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看人家德国的排水管道是怎么设计的

新闻来源:山东智信环保   发布时间:2016-06-29 09:17  点击:
调查范围:德国自1984年开始对排水管道状况进行全面的调查,自1995年后形成了三年进行一次调查的制度。2009年调查对全德国550个城镇和污水联合体中的123个城镇和污水联合体的公共排水系统进行了调查,原东德的城镇占12%。调查范围涉及1975万人口。
排水管道长度:根据德国统计局2007年调查,德国公共排水管道总长度达540723km,排水管道总长度比2004年增加4.78%。按照居民人口计算,平均每人6.6m排水管道,平均40.23m一座检查井。其中,合流制排水管道长度占44.22%,分流制中的污水管道长度占34.63%,分流制中的雨水管道长度占21.15%。
污水纳管率:德国衡量污水处理量水平指标为污水纳管率,其按污水管网服务范围的居民人口数(当量人口数)计算,即纳管人口数占总人口数的百分数。这种方法能够真实反映污水的收集情况。2009年德国全国平均污水纳管纳管率由2004年的97.6%提高到98.8%。
管龄状况:德国排水管道平均管龄为41年,三分之二管龄在50年之内。按照经验分析,这些管道平均可使用时间为80年,剩余使用年限平均为47.1年。
管材状况:德国排水管道主要是陶土管、混凝土/钢筋混凝土管,尽管化学建材管道使用量有所增加,但是其所占比例仍然很小。与2001年相比,管径小于800mm的管道,虽然采用化学建材(塑料管)的比例有所提高,但是陶土管和混凝土/钢筋混凝土管的仍然占了绝大多数。管径800mm以上的管道采用陶土管的比例有所上升,而采用混凝土/钢筋混凝土的比例有所下降。
排水管道检测率:按照长度统计,德国近80%的排水管道已进行过检测,仅半数的城镇,或者污水联合体的排水管道100%进行过检测,管道检测率近年来持续提高,如管径<800的管道平均检测率由2004年的82%提高到2009年的85.5%。公共排水管道(渠)及检查井的检查周期平均为12年。与建筑物的连管检测周期为平均25年左右。
管道病害状况描述:经调查,病害比例最高的是接口损坏和管体裂缝,其次是有障碍物。内壁损害(腐蚀、磨损)、错口(橡胶圈凸出)和特殊病害也是常见病害。平均每处病害长度6.15m。
检查井状况:检查井的病害情况与以往调查相似,发生频次和所占比例最高的病害仍然是井盖和盖座损坏,其次是爬梯的损坏和管道与检查井的衔接。德国有近1350万个检查井,井盖(井座)损害率为37%,所以需要整治的工程量是非常巨大的。按照十年需要整治一次和每个井盖(井座)整治成本500~1000欧元计算,每年需要250~500万欧元,相当于每个居民每年3~6欧元。
排水管道系统的整治
整治需求
德国污水技术联合会(ATV)对排水管道状况制定有相应的分级标准:《建筑物外排水管道系统状态统计、分级、评价标准》(ATV—M149)。按照需要整治修复的紧迫程度该标准对排水管道分为5级。德国目前大部分排水管道状况良好。2009年检测结果是,有17%的管道设施处在0~2的级别中,也就是说这些管道设施需要在中、短期内整治修复。
整治工艺
管道整治是指通过各种技术手段的处理,消除存在的病害,改善或者使得其达到预先规定的状态,满足排水管道运行要求。已上升为欧盟标准的DINEN752《建筑物外排水系统-第五部分:整治工艺分类》将整治措施分为三类:1)修理:局部小范围的病害排除;2) 修缮:在完全或者部分利用包括其原始管渠材料的情况下,改善排水管道当前的状态;3) 更新:在原管位(内部)或者另外的位置实施新的排水管渠,替代原有排水管渠的功能。
满足上述三类整治措施要求的工艺技术很多,表1是各种整治工艺技术在历年的使用情况。在这些整治措施中,更新占了一半左右,而且绝大多数是通过开槽埋管实施的,但是与2001年相比,封闭更新提高了近一倍
整治后使用寿命
排水管道整治后的使用寿命对于确定整治工艺和方法,比较投资费用有着重要意义。2009年首次进行了整治措施实施后的排水管道使用寿命的调查。不同的整治工艺,给排水管道带来的使用使用寿命差异很大。比如,修理类技术,包括局部开挖,平均使用寿命为28年,不包括则为16~20年;修缮类技术,平均使用寿命为47年;更新类技术则为82年。
特别需要说明的是,在修缮类技术中,使用预制管材料,或者瓦型材料(装配)进行修理,使用寿命可达56,或者54年,高于现场制备材料修缮(如涂层、螺旋卷管、软管内衬、织物软管内层)的34~46年。
整治的费用
反映了德国近年来管道整治的投入情况,2004年至2013年共计投入29.8亿欧元,整治管道长度3668km,平均整治每米管道花费812欧元。
按照修缮单价1709欧元/m和新建管道单价838欧元/m的平均值1273.5欧元/m计算,德国54万公里管道全部重新达到应有功能,则需要6877亿欧元。如前所述,德国有17%的管道设施处在0~2的级别中,也就是说这些管道设施需要在中、短期内整治修复。2009年调查,平均整治每米管道需要729欧元,则17%的管道整治需要669亿欧元。德国建议每年每km管道,需要8000欧元来计算排水管道整治费用。
私有排水管道系统状况
2009年德国首次对私有排水系统(包括接户管系统)进行了调查,由于城镇管理部门不对私有排水系统负责,相关法律规定也比较少,所以对私有排水系统情况的掌握比较弱。
水源保护区:从调查的33个城镇数据分析,近29.3万个地产位于水源保护区内,涉及1250万居民。按此估计,整个德国约有190万个地产在水源保护区内。
与公共排水系统的分界点:私有排水系统的排水形式取决于公共排水系统的体制(合流或分流),但是也可能是与联邦州的排水体制不完全一致。与不仅公共排水系统的界限,而且管辖权均与地产特性有关。对于公共排水系统与私有排水系统的界限,56%的情况以地产为界,30%情况以公共排水系统主管为界,9%以出户检查井为界,5%的情况以其它方式而定。对于管辖权的界限,49%的情况以地产为界,29%以公共排水系统主管为界,15%以出户检查井为界,8%的情况以其它方式而定。
私有污水管道的密闭性检查,在接受调查的城镇中,有57%执行当地法律规定,43%没有说明。可以想象私有排水系统密封性差占比是比较高的,在专业领域也是不争的事实。
几点感想
排水管道调查手段至关重要。调查的关键在于方法和手段。只有采用正确的方法和手段,才能够真正将埋在地下“看不见”的管道设施看清楚,德国愈来愈重视通过现代技术手段对排水管道系统的检查,其目的是,通过检查了解排水管道的状况,及时确定和实施整治措施,以保证排水管道的正常运行。目前国内也已掌握这些现代管道检测手段,也发布了《城镇排水管道检测与评估技术规程》(CJJ181—2012),关键是要把检测作为排水管道管理的一项重要工作来抓,要落实专项经费予以保障。
我国的排水管道状况不容乐观。从德国排水管道调查的结果来看,在基于德国高质量的管材、高质量的施工水平、高投入的管道整治情况下,竟然还有近20%的管道需要在近期和中期进行整治,外来水渗入仍然是突出问题。与此相比,我们能乐观吗?我国南方许多地区污水处理厂进水COD浓度不足200mg/L就是排水管道病害严重的最好例证,按照城镇污水处理厂正常COD进水浓度400mg/L计算,外来水渗入量高达100%以上。排水管道接口病害、管道变形、雨污混接、与河水相通等是造成外来水的重要原因。调查的目的是发现病害,而整治的目的就是消除病害,提高功能,延长使用寿命。德国每年都要花巨资对病害进行整治,我国的投入将会更大。
提高排水管道建设质量是根本。无论是从完善污水收集,还是从提高防汛排水能力上讲,我国排水管道建设仍然任重道远。高质量的排水管道建设要体现在“管材质量好、管道基础好、管道接口好、管道回填好”,但是管道质量良莠不齐、施工招标的恶性竞争、施工单位包管材、施工不规范等等都直接影响着排水管道的建设质量,令人堪忧。仅用环刚度指标衡量化学建材管道质量,而没有体现挠曲性指标就是不完整和不合理的;钢筋混凝土管的“平板基础”既不能够保证管道接口到位,也没法让管身落在基础上,可是这一做法已延续了几十年;高刚度的化学建材管道真的不需要设基础吗?承插接口如何能够真正“拉”到位,规范规定是依靠闭水试验来考量的,但是一则闭水试验是滞后的,二则现在工程很难做闭水试验,接口密实就成了空话,真正“拉”到位是要下力气的,所以排水管道是安装出来的,不是埋出来的就是这个道理;黄沙回填已成为管道回填趋势,但是始终没有一个有效的密实度检验办法,而且在高地下水位地区,沙子遇水流动是真理,在管道不密封的情况下,沟槽就会被掏空,这就是路面塌陷的直接原因。排水管道建设没有高质量,功能就要大打折扣,而且今后排水管道整治还要花更大投入。德国管龄在25年内的管道,平均使用寿命在88年,对我们应该有所触动。
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