(以下内容根据现场整理)
报告人:黄胜
城市雨污管网不仅是水环境治理改善的核心问题之一,同时也与城市洪涝防控、城市公共卫生安全、城市道路安全等安全问题高度相关。中山大学土木工程学院副教授黄胜在报告中介绍了我国城市发展普遍面临的洪涝防控挑战、韧性防洪排涝体系建设实践,以及中外典型城市深层隧道排水系统工程。在污水管网与城市公共卫生安全命题中,他强调需要关注污水管网系统恶臭的产生与控制,加强维护、材料选择等是重点。针对管网病害与道路塌陷的耦合关系,以及管网系统爆炸气体产生的道路安全隐患等问题,黄胜表示,需改变建设规范标准空白、技术指导缺乏、管理各自为政、预处理能力滞后等情况,积极推进管网与城市安全防控技术体系的构建。
管网与城市洪涝防控
我国城市洪涝概况
整体上,我国是世界上洪涝灾害频发的国家之一,大约三分之二国土面积都可能发生不同类型和不同程度的洪涝灾害。其成因较为复杂,一方面是受气候变化影响,极端天气增多,雨洪灾害风险急剧上升。另一方面,我国城市防洪与治涝缺乏统筹,相关基础设施及维护不到位,导致整体上处于“能力欠缺”状况。
我国雨污管网状况
总体上,“十三五”全国城市(含县城)市政基础设施固定资产总投资年平均2.33万亿元,其中排水设施年均1943亿元,综合管廊年均520亿元;全国城镇(含县城、乡、建制镇)市政管网年均增长31.7万公里,其中排水7.2万公里。
“十四五”国家对管网发展的核心要求是:补齐短板,提升安全韧性。管网建设从增量市场,逐渐转化为存量市场,在新建之外,大量老旧管网需要修复更新,带来管网非开挖建设及修复、运维的市场机会。
案例:郑州城市内涝系统化治理
郑州市制定城市内涝治理系统化实施方案,遵循完善体系、突出重点、保障实施的原则,以问题和目标为双重导向,从区域流域、城市和排水防涝设施层面剖析内涝成因,从流域区域洪涝“一体化”、城市排水防涝“一张网”、超标应急管理“一盘棋”三大韧性防洪排涝体系共同发力,科学确定系统化治理方案和建设任务。我们团队参与其中部分基础设施建设任务。
其中,金水河分洪管线工程涉及超大直径JPCCP顶管工程——5.4 km双排内径4米JPCCP(预应力钢筒混凝土管)管道顶进工程。
深层隧道排水系统
一些城市中心城区和老城区存在严重的洪涝、合流制溢流(CSO)污染、污水量激增等问题。近年来,隧道工程在世界范围内受到关注,在一些发达国家城市得到应用。隧道多建于深层(30~50 m)地下,故也称为深层隧道或深隧,起到调蓄输送作用。
其中,武汉东湖建设的污水深隧系统已经投入使用,据报道,一年大概能实现4.5亿方的污水调蓄能力。香港的港岛西雨水排放隧道也是香港至今规模最大的防洪工程。
管网与城市公共卫生安全
供水管网与供水安全
国内供水管网存在以下问题:漏损率高、二次污染严重;初始设计存在缺陷,包括管材质量和地面沉降等;管道施工质量不佳;后期运行中出现多种问题,例如供水压力超限等。
为解决这些管道问题,目前非开挖技术已经能够满足各种需求,包括检测、整体修复、局部修复以及检查井修复等。
污水管网腐蚀与恶臭
针对污水管网普遍存在的腐蚀与恶臭等情况,我们提倡定期进行清洗与维护,开展必要维修工作。在新建时注意管道材料,耐微生物腐蚀和耐水力冲刷是材料选择的重要考虑因素。
管网与城市道路安全
管网病害与道路塌陷
目前,我国道路塌陷整体上夏季偏多、逐年递增、发生区域较广,具有隐蔽性、突发性、群发性、复发性和严重性等特点。
造成地面坍塌最主要的致灾途径为地下管线破裂。管道破裂引发渗漏问题,水流侵蚀其周围的土壤进而导致地下水土流失形成空洞,最后在工程施工扰动或地面荷载作用下造成地面坍塌。
管网系统爆炸气体产生与道路安全
这一现象虽然不常见,但一旦发生,将造成较大的人员和生命财产损失。
2023年7月9日,南非约翰内斯堡地下因天然气管道泄漏,发生地下管道爆炸事件,路面发生炸裂,导致20多辆汽车侧翻或仰翻、1死48伤。
针对相关风险和影响因素,目前我国存在建设规范标准的空白,缺乏技术指导。尽管相关规范标准对污水处理及排放做了要求,但在地下排水道的防爆方面缺乏技术规范的规定。同时,管理机制失效,各自为政。举例来说,某我国东部城市发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输油管道,之后又修建了马路。这表明在建设输油管道之前未充分了解地下情况。如果避开暗渠,燃油泄漏就不会进入下水道,从而避免事故发生。此外,还存在预处理能力滞后等问题。
管网与城市安全防控技术
首先,需要加强管线探测,通过管线探测仪在不破坏地面覆土情况下,快速准确探测地下自来水管道、金属管道、电缆等的位置、走向、深度以及钢质管道防腐层破损点的位置和大小。
其次,发现确诊管道病态,开展管道内外修复工作。
第三、研发应用物联网、大数据监测防控技术,实时动态监测地下管网相关数据,并纳入“智慧城市”整体规划。
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