一場大雨，檢驗出城市的脆弱一面，沒有一流的下水道，就沒有一流的城市。"重地上、輕地下"基礎設施薄弱是城市建設的通病，上海這場暴雨再次為我們敲響警鐘：在注重城市華麗外表的同時，更要關注一個城市的內在品質。德國近10年共投入30億歐元整治排水管道——德國排水管道設施介紹查看，對比一下，我國的排水管道該如何整治?又存在哪些問題呢?

1我國排水管道建設和管理的原則

我國政府高度重視城市排水管網的建設和管理，近年來國務院先后出臺了一批涉及排水管網建設和管理的文件，《城鎮排水與污水處理條例》也獲國務院批準并施行，對我國做好排水管網建設和管理工作提出了具體目標和要求。

從一些城市已建排水管道的檢測資料看，我國的排水管道質量是令人堪憂的。除了受管道質量良莠不齊和施工招標的惡性競爭、施工單位包管材、施工不規范等行為和以減少交通影響為借口而趕工期，對排水管道質量產生直接影響外，日常養護不到位，檢測、維修和維護等管理工作跟不上，又讓排水管道“帶病”運行。我國時常發生道路坍塌，不過是一些排水管道“病入膏肓”的直接表現而已。為提高我國排水管道建設質量和管理水平，借鑒德國經驗，筆者提出了我國排水管道建設和管理應遵循的原則，具體如下。

1.1排水管網建設應遵循的原則無論是完善污水收集，還是提高雨水排水和防澇能力，我國排水管道建設仍然任重道遠。高質量的排水管道建設的原則可以總結為：“管材質量要牢靠、管道基礎要托底、管道接口要嚴密、溝槽回填要密實”。

1.1.1管材質量要牢靠管材質量是保證管道有良好質量的前提，與德國不同的是，我國近年來大力推進化學建材管，如各類塑料管、玻璃鋼夾砂管的使用，也發布了針對化學建材管的一系列標準。但是在使用中，特別是設計文件往往僅用環剛度作為控制管材質量的指標，加之缺少相應的質量控制措施，使得使用這類管材的排水管道建設質量不高。環剛度這一指標單獨是不能夠有效對管材質量做出約束的，環剛度是指單位長度管環在外壓作用下，在一定徑向變形下所能夠承受的荷載大小，它表征管環抵抗外荷載的能力。環剛度與壁厚3次方成正比，提高壁厚(如偽劣產品可以增加石英砂層厚度)就能夠大幅度提高環剛度，所以環剛度并不能夠對材質質量進行約束。而在實際中為了提高抗外壓和抗變形能力，需要選擇高剛度的管道，而高剛度又失去了化學建材管道是柔性管道的特點。在施工和使用中，化學建材管道免不了會發生變形，而變形后，保證能夠使變形予以恢復的前提是，管壁層不會開裂。在一定變形情況下，考量管壁是否開裂的指標是撓曲性(玻璃鋼夾砂管)，或者環柔性(塑料管)。其目的是確保管壁有彈性，確保不發生永久變形和塌陷。要是管壁開裂了，管材就失去了彈性，就永遠不會恢復了。

國家《玻璃纖維增強塑料夾砂管》(GB/T 21238—2007)對玻璃鋼夾砂管的初始撓曲性做出了明確規定，如環剛度為2 500 N/m2的管道在變形15%時，要求其管內壁無裂紋;在變形25%時，其管壁結構無分層、無纖維斷裂及屈曲。《埋地用聚乙烯(PE)結構壁管道系統——第2部分：聚乙烯纏繞結構壁管材》(GB/T 19472.2—2004)對塑料管環柔性的規定是：當試樣在垂直方向外徑變形量為原外徑的30%時立即卸載，試驗時管材壁結構的任何部分無開裂。所以，設計文件在對所選化學建材管道環剛度做出規定的同時，也要對撓曲性，或者環柔度指標做出規定，并對所采購的管道進行第三方的質量檢測方法做出規定。

化學建材管質量和施工質量不易保證也是德國慎重選擇的重要原因。相比較，鋼筋混凝土管作為剛性管道，實際上更容易保證質量，所以“鋼筋混凝土管過時”的說法有待商榷。

招投標不規范時，導致低價中標和施工單位采購管材的做法就更加不可取。國內已有城市深感管材的重要，出臺了當地排水管材一律采用球墨鑄鐵管的規定，這恐也是無奈之舉。

1.1.2管道基礎要托底

鋼筋混凝土管是要做鋼筋混凝土基礎的，但是目前一般采用的是“平板基礎”。這種基礎使得管道承口擔在基礎上，而無法讓管身落在基礎上(實際中有時墊磚和加支墩)，而且這種基礎受不均勻沉降的影響，常常會折斷。另外，高剛度的化學建材管道已失去柔性管的特點，是否真的不需要設剛性基礎，尚值得探討。

如圖1所示的“非連續”性基礎一則保證管身全部落在基礎上;二則槽口起到了限位作用，為確保管道承插接口的“承——插”到位提供了限位保證;三則為適應沉降變形留有了一定的余地。

1.1.3管道接口要嚴密

排水管道應采用柔性的承插橡膠圈接口，淘汰剛性的平接口混凝土管。確保管道接口嚴密是排水管道施工的重要環節，只有確保承插到位，且橡膠圈不變形，才能夠保證接口不漏水。但是將兩節管道的承插口完全“拉到位”是要費些力氣的，承插連接需要用手拉葫蘆的辦法，將兩節管道徐徐“拉到位”，詳見圖2。

目前為了提高施工速度，往往采用挖掘機“頂”的辦法來實現接口到位，這種做法雖然提高了施工速度，卻無法保證施工質量。為保證承插接口到位，在施工中采取一些限位措施是非常必要的，如采用圖1所示的“非連續”基礎就是有效的限位措施，“非連續”的凹槽位置是根據兩節管道完全連接到位確定的。在施工中，還應先實施檢查井，再敷設管道，也是有效的限位措施，兩個檢查井的間距是按照若干節管道完全連接到位的長度確定，施工時，先實施基礎和檢查井，再將管道“安裝”進去;若先敷設管道，后做井，就難于保證管道承插到位。在管道插口段劃“標記線”，只有將“標記線”拉到承口內才算承插到位，也是一種限位的辦法。如果沒有這些限位措施，就不能夠保證承插到位;排水管道就可能“長”出來。

同時必須禁止施工單位在現場隨意裁截管道，也不允許隨意變更井位，否則就起不到限位的作用。“排水管道是裝配出來，而不是敷設出來的”才是正確的排水管道敷設觀念。設計、監理和施工單位都應樹立這種觀念，觀念到位了，才能保證管道接口到位。上海曾有一德國企業工地的排水管道就是按照上述方法做的。

1.1.4溝槽回填要密實目前溝槽回填材料越來越廣泛使用黃沙，理由之一是可以提高施工速度。但是黃沙回填存在如下問題：第一，在高地下水位地區，由于黃沙會隨水流動，當管道接口不嚴密，或者管道有破損，黃沙就會流入管道中，從而掏空了溝槽，引起道路塌陷事故頻發，如圖3所示;第二，相關規范規定，溝槽回填要分層夯實，但是實際中往往由于溝槽寬度不夠、黃沙傾倒不規范等原因，難于實現規范規定的分層夯實要求;第三，實際中又是由于黃沙是靠澆水拉平的，回填材料達不到密實度要求。上述原因導致回填達不到密實度要求，也就實現不了化學建材柔性管道要求的“管土一體”的效應，從而不可避免導致管道變形、漏水和黃沙流失，所以道路塌陷就在所難免。溝槽回填還是要堅持原土回填，并嚴格考核回填料的含水率和密實度，以求實現溝槽回填的密實度。即便是有良好質量的化學建材管，其工程質量也是要依靠回填來保證的，只有實現“管土一體”，才能夠保證已實施的管道受力均勻，不塌陷、不變形。

要站在質量、安全高于一切的立場上，評價對交通的影響，一條質量不合格，又有安全隱患的排水管道，埋在道路下面，才是對交通和人身安全的最大隱患。

1.2排水管網維護管理應遵循的原則對已建排水管網實施有效的維護管理的目的是：及早發現缺陷、按需修理或者更換、充分發揮設施功能、避免事故發生和延長使用壽命。排水管網維護管理的原則可以總結為：“清通養護要常態、管道檢測要定期、缺陷整治要跟上、GIS系統要動態。”

1.2.1清通養護要常態污水、雨水在收集和輸送過程中，其中的垃圾、雜質、污垢等不可避免會沉淀在管道中。上海每年排水管道疏通工作量約10 000 km，可清出積泥約30萬m3。這些積泥不及時清出來，一則會堵塞管道，影響管道功能;二則雨水管道中的污泥不及時清出，雨季會將污泥沖入河道，影響河道水質。我國許多城市河道，下雨就黑，與之有很大的關系。積泥也稱為排水管道的功能性缺陷，如圖4所示。

我國現行《城鎮排水管道與泵站維護技術規程》(CJJ 68—2007)規定，排水管道應定期進行清通養護，管道允許積泥深度小于管徑的1/5。也就是說管道積泥大于管徑的1/5時，就應該清通。該規程目前正在修訂，增加了清通完成后的考核條款。上海市近年來，積極推行排水管道養護的第三方監管，對各區縣排水管道清通養護管道數量、養護質量、養護經費到位、存在問題進行檢查，城市排水行業管理部門根據檢查情況，綜合排名，并用月報的形式通告各區縣人民政府，這一做法有力地推進了上海市排水管道清通養護工作的常態化進行。

由于在進行管道維修、接管等工作時，需要對在運管道實施臨時封堵，但是維修或者接管結束后，往往封堵材料拆除不干凈，留下所謂的殘墻(壩根);而且樹木根系也會生長進入排水管道中，這些障礙物都會影響過水斷面，甚至導致旱天冒溢、雨天積水的現象發生。排水管道清通養護除了及時清除管道積泥外，還要根據排水管道檢測結果，及時清除排水管道中的障礙物，恢復原有的過水能力。在排水管道養護時，一是要注重養護工作要有針對性，不能盲目;二是要注重變被動為主動，及時依據管道檢測結論，科學地制定養護計劃，特別是對過水能力喪失嚴重的管道應加大養護頻率和力度，反之，應減少頻率和力度，避免人力和物力的浪費;三是養護的方法要注重科學性，做到高效優質。養護的根本目的是恢復過水斷面，如果從這一意義上來講，養護方法及養護工具的選擇就顯得尤為重要。

1.2.2管道檢測要定期管道檢測的目的就是為了及時發現排水管道存在的問題，為制定管道養護、修理計劃和修理方案提供技術依據。但是調查的關鍵在于方法和手段，只有采用正確的方法和手段，才能夠真正將埋在地下“看不見”的管道設施“看清楚、查清楚”。德國從2009年開始，54萬km的排水管道中，近85%的排水管道已進行過電視攝像等檢查。目前排水管道電視和聲納檢測技術已在我國推廣使用，為我國的排水管道有效檢查提供了技術支撐。排水管道檢測設備如圖5所示。

2012年12月施行的《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》(CJJ 181—2012)對排水管道(包括檢查井、雨水口)的檢測方法、結構性缺陷、功能性缺陷的判定和缺陷等級評估做了規定。按照該規程分類，影響管體本身強度、剛度和壽命的結構性缺陷主要包括：破裂、變形、腐蝕、錯口、起伏、脫節、接口材料脫落、支管暗接、異物穿入、滲漏等，如圖6所示。影響排水管道功能發揮的功能性缺陷主要包括：沉積、結垢、障礙物、殘墻、壩根、樹根、浮渣等，如圖7所示。

圖7 排水管道功能性缺陷照片

從我國一些城市排水管道檢測數據分析看，我國排水管道結構性缺陷以滲漏缺陷(地下水滲入為主的外部滲入水滲入)為主，要占總缺陷的40%以上。前述德國評價結果是以“接口損壞”和“管體裂縫”為發生頻率較高缺陷，這些缺陷不及時維修整治，可能就會發生滲漏，甚至導致坍塌。在我國分流制排水系統中，另外普遍存在的缺陷就是“雨污混接”，甚至可以說我國沒有一個純分流制的排水系統。污水混入雨水管道，造成雨水管道旱天溢流，影響雨水排水設施正常運行，影響水環境質量;雨水混入污水管道，造成污水管道滿流運行，造成污水處理廠雨季溢流，且影響水質。功能性缺陷以污泥沉積為主，這就是排水管道養護不到位的具體表現。

排水管道檢測就如同人體健康體檢，只有把問題查清楚了，才能夠對癥下藥。不依靠現代檢測手段，就無法準確知道缺陷的存在，更無法判定缺陷的嚴重程度。

1.2.3缺陷整治要跟上檢測的目的是發現缺陷，而維修整治就是根據檢測結果，有針對性地采取清通、修理、修繕和更新等措施，消除缺陷，恢復功能，延長使用壽命。當檢測發現缺陷后，應根據缺陷的類別，及時采取相應措施進行維修整治。

解決功能性缺陷問題主要依靠排水管道養護來解決，及時清除淤泥、拆除壩頭和樹根等障礙物，打通管道，恢復過水斷面。

對于結構性缺陷，則應根據缺陷的嚴重程度，制定近、中、遠期維修整治計劃，“有病抓緊治”是排水管道維修整治的根本原則。德國稱有17%的排水管道需要在近、中期內進行整治就是根據檢測結果確定的。結構性缺陷的整治，一般除地面塌陷或嚴重錯口等情形，必須要開挖外更新外，一般宜應盡量選擇非開挖的方式，以減少對城市交通等的影響。《城鎮排水管道非開挖修復更新技術規程》(CJJ/T 210—2014)，為管道結構性修復提供了技術依據。非開挖修理根據修理部位，分為局部修理和整體修理。局部修理主要技術措施包括：嵌補法、注漿法、套環法和局部涂層法，主要適用于接口修理和管體局部修理，如圖8所示。整體修理主要技術措施包括：涂層法、翻轉法(CIPP)、螺旋管法、短管內襯法等。

這些非開挖修理技術都具備在完全不開挖或少量開挖地面的情況下實施，具有施工時擾民少、對交通和周邊影響小、施工過程中完全不會產生次生災害的優點。上述技術在我國都有使用，也非常成熟。特別是目前套環法、翻轉法和短管內襯法使用在我國較為普遍。

德國對采用內襯的修繕方法，修復后管道的使用壽命，平均可以延長使用壽命47 a的評價足以證明這類非開挖技術的推廣使用前景的廣闊。但由于這些工法所使用的設備和材料基本來自歐美等發達國家，故而修復成本偏高，給使用推廣帶來一定難度。最近，檢測設備、修復材料及修復技術裝備產業化推廣技術已被列入國家“十二五”水專項的研究課題，相信在不遠的將來，排水管道非開挖修理一定會得到推廣。

1.2.4GIS系統要動態在地理信息系統(GIS)上疊加排水要素，形成的城鎮排水GIS系統為排水管理提供了有效的基礎。排水系統的規劃設計、日常維護、運行調度、模型動態分析、防澇預警、應急調度等工作均離不開排水GIS系統。國務院辦公廳2014年6月3日發布了《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》(國辦發[2014]27號)，要求在2015年底前完成地下管線的普查，建立綜合管理信息系統。這為城市排水地理信息系統建立提供了政策依據，有關部門也將出臺相關技術標準，指導和規范該項工作。

建好和管好城市排水GIS，要注重借鑒4則經驗：一是家底清楚是基礎，這是徹底解決排水系統數據缺失、不完整、不準確等問題的前提;二是僅有屬性數據還不夠，排水GIS中排水管道的管徑、標高、材質、廠站規模、設備配置等是必須包括的基本屬性數據，但是僅有這些屬性數據，排水GIS少了點“活”性，應該將排水設施養護、檢測、維修整治等維護管理信息加到數據庫里去，這樣GIS就能夠“活”起來了;三是GIS要動態，城市排水GIS的核心是數據庫，及時根據屬性數據的變化和管理數據的變化來更新數據庫，這是GIS管理的重中之重，沒有動態的數據庫，就沒有合乎實情的指令;四是城市排水管網的數據庫只能確定由一家負責管理，數據庫共享，不能出現多頭管理的現象，只有這樣，才能保證GIS及各種目的子系統有效運行。

2我國排水管道外部滲入水影響分析

外部滲入水量的大小是直接反映排水管道的實際質量狀況和管理水平的重要表征指標，在缺少相應檢測資料的情況下，污水處理廠的進水水量和濃度就是最有效的證明。

2.1我國污水管道外部滲入水情況調查上海早在2002年就開始了外部滲入水主要部分——地下水滲入情況的調查研究，蘇州河以南11個排水系統調查顯示，地下水滲入量占旱季污水量(“純”污水量與外部滲入水量之和)的比值平均為31%，蘇州河以北為23%;部分住宅小區的外部滲入(地下)水占旱季污水量的比值為10%～35%。上海崇明某鎮污水處理廠設計規模為2.5萬m3/d，服務范圍的自來水供水量日均2.2萬m3/d，但是污水處理廠的進水量卻超過3萬m3/d。合肥市某小區和所在排水系統實測外部滲入(地下)水量占旱季污水量的34%左右。

前述德國DWA資料介紹，德國外部滲入水量與旱季污水量的比值為28.8%。雖然上海等地的外部滲入水調查數據與德國調查數接近，但研究認為這并不意味著我們的排水管道質量也與德國水平相當。而是在相同區域面積和管道長度條件下，我們的人口密度和污水產生總量比德國要大很多，而且我國的外部滲入水量僅考慮了地下水，所以顯示出我們的滲入量與旱季污水量之比與德國相近。

污水處理廠進水濃度偏低，也是外部滲入水大量滲入的有力佐證。上海某分流制(以生活污水為主)污水處理廠，處理規模為2.2萬m3/d，其進水COD濃度為330 mg/L，而德國北部以分流制為主的污水處理廠年均COD進水濃度為800～1 000 mg/L，可見上海污水管道的外部滲入水和雨季雨水的混接是影響水質的重要因素。

上海某小區實測外部滲入水量為26%～36%，管網COD濃度為249 mg/L;而另一小區外部滲入水量為10%～20%，其COD濃度為346 mg/L，上述合肥小區測得COD濃度為140～270 mg/L。上海崇明某鎮小區實測COD濃度為322 mg/L，對應的城鎮收集管網為147 mg/L，污水處理廠進水總管中COD濃度125 mg/L，污水處理廠集水井內COD濃度118 mg/L，從上游到下游濃度一級比一級淡，污水處理廠進水COD濃度僅為小區平均COD濃度的36.6%。可見外部滲入水缺陷是十分嚴重的。

我國以生活污水為主，或者工業污染源影響較小，城鎮污水處理廠進水COD濃度應為400 mg/L，以此推算，上海外部滲入水量占旱季污水量的比例為30%以上的調查是合理的;我國很多城鎮污水處理廠進水COD濃度不足200 mg/L，外部滲入水的比例一定在50%以上，甚至超過100%。

2.2外部滲入水影響分析外部水的大量滲入會造成4方面的問題，一是增加了污水處理廠的進水量，降低了污水處理廠進水水質，導致污水處理廠運行效率和污染物減排效率降低，甚至溢流;二是外部滲入水占據了管道的容量，降低了管道的輸送效率，也有可能導致在管道和輸送泵站處溢流;三是由于管道溝槽回填近年來多是黃沙，地下水的滲入會將黃沙帶入管道中，從而掏空溝槽，造成道路塌陷;四是浪費了地下水等珍貴的水資源。

近期有多個媒體報道稱：“我國多地污水處理廠超負荷運轉，部分生活污水直排湖河，致水體二次污染高發”。造成我國污水處理廠溢流的原因，可以歸納為4種情況：一是污水處理廠進水水量，超過實際處理能力而溢流;二是管網運行調度不合理，造成日夜間進水量負荷波動變化較大，高峰時產生溢流;三是合流制排水系統的污水處理廠按照分流制設計，雨季進水量是污水量的若干倍(取決于截流倍數)，造成溢流;四是由于收集管網設計和污水處理廠設計一般僅考慮了污水量10%的外部滲入(地下)水滲入量，而實際中遠高于污水量10%的外部滲入水進入污水管道，導致進水量超過處理能力而造成溢流。

前兩種情況，對策措施相對是比較簡單的，通過污水處理廠擴容和優化運行調度方案就可以解決。第三種情況則需要增建雨季溢流水處理設施，讓雨季超負荷進水得到一定處理后再溢流;這種做法，污水處理廠的污染物減排效果一定好于污水處理廠的單純提標改造。外部滲入水是我國普遍存在的問題，也是媒體所稱稱溢流的主要原因;其僅依靠污水處理廠擴容是不能夠解決問題的，擴容也是一種盲目和低效的手段，而是應該從管網整治入手，從根本上解決問題，否則外部滲入水缺陷愈加嚴重，導致溢流也會愈加嚴重。

2.3解決外部滲入水問題的途徑根據德國的經驗，外部滲入水量50%以上排水管道系統必須進行整治修復，25%～50%應予以重視，25%以下時可視為正常。

在加強新建排水管道質量的基礎上，對于已有管道首先要大力推進排水管道檢測，特別是采用電視攝像、聲納等手段，進行內部檢測。并按《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》進行病害等級評價，依據病害等級，分輕重緩急進行整治修復。

傳統的管道整治修復方法是開挖，在城市交通日益繁忙的當下，管道開挖更換、修理和修復措施不斷受到限制，所以逐步推行非開挖措施是必要的。

總而言之，采取有效措施，把污水管網外部水的滲入量降下來，就能夠提高我國排水管道質量和解決污水處理廠超負荷運轉問題。

3建議

3.1有必要定期開展排水管道狀況調查德國堅持了三十多年的排水管道狀況調查制度，讓德國實實在在掌握了排水管道實際狀況，明白還該做什么。建議我國城市也應建立相應的排水管道調查制度，周期性調查，并不是隔幾年進行一次普查，這樣會因為工作量巨大，而無法實施。應該是重點借助于現代化檢測手段，每天都做一點排水管網的檢測，5～10年一個輪回，幾個輪回下來，一定能夠把“埋在地下，看不見”的排水管網狀況弄清楚，把整治需求和工作量弄清楚。除此之外，也才能夠把一個城市的排水管網與國家對排水防澇新要求的差距是多少弄清楚，把污水真正的全收集和全處理要求差距是多少弄清楚。

3.2有必要抓緊修訂相關排水管渠技術規范我國現行《室外排水設計規范》(GB 50014—2014)和《給水排水管道施工及驗收規范》(GB 50268—2008)對排水管道的設計、施工及驗收進行技術規定，但是前者尚需進一步細化外部滲入水量確定、管材的選取、基礎的設置、回填材料等方面的要求;后者則需要對擬用管材的檢驗、施工次序、回填材料和方式、管道施工質量的保障措施等方面還需要進一步細化和強化，為建設好排水管道提供技術保障。

3.3有必要強化排水管道維護管理排水管道維護管理包括日常巡查、定期養護、定期檢測和維修更新等，在編《城鎮排水管渠及泵站運行、維護及安全技術規程》對這些內容的周期、具體內容和要求做出了規定，為今后做好排水管道維護管理提供了重要的依據。只有認真按照技術標準要求做好排水管道的維護管理，才能夠及時把積泥清干凈，讓河道少一分污染;才能夠及時把障礙清除掉，讓管道更通暢;才能夠及早發現病害缺陷，讓管理者掌握管道的真實狀況;才能夠及時修復缺陷，讓管道保持健康。這項工作首先要落實好維護管理隊伍;其次是要編制相應的維護管理定額，為經費申請提供依據;三是要建立相應的第三方檢查、政府監管的維護管理機制。當然前提是排水行業主管部門和當地政府要從排水管道維護涉及城市排水防澇保障、城市水環境改善和城市公共安全的高度認識排水管道維護管理的重要性，認識到位，排水管道的維護工作就有了保障。