城市排水系统的管网清淤采用哪些技术更高效?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-12-11 | 30 次浏览 | 分享到:
本文盘点城市排水管网高效清淤技术,包括传统的高压射流清淤、机械清淤、水力冲洗清淤技术,以及新型的管道检测与清淤一体化、生物化学清淤、真空吸污清淤技术,分别介绍各类技术的原理、优势、典型应用,给出按管网管径、淤积类型、周边环境的选型指南,对比核心效益并提出优化建议。

一、城市排水管网清淤的核心诉求:高效、安全、低扰动

城市排水管网作为 “城市血管”,淤积物(泥沙、垃圾、油脂、工业废渣等)长期堆积会导致过水断面缩小、排水能力下降,甚至引发管网堵塞、内涝积水、污水倒灌等问题。据统计,我国 60% 以上的城市排水管网存在不同程度淤积,其中老城区管网淤积率超 80%,清淤工作已成为保障城市排水系统正常运行的关键环节。


高效清淤技术需满足三大核心诉求:一是效率优先,快速清除淤积物,缩短作业工期;二是安全可控,避免作业人员安全风险,减少对周边环境、交通及居民生活的扰动;三是彻底洁净,不仅清除可见淤积,还能剥离管壁附着物,降低二次淤积速度。基于此,当前主流清淤技术已形成 “传统技术升级 + 新型智能技术突破” 的格局,不同技术适配不同管网场景,需科学选型以实现最优清淤效果。


二、传统清淤技术:优化升级后的实用方案

传统清淤技术经过多年实践迭代,在设备性能、作业流程上不断优化,仍是中小管径、常规淤积场景的高效选择,核心优势在于技术成熟、成本可控、操作便捷。


1. 高压射流清淤技术:常规淤积的 “高效剥离器”

核心原理:利用高压水泵产生 15-25MPa 的高压水流,通过喷头转化为高速射流,冲击管网内壁的淤积物,使其松动、脱落并随水流排出管网。该技术可搭配不同类型喷头(如直射喷头、旋转喷头、扇形喷头),适配不同淤积状态 —— 直射喷头适合冲击坚硬淤积,旋转喷头适合大面积剥离管壁附着物。


技术优势:

清淤效率高:单台设备日均可清淤 300-500 米,对于管径 300-1000mm 的市政管网,清淤洁净度可达 90% 以上,远超人工清淤的 10-20 米 / 日效率。

适用性广:可处理泥沙、厨余垃圾、油脂结块等多种淤积物,不受管网走向限制(水平管、垂直管、弯曲管均可作业),且对管壁损伤小,适合混凝土管、PE 管、钢管等多种管材。

操作灵活:设备可分为车载式、便携式,车载式适合主干道管网集中清淤,便携式(如小型高压清洗机)可进入老城区狭窄街巷,作业半径灵活。

典型应用:北京东城区老城区管网改造项目中,采用车载式高压射流清淤设备,配合人工辅助清掏,仅用 15 天完成 5 公里老旧管网清淤,清淤后管网排水能力提升 40%,有效缓解了区域内涝问题。


2. 机械清淤技术:重度堵塞的 “物理破除器”

核心原理:通过机械装置(如清淤机器人、绞车牵引式清淤器、抓斗式清淤机)直接接触淤积物,实现挖掘、抓取、破碎后排出。清淤机器人配备摄像头和机械臂,可在管网内自主移动,精准清除顽固淤积;绞车牵引式清淤器通过钢丝绳牵引刮板、毛刷等工具,反复刮擦管壁清除淤积;抓斗式清淤机则适用于检查井、泵站集水井等大型构筑物的淤积清理。


技术优势:

破除能力强:可处理石块、建筑垃圾、大块油脂硬块等高压射流难以清除的重度堵塞物,对于淤积厚度超 1250px 的管网,清淤效果显著优于其他技术。

可视化作业:清淤机器人搭载的实时监控系统,可将管网内淤积情况传输至地面控制台,实现 “可视化精准清淤”,避免盲目作业导致的管网损伤。

降低劳动强度:无需作业人员进入管网(尤其是有毒有害、缺氧的密闭空间),大幅降低安全风险,解决了传统人工清淤 “效率低、风险高” 的痛点。

典型应用:上海临港新片区排水管网清淤项目中,采用履带式清淤机器人,针对管径 800-1200mm 的管网内混凝土块、工业废渣等重度淤积,实现日均清淤 200 米,清淤后管网过流能力恢复至设计标准的 95%,且未对周边交通和居民生活造成影响。


3. 水力冲洗清淤技术:低成本的 “批量清淤方案”

核心原理:利用管网内自身水流或临时加压形成的水力冲击,结合导流、封堵等措施,使水流速度提升至 1.2-1.5m/s(临界冲刷速度),带动淤积物随水流排出。该技术可分为 “正冲法”(水流顺管网流向冲洗)和 “反冲法”(水流逆向冲洗),常搭配堵水气囊、导流槽等辅助设备使用。


技术优势:

成本极低:无需复杂设备投入,仅需简单的堵水、导流装置,适合预算有限的中小城市或郊区管网清淤。

批量作业:可同时对多段管网进行冲洗,尤其适用于管径 500mm 以下、走向平缓的支管管网,单批次可清淤 1-2 公里,效率高于人工清淤。

无二次污染:利用天然水流冲洗,无需添加化学药剂,避免了化学清淤可能导致的水体污染问题。

注意事项:需确保管网下游有足够的排水通道,避免冲洗后的含淤污水倒灌或溢出;对于坡度较小、流速难以提升的管网,需搭配加压泵增强水力冲击效果。


三、新型智能清淤技术:未来趋势下的高效升级方案

随着智慧水务技术发展,新型清淤技术融合物联网、大数据、AI 等技术,实现 “精准诊断 - 智能清淤 - 效果评估” 全流程自动化,适用于复杂工况、高要求场景,代表了城市排水管网清淤的未来趋势。


1. 管道检测与清淤一体化技术:“诊断 + 治疗” 同步完成

核心原理:整合管道 CCTV 检测、声呐检测与清淤功能,设备先通过 CCTV 摄像头、声呐传感器对管网进行全面检测,生成淤积分布、管径变化、管壁损伤等数据报告,再根据检测结果自动匹配清淤模式(高压射流、机械挖掘、毛刷清扫),实现 “检测 - 分析 - 清淤 - 复检” 的闭环作业。


技术优势:

精准高效:避免 “盲目清淤”,根据管网实际淤积情况针对性作业,清淤效率提升 30% 以上,同时减少无效作业导致的资源浪费。

数据化管理:检测生成的管网三维模型和清淤数据可存入城市排水管网数据库,为后续养护、改造提供科学依据,推动清淤工作从 “被动应急” 转向 “主动预判”。

适用复杂管网:可在管径 200-2000mm 的管网中作业,尤其适合管网老化严重、淤积分布不均的老城区,避免清淤过程中对管壁造成额外损伤。

典型应用:杭州钱江新城智慧管网项目中,采用一体化清淤检测设备,对 3 公里核心区域管网进行清淤,通过 AI 算法自动识别淤积类型(泥沙占比 60%、油脂占比 30%、其他 10%),针对性切换高压射流和机械毛刷模式,清淤效率较传统技术提升 45%,且形成了完整的管网健康档案。


2. 生物化学清淤技术:温和环保的 “管道清洁剂”

核心原理:向管网内投放生物酶制剂、益生菌等环保药剂,利用微生物的代谢作用分解淤积物中的有机物(如油脂、厨余垃圾、粪便等),将其转化为无害的二氧化碳和水,同时抑制有害细菌滋生,减少管道异味和腐蚀。该技术常与物理清淤结合使用,用于清除物理方法难以剥离的管壁生物膜和细小有机物淤积。


技术优势:

环保无害:药剂为生物制剂,无腐蚀性、无毒性,不会污染土壤和地下水,适合饮用水源保护区、生态敏感区的管网清淤。

长效防淤:微生物在管网内可存活 1-3 个月,持续分解新产生的有机物,延缓二次淤积速度,将清淤周期从 3-6 个月延长至 12-18 个月,降低长期养护成本。

操作简便:无需大型设备,仅需通过检查井或专用投放装置将药剂投入管网,无需中断排水,可在夜间或低用水时段作业,对居民生活影响极小。

适用场景:适用于管径 200-800mm 的生活污水管网,尤其适合餐饮集中区、老旧小区等油脂淤积严重的区域。例如,广州天河区餐饮一条街的管网清淤项目中,采用生物酶制剂配合高压射流清淤,先通过生物药剂分解油脂硬块,再用高压水流冲洗,清淤洁净度达 92%,且后续 1 年内未出现二次堵塞。


3. 真空吸污清淤技术:无扬尘的 “高效收集方案”

核心原理:通过真空吸污车产生的负压(真空度可达 - 0.08MPa),将管网内的淤积物、污水一并吸入收集罐,再运输至指定地点处理。该技术常与高压射流、机械清淤配合使用,形成 “冲洗 - 破碎 - 抽吸” 的组合工艺,尤其适合淤积物含水率高、易流动的场景。


技术优势:

无二次污染:淤积物和污水通过密闭管道吸入收集罐,全程无扬尘、无泄漏,避免了传统清淤 “污水横流、臭气弥漫” 的问题,适合城市核心区、主干道等环境要求高的区域。

收集彻底:负压吸力强,可将管网底部的沉沙、悬浮物及积水一次性吸净,清淤后管网内无残留淤积,过流能力完全恢复。

机动灵活:真空吸污车可快速移动,适合多点分散的检查井清淤,单台车日均可处理 50-80 个检查井,配合高压射流设备可实现 “边冲边吸”,效率大幅提升。

典型应用:深圳前海合作区主干道管网清淤项目中,采用 “高压射流 + 真空吸污” 组合工艺,白天封闭单车道作业,夜间恢复交通,仅用 10 天完成 3 公里主干道管网清淤,清淤过程无扬尘、无异味,得到周边商户和居民的高度认可。


四、高效清淤技术选型指南:场景适配是核心

不同清淤技术的适用场景差异显著,需结合管网管径、淤积类型、堵塞程度、周边环境等因素综合选型,避免 “技术错配” 导致清淤效率低下或成本浪费。


1. 按管网管径选型

管径<300mm:优先选择便携式高压射流清淤机、生物化学清淤技术,配合小型真空吸污设备,避免大型设备无法进入作业;

管径 300-1000mm:推荐高压射流清淤技术、管道检测与清淤一体化技术,兼顾效率和精准度;

管径>1000mm:采用机械清淤机器人、真空吸污 + 高压射流组合工艺,应对大断面、重度淤积场景。


2. 按淤积类型选型

泥沙、悬浮物淤积:水力冲洗清淤、高压射流清淤技术效率最高,成本最低;

油脂、有机物淤积:生物化学清淤 + 高压射流组合工艺,先分解后冲洗,清淤更彻底;

石块、建筑垃圾等硬物淤积:机械清淤机器人、抓斗式清淤机,强行破除重度堵塞;

生物膜、管壁附着物:旋转喷头高压射流 + 生物药剂,剥离并分解顽固附着物。


3. 按周边环境选型

城市核心区、主干道:真空吸污 + 高压射流组合工艺,密闭作业无二次污染,且可夜间施工减少交通影响;

老城区、狭窄街巷:便携式清淤设备、小型清淤机器人,机动灵活,无需大型设备进场;

生态敏感区、水源保护区:生物化学清淤技术 + 环保型物理清淤,避免药剂污染和污水泄漏。


五、清淤技术效益对比与优化建议

1. 核心效益对比(以 1 公里管径 600mm 管网清淤为例)

以 1 公里管径 600mm 的常规淤积管网为参考,各类清淤技术的核心效益差异显著:人工清淤的效率最低,完成作业需 15-20 天,清淤成本达 8-10 万元,且清淤洁净度仅 60-70%,二次淤积周期短至 3-6 个月,作业过程中易出现污水横流、异味扩散等问题,对周边环境影响较大;高压射流清淤效率大幅提升,3-5 天即可完成作业,成本控制在 4-6 万元,清淤洁净度达 85-90%,二次淤积周期延长至 6-12 个月,仅产生轻微污水排放,环境影响较小;机械清淤机器人的作业效率更高,2-4 天即可完工,成本 6-8 万元,清淤洁净度提升至 90-95%,二次淤积周期达 8-15 个月,作业过程无明显环境影响,安全性突出;管道检测与清淤一体化技术的精准度最高,1-3 天即可完成 “检测 - 清淤 - 复检” 全流程,成本 8-12 万元,清淤洁净度达 92-98%,二次淤积周期最长(10-18 个月),且全程无环境影响,还能形成管网健康档案;生物化学清淤技术的成本最低,仅 3-5 万元,虽作业周期包含 5-7 天反应期,清淤洁净度 75-85%,但二次淤积周期长达 12-18 个月,且完全环保无害,适合对环境要求高的场景。以上数据均基于行业平均水平,实际效益会受淤积程度、作业条件等因素影响。


2. 优化建议

推广 “组合清淤工艺”:根据管网实际情况,将物理清淤与化学清淤、检测与清淤结合,如 “生物药剂预处理 + 高压射流 + 真空吸污”,兼顾效率、洁净度和环保性;

建立 “智慧清淤管理体系”:利用管网检测数据建立淤积预测模型,根据淤积速度制定个性化清淤计划,避免 “过度清淤” 或 “清淤不及时”;

加强设备升级与人员培训:引入智能化清淤设备,同时提升作业人员的操作技能和安全意识,确保技术落地效果;

完善配套政策:将清淤费用纳入城市市政养护固定预算,鼓励采用环保高效清淤技术,对符合要求的项目给予补贴。


六、结论:高效清淤需 “技术适配 + 科学管理” 双驱动

城市排水管网清淤的 “高效性” 并非单一技术的优势体现,而是 “技术选型适配 + 作业流程优化 + 长效管理支撑” 的综合结果。传统清淤技术在常规场景中仍具不可替代的成本优势,新型智能清淤技术则为复杂工况、高要求场景提供了更优解,两者协同配合可实现全场景覆盖。


未来,随着智慧水务技术的深度融合,清淤工作将从 “被动应急清淤” 转向 “主动预判清淤”,通过管网健康监测数据提前识别淤积风险,结合一体化清淤设备实现精准、高效、环保的清淤作业。对于城市管理者而言,需根据管网现状、财政预算、环境要求等因素,科学选择清淤技术,构建 “定期养护 + 应急处置” 的长效机制,才能从根本上破解管网淤积难题,保障城市排水系统的畅通运行。