淺談中小城鎮截污干管工程的方案設計

陳冬育

（廣東省冶金建筑設計研究院　廣東　廣州　510080）

淺談中小城鎮截污干管工程的方案設計

陳冬育

（廣東省冶金建筑設計研究院廣東廣州510080）

近年來，國家提倡節能減排，促使許多中小城鎮開始加大投資建設污水處理設施。本文以實際工程為例，對中小城鎮截污管道的方案設計進行分析。

截污管；城鎮污水；方案設計

引言

隨著經濟發展進程的加快，環境對經濟發展的影響作用愈來愈突出，引起了人們的普遍關注。而實現經濟與環境協調發展，更是當下衡量社會建設的一個重要指標。目前，許多中小城鎮正在不斷的加快城市化建設，由于人口及工業的不斷增加，生活污水及工業污水的排放也相應的增加，現有的排水體系已經無法滿足污水排放的要求，水環境的污染不但對居民的生活帶來了嚴重的影響，也成為了制約社會全面發展的一個主要因素。因此，大力建設污水處理項目，包括興建污水處理廠及其配套污水管網，是近些年中小城鎮完成節能減排指標，實現社會全面協調發展的一個重要環節。

本文以廣東省粵東某鎮（下文統稱M鎮）的配套截污干管工程為例，對中小城鎮截污干管工程的方案設計進行分析探討。

1　工程概況

本文講述的截污干管工程位于粵東的M鎮，該鎮鎮域面積約30km2，其中城鎮建成區面積現狀約為6.0km2，遠期規劃建設用地面積約為7.5km2，遠期規劃人口總數約11萬人。過去幾年，該鎮以制糖、食品、五金、機械、電器、電線、塑料制品、紡織服裝等輕加工工業作為經濟支柱，不斷發展壯大。

M鎮水系發達，其中有一南北走向、寬為20～60m的河涌（下文統稱Y涌），貫穿整個城鎮建成區，并且作為整個建成區的主要納污水體，容納了整個建成區的雨、污水，排至外江。

目前，M鎮排水系統現狀基本上采用雨、污合流的排水體制，舊城區排水以合流溝渠為主，新建區域雨、污水管按雨、污分流制建設，但混接現象嚴重，因此，整個城鎮缺少統一規劃的有效的排水系統。大部分的生活污水及小部分未經處理的工業污水最終排入Y涌，由于污水量的不斷增加，遠遠超出了河涌本身的自凈能力，導致河涌水體污染淤積現象嚴重，不僅影響周邊居民的生活，也直接導致Y涌的排洪能力下降。

2　方案設計

2.1排水體制的思考

排水工程中常用的排水體制含雨、污分流制，截流式合流制，混合制及直排式合流制。

M鎮現狀采用的是直排式合流制，要完全實現雨、污水分流，除了排水干管的建設，還涉及大量支管的改造和完善，以及面臨拆遷、征地等棘手的問題。

結合M鎮的建設現狀，本文建議近期在建成區采用截流式合流制，遠期逐步改造為雨、污分流制。這樣不僅可以在短時間內保證污水收水量，滿足污水處理廠的運行要求，也能改善河涌的水環境，實現節能減排的目標。

2.2污水量計算

科學地預測污水量是合理確定管道系統、中途提升泵站及污水處理規模最重要的前提和基礎。

污水量預測的方法包括以下三種∶

（1）不同用地性質用水量預測法。根據納污范圍內各種規劃性質用地用水量指標、用地面積、污水排放系數、地下水滲入量等因素確定的。計算公式如下∶

城市綜合污水量=Σ（不同用地用水量指標×用地面積）×污水排放系數×地下水滲入量比例/給水日變化系數

（2）城市人口綜合用水量預測法。根據城市單位人口綜合用水量指標、規劃人口、污水排放系數、地下水滲入量等因素確定的，計算公式如下∶

城市綜合污水量=單位人口綜合用水量×規劃人口×污水排放系數×地下水滲入量比例/給水日變化系數

（3）單位建設用地用水量預測法。根據城市單位建設用地綜合用水量指標、納污面積、污水排放系數、地下水滲入量等因素確定的，計算公式如下∶

城市綜合污水量=單位建設用地用水量×納污面積×污水排放系數×地下水滲入量/給水日變化系數

結合M鎮現狀∶①由于經濟的快速發展，實際人口的增長速度已高出規劃人口的增長速度；③建成區已占遠期規劃建設用地的80%；③該鎮用地性質主要為居住、行政、教育、商貿、工業用地等，現狀建設分區較為清晰，且與遠期規劃用地性質相對一致。綜合上述情況，該項目采用不同用地性質用水量預測法預測水量更為準確。

2.3設計原則

截污管道的設計涉及管道截污效果、施工難易度、用地征用拆遷、項目投資及后期的維護管理等方面。因此在設計的過程中需要遵守以下原則∶

（1）依照遠期規劃規模進行設計。近期作為合流制截污干管，遠期作為該城鎮污水主干管。按遠期污水設計流量確定，用近期旱季污水校核流速，用近期雨季截污流量復核管道輸水能力。

（2）結合當地排水規劃，合理劃分污水管道的納污范圍，從全局出發，充分考慮整個片區遠期污水管道建設。

（3）污水管網布置要充分運用當地地形地勢，最大可能采用重力流，避免埋深過深的情況。盡量少設或者不設提升泵站，以減少工程建設投資和運行維護費用為原則。

（4）方案設計前應仔細調查現狀排污口，截污干管的敷設應盡可能靠近主要排污口∶①可以最大程度的保證截流收水率，以滿足污水處理廠的運行需求；③可以保證截流污水水質，避免大面積的雨水、山水等其他水體通過管道流入污水處理廠，對污水處理設備的正常運行產生沖擊。

2.4總體思路

M鎮所在地屬于外江中游的沖積平原地帶，地勢開闊平坦，總體呈南高北低。經實地調查，該鎮大部分排污口位于Y涌河道兩側，故該項目設計擬沿Y涌東側敷設截污干管，截污干管自南向北，最終接入Y涌下游已建污水處理廠；沿Y涌西側敷設截污支管，并橫穿河道接入截污干管。在Y涌兩側主要排污口處設置截污井，并每隔一定距離設置污水街坊井，以預留后期污水管道接入。

2.5管道敷設

在常規城市市政污水管道的設計中，一般會依照污水專項規劃，在經過規劃局、建設局等相關部門的許可后，將污水管道敷設在市政道路紅線范圍內，這樣不僅便于后期的統一管理，更重要的是可以減免工程建設過程中的征地拆遷，同時也可以減少污水管道及排水構筑物的建設對周邊環境的影響。

但是，在中小城鎮建設截污管道則有著截然不同的情況。①大部分中小城鎮的基礎建設較為落后，現狀市政管線建設較為混亂，許多市政設施建設仍處于規劃階段，尚未落實；③如上文所講，截污管道的敷設位置必須盡可能的靠近排污口，沿現狀主要納污水體布置，以保證截污的水量和水質。然而許多中小城鎮有臨水而居的習俗，建筑物緊靠在河涌邊上，河道以外道路狹窄，無施工場地，施工難度大，會產生大量拆遷。除此以外，中小城鎮許多現有建筑物歷時已久，較為陳舊，在施工過程中容易造成損壞。

基于以上種種原因及不穩定因素，中小城鎮截污管道的設計，需要根據現場的情況，采用不同于常規城市市政污水管道設計的方式。

以M鎮為例，Y涌為鎮內建成區的主要納污水體，設計主要圍繞沿Y涌兩側截污展開。現狀河道寬度約為20～60m，河道兩側沿線均為居民建筑，河道與居民房屋之間存在寬度約5m的道路，該道路為附近居民出入的主要通道，且道路底下有大量的電力管線，通訊管線及給水管道等市政設施。因此，在道路底下敷設截污干管，在施工過程中會對居民的生活有較大的影響，開挖施工對道路、周邊房屋及河堤都會產生一定的損壞，并且會涉及大量市政管線的遷改。

針對M鎮的實際情況，設計擬將截污干管敷設在河床兩側，距離河堤擋墻約3m處。管道施工主要采用鋼板樁支護開挖的施工方式，以減少開挖面，盡量避免對河堤擋墻造成破壞。管道位于河道以內，一方面可減少管道的埋深，另一方面可以避免上述的存在問題，實施起來難度相對較低，與此同時工程總體造價也會相對較低。

當然，采用在河道下敷設排水管道的方式，要獲得較好的成效和節省投資，需要滿足一些先提條件。①應取得水利部門或者航道主管部門的同意，在不影響河道排洪或者通航的前提下，污水設施才能占用河道；③要求河床地質條件較好（淤泥層較薄），河道旱季水位較低，以避免增加施工難度；③施工受季節的影響，對工期要求較為嚴格，雨季無法施工；④在設計的過程中應充分考慮后期的排水設施的維護管理，對排水構筑物（如檢查井、截污井等），應根據實際情況，在不影響其使用性能的前提下，做有針對性的人性化的設計處理。

3　結語

總而言之，不同于常規的城市市政污水管道設計，中小城鎮的污水管道改造設計有著一定的特殊性。它要求設計者更加切實的去了解問題，發現問題，以便針對現狀更好的解決問題。因此，在方案設計之前，必須加強設計資料的收集及對現場的調查探測。只有在詳細了解該地區的總體規劃，掌握現狀場地狀況，熟知現狀地下管線信息的前提下，才能更加準確的劃分流域面積，計算污水流量，更加合理的布置污水管線，更加有效的控制工程投資，讓設計方案更加切實的符合需求。

[1]《室外排水設計規范（2014年版）》（GB50014-2006）.北京∶中國計劃出版社，2014.

[2]《城市給水工程規劃規范》（GB50282-98）.北京∶中國建筑工業出版社，1999.

[3]《給水排水設計手冊》（第三版）.北京∶中國建筑工業出版社，2012.

TU992.02

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∶2015-2-25