南京市管道非開挖修復(fù)CIPP紫外光固化修復(fù)增效實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

1.1 南京市污水管網(wǎng)建設(shè)發(fā)展歷程

1985年至2008年，逐步建立和形成截流式合流制為主的污水排放體系；2009年至2018年，集中開展分流制排水系統(tǒng)建設(shè)，形成相對(duì)完善的污水收集系統(tǒng)；2018年起，有序開展管網(wǎng)排查和問題管網(wǎng)整治及提升行動(dòng)，推動(dòng)污水管網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

2020年，南京市完成主城區(qū)六大污水收集系統(tǒng)市政污水管網(wǎng)排查和即查即改，污水處理提質(zhì)增效顯著。為進(jìn)一步提升污水收集和輸送效能，南京市計(jì)劃通過5年時(shí)間有序推進(jìn)問題管網(wǎng)專項(xiàng)整治及提升，實(shí)現(xiàn)“污水不入河、外水不進(jìn)管、進(jìn)廠高濃度、減排高效能"。

1.2 污水管網(wǎng)排查政策

國家和行業(yè)層面都明確提出了污水管網(wǎng)排查工作要求，努力實(shí)現(xiàn)“城市生活污水集中收集效能顯著提高"的發(fā)展目標(biāo)。如《關(guān)于印發(fā)城市黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案的通知》（建城〔2018〕104號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019~2021年）的通知》（建城〔2019〕52號(hào)）、《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》的通知（發(fā)改環(huán)資〔2020〕1234號(hào)）；《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ 68-2016）等。

1.3 污水管網(wǎng)排查難點(diǎn)

當(dāng)前污水管網(wǎng)排查主要難點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）數(shù)據(jù)不完善。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下管線急劇增加。地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜、數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)、不完善已嚴(yán)重影響地下管線運(yùn)行安全。尤其是老城區(qū)在合流管的基礎(chǔ)上新建了污水管，后期運(yùn)行過程中又因電、氣、通訊、地鐵等市政工程頻繁改造，雨污水管道混接現(xiàn)象較為普遍，合流制、分流制交替存在，難以形成一套完整且準(zhǔn)確的管網(wǎng)數(shù)據(jù)。

（2）技術(shù)路線復(fù)雜。管網(wǎng)排查綜合了管線探測(cè)、水質(zhì)檢測(cè)、管道檢測(cè)與評(píng)估、管道修復(fù)等多項(xiàng)工作，存在工作內(nèi)容多、工作量大、不確定因素多等特點(diǎn)，需要形成一套多專業(yè)融合、多方式協(xié)同推進(jìn)的技術(shù)路線。

（3）作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大。排水管道維護(hù)作業(yè)屬于高危勞動(dòng)作業(yè)。井下作業(yè)是市政排水管道維護(hù)作業(yè)中經(jīng)常遇到的一種特殊作業(yè)項(xiàng)目，需要進(jìn)入排水管道、檢查井、閘井等市政排水設(shè)施內(nèi)部進(jìn)行檢查維修，作業(yè)難度和危險(xiǎn)性都較大。尤其是污水管道普遍具有埋設(shè)深、流速快、作業(yè)空間狹小、污染嚴(yán)重、管內(nèi)情況復(fù)雜等特點(diǎn)，易發(fā)生作業(yè)人員中毒等安全事故。

2020年至2022年，南京市主城區(qū)通過試點(diǎn)循序漸進(jìn)，因地制宜地開展管網(wǎng)排查整治，最終實(shí)現(xiàn)污水收集效能及水環(huán)境質(zhì)量的雙提升。

2.1 基本概況

（1）污水系統(tǒng)情況。南京市主城區(qū)包含六大生活污水處理系統(tǒng)（見圖1），分別為江心洲（67萬m3/d）、城北（30萬m3/d）、城東（35萬m3/d）、鐵北（19.5萬m3/d）、仙林（10萬m3/d）、城南（5萬m3/d）污水處理廠，污水處理能力共166.5萬m3/d，總服務(wù)面積約500 km2，配套市政污水管道約1700 km、污水泵站40座。

圖1 南京市主城區(qū)六大污水系統(tǒng)

（2）主要問題。①高水位：主城區(qū)六大污水處理廠進(jìn)水泵房實(shí)際運(yùn)行水位普遍高于設(shè)計(jì)水位2 m以上，尤其是江心洲、城北污水系統(tǒng)來水量長(zhǎng)期超過設(shè)計(jì)水量，2021年日均處理負(fù)荷超100%，瞬時(shí)水量較大時(shí)污水管網(wǎng)水位持續(xù)提升，部分低洼地段發(fā)生污水漫溢情況。②低濃度：2022年，主城區(qū)六大污水處理廠進(jìn)水平均COD濃度約180 mg/L，BOD5濃度約70 mg/L，尤其是處理的江心洲污水處理廠進(jìn)水濃度偏低，嚴(yán)重影響污染物減排效益。

2.2 技術(shù)路線

根據(jù)水系、泵站、主干管服務(wù)范圍，合理劃分排查片區(qū)，基于“管網(wǎng)（面）-管線（線）-管段（點(diǎn)）"排查對(duì)象，從污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理、管道功能質(zhì)量、水質(zhì)水量和輸水效能等方面梳理污水收集系統(tǒng)突出問題和問題成因，結(jié)合物探測(cè)繪、水質(zhì)檢測(cè)、清疏檢測(cè)、即查即改的“四位一體"排查模式，落實(shí)科學(xué)排查，邊排查邊分析，邊整治邊評(píng)估，循環(huán)往復(fù)，閉環(huán)驗(yàn)證，直至找準(zhǔn)問題根源，達(dá)到預(yù)定成效。排查技術(shù)路線見圖2。

圖2 南京市主城區(qū)污水管網(wǎng)排查技術(shù)路線

2.3 工作內(nèi)容

南京市建立了統(tǒng)一的排查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工作制度，形成了有效的物探測(cè)繪、水質(zhì)檢測(cè)、清疏檢測(cè)、即查即改的“四位一體"排查模式。

（1）物探測(cè)繪，摸清家底。分片區(qū)從污水節(jié)點(diǎn)井→污水主次干管→污水泵站，分水系分流域從排口→雨水管網(wǎng)→污水源頭/雨污混接點(diǎn)進(jìn)行探查測(cè)量，查清排水管網(wǎng)設(shè)施基本屬性，主要包括管道位置、管徑、標(biāo)高、材質(zhì)、拓?fù)潢P(guān)系、建設(shè)情況等；檢查井坐標(biāo)、規(guī)格、材質(zhì)、井室結(jié)構(gòu)等；雨污管道錯(cuò)接混接、截流設(shè)施類型關(guān)聯(lián)情況等。同步繪制雨污水管網(wǎng)系統(tǒng)圖，分析梳理圖面問題，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核查證，完成第一階段的疑似問題研判。通過測(cè)繪雨水管道2 900km，污水管道1700 km，探明雨污水管道混接點(diǎn)900余處（其中主管混接331處，雨水箅子接入污水井574處），做到了污水系統(tǒng)從污水節(jié)點(diǎn)井至污水處理廠的全覆蓋測(cè)繪。

（2）水質(zhì)檢測(cè)，追本溯源。對(duì)小區(qū)雨污水節(jié)點(diǎn)井、市政道路污水交匯井、污水管道及關(guān)聯(lián)河道、雨水排口進(jìn)行科學(xué)布點(diǎn)，分階段開展水質(zhì)跟蹤檢測(cè)，分期形成水質(zhì)檢測(cè)專項(xiàng)報(bào)告。通過10萬樣次水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，一是基本掌握源頭排水戶污水水質(zhì)情況，根據(jù)7 400座污水節(jié)點(diǎn)井旱天有效水質(zhì)采樣檢測(cè)數(shù)據(jù)，主城區(qū)污水節(jié)點(diǎn)井COD濃度≥300 mg/L的占比42%；COD濃度在200~300mg/L占比約20%；COD濃度在100~200 mg/L占比約20%；COD濃度<100mg/L的占比18%。低濃度節(jié)點(diǎn)井（COD<100mg/L）主要分布于沿江區(qū)域（地勢(shì)低且地下水位高）、沿河道區(qū)域、紫金山區(qū)域（受山水影響）以及學(xué)校、廣場(chǎng)、洗車店、醫(yī)院等特殊單位區(qū)域。二是研究污水輸送過程水質(zhì)變化，初步甄別河水倒灌、地下水滲漏等外來水入滲情況，快速鎖定重點(diǎn)排查區(qū)域范圍及問題管道設(shè)施。

（3）清疏檢測(cè)，查明問題。通過封堵調(diào)水、人工摸排、視頻檢測(cè)、聲吶檢測(cè)、全地形機(jī)器人、水下機(jī)器人等技術(shù)手段實(shí)施重點(diǎn)區(qū)域和問題管道設(shè)施的清疏檢測(cè)，找準(zhǔn)河水倒灌點(diǎn)、雨污混接點(diǎn)、管道和檢查井功能性、結(jié)構(gòu)性缺陷點(diǎn)。累計(jì)檢測(cè)管道1080 km，發(fā)現(xiàn)檢查井室井蓋各類問題8 600余處，管道Ⅲ、Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)性缺陷約9 700余處。在所有管道缺陷中塑料管缺陷最為突出，占比62.5%，主要缺陷類型為脫節(jié)、錯(cuò)口、破裂、變形和起伏；混凝土管占比29.5%，主要缺陷類型為破裂、脫節(jié)、錯(cuò)口和滲漏；金屬管占比8%，主要的缺陷為脫節(jié)、錯(cuò)口采用CIPP紫外光固化修復(fù)工藝，江蘇南排市政建設(shè)有限公司。

（4）即查即改，提質(zhì)增效。通過檢查井室特種砂漿噴涂技術(shù)、管道CIPP、FIPP、螺旋管內(nèi)襯、鋼套環(huán)等非開挖修復(fù)技術(shù)，完成即查即改9 000余處，擠外水超10萬m3/d。另有230km問題管道(占比13.5%)計(jì)劃通過分段整治、整體更新及新建等方式實(shí)施改造提升。

（5）江蘇南排市政特殊設(shè)施，重點(diǎn)排查。在完成“四位一體"排查的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深化排查涉河湖水體、雨水溢流、地下水較高區(qū)域的污水設(shè)施。通過組合調(diào)控河道與管道、雨水管道與污水管道水位關(guān)系，排查過河管、沿河管、倒虹管、雨污水管道交叉井、截流、雨天污水漫溢點(diǎn)等關(guān)聯(lián)設(shè)施，分析不同運(yùn)行工況下污水管道水位、水質(zhì)、水量關(guān)系，進(jìn)一步診斷污水系統(tǒng)外來水量及入滲方式，提出優(yōu)化污水收集系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)的方案。

2.4 排查成效

主城區(qū)六大污水處理系統(tǒng)2020年較2017年實(shí)現(xiàn)了進(jìn)水COD增長(zhǎng)26mg/L，增長(zhǎng)率達(dá)15%；BOD5增長(zhǎng)23mg/L，增長(zhǎng)率達(dá)34%；進(jìn)廠泵房前池液位平均下降約0.65m，基本達(dá)到“提水質(zhì)，降水位"的預(yù)期目標(biāo)。2020年排查結(jié)束后，隨即開展分年度管網(wǎng)修復(fù)工作。圖3 為江心洲污水處理廠2018年至2022年進(jìn)水COD、BOD5濃度增長(zhǎng)情況，其中，BOD5由2018年的平均56mg/L提升至2022年的平均100mg/L。

圖3 江心洲污水處理廠進(jìn)水COD、BOD5濃度變化

3.1 優(yōu)化工作組織

成立工作專班，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，層層夯實(shí)責(zé)任，片區(qū)管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)運(yùn)行負(fù)責(zé)人擔(dān)任建設(shè)單位現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任人，加強(qiáng)對(duì)各參建單位的管理。本次排查項(xiàng)目按照污水收集系統(tǒng)進(jìn)行劃分，采用設(shè)計(jì)施工一體化模式（設(shè)計(jì)單位牽頭），先分析評(píng)估，再精準(zhǔn)施工。

3.2 重視績(jī)效考核

根據(jù)長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)中對(duì)收集系統(tǒng)本底情況的分析，制定與參建單位經(jīng)濟(jì)利益掛鉤的履約指標(biāo)和考核制度，如江心洲排查項(xiàng)目要求排查工程竣工后江心洲污水處理廠進(jìn)水COD濃度連續(xù)3個(gè)月同比提高10%以上（含10%）、城北排查項(xiàng)目要求排查工程竣工后城北污水處理廠進(jìn)水COD濃度連續(xù)三個(gè)月同比提高5%以上（含5%）。一方面加強(qiáng)各參建單位之間深度合作，有效落實(shí)排查質(zhì)量、進(jìn)度、安全、投資管理；另一方面也可極大地調(diào)動(dòng)各參建單位的工作積極性，有效促進(jìn)排查工作成效。

3.3 引入特殊技術(shù)

排查項(xiàng)目中，除利用潛望鏡（QV）、閉路電視（CCTV）、聲吶（Sonar）等常規(guī)檢測(cè)手段外，創(chuàng)新利用電法測(cè)漏檢測(cè)和水下機(jī)器人檢測(cè)對(duì)無法調(diào)排的管段進(jìn)行檢測(cè)，利用全地形機(jī)器人對(duì)大型合流箱涵進(jìn)行檢測(cè)，做到污水管網(wǎng)設(shè)施應(yīng)檢盡檢。另外，利用示蹤劑、煙霧發(fā)生器、余氯試劑、便攜式氨氮檢測(cè)等措施縮小排查范圍，追本溯源。

3.4 開展專項(xiàng)分析

對(duì)于污水管網(wǎng)運(yùn)行的問題易發(fā)區(qū)域，重點(diǎn)排查分析。本次將沿河管、過河管、攔河入網(wǎng)、截流設(shè)施、合流管道等作為重點(diǎn)排查對(duì)象，進(jìn)行專項(xiàng)排查和分析。

3.5 協(xié)同即查即改

圍繞擠外水、治混接、收污水的工作目標(biāo)，有針對(duì)性地圍繞重點(diǎn)問題開展污水管道及附屬設(shè)施缺陷即查即改，尤其是加強(qiáng)河水倒灌、污水下河、雨污水混接、檢查井設(shè)施安全等問題整治，減少外來水進(jìn)入污水系統(tǒng)。即查即改減少了二次調(diào)排水的投入，同時(shí)也能夠快速產(chǎn)生效果。

3.6 推進(jìn)智慧水務(wù)

通過信息技術(shù)和管網(wǎng)排查的深度融合，構(gòu)建“一圖、一庫、一平臺(tái)"的污水管網(wǎng)信息化管理系統(tǒng)。

一圖：細(xì)化排查成果，抓好數(shù)據(jù)源頭。物探測(cè)繪數(shù)據(jù)嚴(yán)格執(zhí)行《南京市管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》（DB 3201）、《南京市管線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 3201），并按照南京水務(wù)集團(tuán)相關(guān)規(guī)定重新對(duì)檢查井編號(hào)，錄入南京水務(wù)集團(tuán)有限公司GIS數(shù)據(jù)庫，并以地形圖為載體繪制排水管網(wǎng)CAD圖，形成污水管網(wǎng)“一張圖"。

一庫：對(duì)排查成果數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建庫。以“污水管網(wǎng)檢測(cè)排查成果可視化展示和應(yīng)用"為工作目標(biāo)，制定如“一井一檔"、“一路一檔"、水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)、管道檢測(cè)報(bào)告、CCTV/QV/聲吶等視頻影像資料、管道液位監(jiān)控等成果提交標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)成果資料數(shù)據(jù)邏輯檢查、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)掛接等標(biāo)準(zhǔn)化處理，完成管線探測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)排查資料統(tǒng)一建庫。截至2020年底，已錄入約46 700座檢查井檔案、約29 000份視頻檢測(cè)資料、約54 000樣次水質(zhì)檢測(cè)成果數(shù)據(jù)。

一平臺(tái)：強(qiáng)化平臺(tái)優(yōu)勢(shì)推動(dòng)智慧水務(wù)。開發(fā)定制化的系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠、泵站、管網(wǎng)信息系統(tǒng)（不同時(shí)期、不同模塊）的整合與集成，綜合展示污水廠運(yùn)營(yíng)、泵站運(yùn)營(yíng)、管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、調(diào)度系統(tǒng)、巡檢系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)、工單系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等八大功能模塊，堅(jiān)實(shí)打造“一平臺(tái)"載體，推動(dòng)智慧水務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

科學(xué)利用物探測(cè)繪、水質(zhì)檢測(cè)、清疏檢測(cè)、CIPP紫外光固化修復(fù) 即查即改的“四位一體"模式，能夠有效實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效目標(biāo)，具有推廣意義。

單一管網(wǎng)排查項(xiàng)目只是短效治標(biāo)，稍有松懈就會(huì)陷入問題反復(fù)狀態(tài)，因此管理者應(yīng)把視野放在排水管理的長(zhǎng)效治標(biāo)上，積極探索有效的長(zhǎng)效管理機(jī)制，推動(dòng)排水設(shè)施從規(guī)劃建設(shè)→驗(yàn)收移交→日常維護(hù)，污水處理從源頭接入→過程輸送→處理回用的全周期、全流程管理，實(shí)現(xiàn)排水長(zhǎng)效管理水平的全面提升。