面对大暴雨，市政排水管道如何排查缺陷以应对风险？

排水管道所处环境复杂，再加上目前部分城镇建设不规范、运行管理不科学等问题，导致管道内部缺陷问题不能及时发现并维护，最终造成了严重的排水问题。虽然目前非开挖修复技术已逐渐成熟，但是对于缺陷较为严重的管道还是只能进行开挖换管的方式进行修复，不仅浪费了人力物力，也对城市发展造成不利影响。本文梳理了排水管道中常见的缺陷问题，对造成排水管道缺陷的原因进行分析，以供大家参考借鉴。

排水管道现状缺陷

管道缺陷按类型可分为结构性缺陷与功能性缺陷，缺陷详情如下表所示：

表1 管道缺陷一览表

目前在市政排水管道中常见的结构性缺陷有破裂、变形、腐蚀、错口与渗漏，常见的功能性缺陷有沉积与障碍物。

污水管道缺陷状况原因分析

排水管道发生缺陷主要的外界因素包括：埋深、土壤性质、埋土状况、地面交通状况、植被状况等。据研究表明埋深与植被状况是影响管道堵塞的主要因素；管道周围土壤性质、埋土状况、地面交通影响排水管道的结构稳定性；管道周围土体松动、地下水位过高造成管道应力变化，进而造成了塑料管的变形和塌陷。地下排水管道所承受的压力主要为管道自重、上部环境压力、管道内部水压以及变形荷载等。

除外界因素外，管道的材质、年龄、长度、直径等内因也会影响排水管道的健康状况。随着管道运行年限的增长，塑料管会逐渐老化，金属管会受到内外部环境因素的影响而发生腐蚀，这些都会导致管道的结构稳定性逐渐降低。

通过分析管道的缺陷成因，可以看出排水管道缺陷的成因十分复杂，管道缺陷之间也会互相影响导致排水状况不断恶化。

下面对几种常见缺陷问题产生的原因进行分析。

管道变形的影响因素

图1 管道变形缺陷示例图

管道变形是由于管道受外力挤压造成管道形状变异，管道变形的原因可能是施工操作不规范、周围土壤状态改变、地基沉降、管道上方荷载尤其是道路上方车辆的动负荷影响等。管道变形缺陷在塑料管中最为常见，在设计、施工时应充分考虑管材特点，减少塑料管上方负载，严格控制施工质量，提高塑料管使用寿命。

管道破裂的影响因素

图2管道破裂缺陷示例图

管道破裂缺陷影响因素较多，管龄、管径、埋深、土壤及接口密封性等因素具有显著相关性，当管道发生破裂缺陷时，管道内部与外部环境连通，在地下水位低于管内污水水位时，污水通过破损处进入外部土壤中污水处理厂运行不稳定污染周围环境，在地下水位高于管内污水水位时，地下水进入污水管内。

破裂缺陷多发生在混凝土管与高密度聚乙烯管（High Density Polyethylene，下文简称为HDPE）中，且HDPE管道中破裂缺陷多于混凝土管，是因为HDPE还易发生变形缺陷，严重的变形往往伴随着破裂缺陷的产生。

管道腐蚀影响因素

图3 管道腐蚀缺陷示例图

管道腐蚀的主要因素为污水水质、管内流速、温度、管龄等。管道腐蚀缺陷在混凝土管和钢筋混凝土管中最为常见。由于混凝土管和钢筋混凝土管的耐酸碱腐蚀及抗渗性较差，在污水管道中由于管道所承载污水中腐蚀性较强，易发生腐蚀类型缺陷。在严重的情况下，管道混凝土部分会被全部腐蚀，在地下水位较高地区会随之带来的地下水入渗及污水外渗与土壤进入等问题。

管道错口、脱节的影响因素

图4 管道错口缺陷示例图

由于管道接口十分脆弱，施工、管理不当或地基变化均可导致接口错位、脱节、接口损坏等问题，在后期维护中也难以修复，造成缺陷积累，容易引发其他类型的管道缺陷。管道错口、脱节缺陷在混凝土管中较为常见，这是因为混凝土管和钢筋混凝土管管节短、接头多、施工较为复杂。

管道渗漏影响因素

图5 管道渗漏缺陷示例图

排水管道发生渗漏的原因多种多样，可以分为内因与外因两类，内因主要是在于管道材料及其附属设备的质量，外因又分为人为因素与环境因素，其中人为因素包括施工作业质量、维护管理模式等，环境因素包括地质、地形、降雨、环境温差等。

管道出现渗漏的内因是管道的材料、附属设备的质量及施工质量，如排水管道的管材出现裂缝、壁厚达不到设计要求等。配套的附属设备变形老化、使用的管材不符合实际要求、管件与管道连接不紧密等许多质量、规格与性能的问题也会造成排水管道在施工及使用过程中的渗漏。（点击领取?隐藏福利）在材料及设备的质量得到充分保证时，不注重施工技术的积累和运用，也会导致施工质量不合适，管道防渗能力差。

管道渗漏的环境因素主要是地基与基础、管渠回填土等外界综合因素。如地基承载力不足使管道下陷，导致管节脱落而漏水；当外界温差很大时，对温度敏感的塑料排水管容易受损而导致渗漏；酸、碱土壤也会腐蚀管道，导致管道破损渗漏。

管道障碍物与沉积的影响因素

图6 管道沉积缺陷示例图

污水管道中障碍物与沉积缺陷多存在于缺乏日常维护管理的城市管道，在管道较长、管径较小、水力坡度较小等条件会增加管道堵塞率，并且埋深与植被状况是与管道堵塞相关的因素。

排水管道沉积物过多会导致排水管道过水能力下降，当城市遭遇暴雨袭击时，排水管道的排水能力受限会导致雨水在路面存积，进而影响城市交通，带来事故隐患。

总结

管道材质、管道长度、管径大小、管道年龄以及水力坡度对管道缺陷均有不同程度的影响：

（1）在不同管道材质中，钢筋混凝土管易发生腐蚀、错口与脱节等缺陷，塑料管变形与破裂缺陷最为显著。在设计、施工时应充分考虑管材特点，对于钢筋混凝土管应严格把控管道接口施工质量，避免管道使用期间因施工不当造成的接口脱落；对于塑料管在设计时应充分考虑塑料管上方负载，避免因管道上方负载过大造成管道变形。

（2）管道较长，管径较小，水力坡度较小会加大管道沉积与障碍物缺陷问题的风险，在管道设计、施工时，应严格安装设计规范进行管道设计与铺设，避免因为管道坡度较少造成管道的堵塞。

（3）随管龄增长，管道的综合状况会逐渐变差，钢筋混凝土管的状况最差，其次为PVC管与HDPE管，金属管状况最好。在日常的管理养护中，除管道本身结构与功能性问题外，应对管道使用年限进行排查，对于“高龄”管道应及时更换，避免管道安全问题的发生。