15 分钟内预警、泵站远程一键控制”,管网运维效率提升 60%。
在长效运维机制建立方面,需从 “日常养护、责任划分、资金保障” 三方面入手,确保运维常态化。日常养护需制定定期疏淤计划,采用高压水射流、机械清淤等方式清理管网内的淤泥与杂物,尤其关注雨季前的疏淤工作,避免淤积导致排水不畅;对智慧监测设备进行定期校准与维护,确保数据采集准确。责任划分需明确排水部门、运维企业、社区的职责,例如排水部门负责统筹管理与监督考核,运维企业负责日常养护与故障处置,社区负责协助排查辖区内管网隐患。资金保障需建立 “政府投入 + 社会参与” 的多渠道资金机制,将管网运维费用纳入财政预算,同时鼓励社会资本通过 PPP 模式参与管网运维,确保运维资金长期稳定。某城市将管网运维纳入市政设施养护考核体系,对运维企业实行 “按效付费”,同时每年投入财政资金 5000 万元用于管网日常养护,确保改造后的管网始终处于良好运行状态。
五、改造成效评估与持续优化:动态调整,适配发展需求
管网改造完成后并非 “一劳永逸”,需通过成效评估及时发现问题,结合城市发展与环境变化持续优化,确保管网始终适配城市需求。
在改造成效评估方面,需从 “排水能力、环境质量、民生影响” 三个维度开展评估。排水能力评估可通过模拟降雨与实际降雨监测,验证改造后管网的内涝缓解情况,如积水点数量、积水时长是否减少;环境质量评估需监测周边河道水质、地下水水质是否改善,污水截流率是否提升;民生影响评估需通过问卷调查、居民访谈,了解居民对改造后出行、排水体验的满意度。某城市在管网改造完成 1 年后,开展成效评估发现,改造区域内涝点从 28 处减少至 3 处,周边河道 COD 浓度下降 40%,居民满意度达 92%,同时也发现部分支线管网仍存在轻微淤积,为后续优化提供了方向。
在持续优化与动态调整方面,需结合城市规划与气候变化,对管网系统进行动态完善。随着城市人口增长与建成区扩大,需及时新建或扩建管网,确保管网负荷与污水、雨水排放量相匹配;针对极端降雨频次增加的趋势,可在改造后的管网系统中增设调蓄池、渗透铺装等海绵城市设施,提升管网的雨水调蓄能力;根据智慧平台监测数据,定期优化管网调度方案,提升运行效率。某城市在管网改造后,结合城市新区建设,新增管网 50 公里,同时在老城区改造区域增设 3 座调蓄池,进一步提升了区域防洪排涝能力。
结语:系统推进管网改造,筑牢城市 “地下生命线”
城市地下排水管网更新改造是一项系统性、长期性的民生工程与基础设施工程,不仅关系到城市水环境治理与内涝防治成效,更直接影响居民生活质量与城市可持续发展。需摒弃 “重建设、轻规划”“重改造、轻运维” 的观念,通过科学勘察、精准技术选择、精细施工管理、智慧化升级与长效运维,构建 “安全、高效、智能、韧性” 的排水管网系统。
未来,随着数字孪生、AI、物联网等技术的进一步发展,管网改造将朝着 “更精准、更智能、更绿色” 的方向迈进,通过 “地上地下一体化规划”“硬设施改造与软管理升级相结合”,让城市地下排水管网真正成为抵御灾害、保障民生的 “坚实屏障”,为建设宜居、韧性、智慧城市奠定坚实基础。