廣州大學城污水管網改造工程設計

糜寧

（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

1 概述

2004年9月，為解決廣州市區高校發展空間不足的問題，在小谷圍島新建了廣州大學城。目前，大學城在校學生及教職工約18萬人，島內所保留的四個行政村，有1802戶5954名村民。

大學城全城排水管網為雨污分流制設計，已建成的污水管網總長為79.43km，大學城區域內污水收集后將輸送至海珠區瀝滘污水處理廠進行處理。但由于污水管網在較短時間內一次建成，建設采取的是分段設計、分段施工，因此所涉及到的單位較多，整體工程未能統一協調指揮，最終使部分管網出現雨污錯接、漏接甚至堵塞的現象，影響到排水系統正常運行，給周圍水環境帶來危害。針對大學城污水管網現狀，在近5個月的深入調查分析后，認為主要存在以下問題。

（1）因考慮到瀝滘污水處理廠的進水COD設計值較高，而且該區域的水量較大，故在該區域管網設計時未設置化糞池，但是由于管網未能及時清淤造成排水管網部分堵塞或排水不暢。

（2）道路部分破損甚至坍塌，造成部分污水管網出現破損、變形等結構性缺陷。

（3）建設管網期間部分施工垃圾未及時清除，造成管道堵塞。

（4）部分污水管段管徑設計偏小，導致堵塞。

（5）地基沉降，將管道接口拉裂致使漏水現象嚴重。

（6）大學城內飯堂排水均未做隔油設施，導致污水管道結垢，經過近十年的積累引起堵塞。

2 排水管網改造工程總體方案

（1）清淤疏通。大學城管網系統龐大，因管道維護管理工作不到位，導致建筑垃圾、生活垃圾淤積嚴重，需對污水管道進行全面的清疏。

（2）堵漏防滲修復。由于地基沉降、道路破損等原因的影響，導致部分污水干管出現接頭錯位、破損而發生污水泄漏，若采取拆除、重建管道施工難度大且資金較高，因此采取污水管網修復新技術進行堵漏防滲。

（3）管道重建。對于管道破損、變形嚴重，管道內沉積難以疏通或疏通效果不佳的管段，采取重建管道接入下游暢通管段。

3 工程改造設計

3.1 清淤疏通

結合大學城污水管網內垃圾淤積的實際情況，本工程采用清疏和維護使之繼續運行，清疏時采取人工和機械清疏相結合的方法。對管徑d≤300mm的污水管采用人工清疏，以長度≥3m的青竹用鉛繩連成長條來進行人工清疏，管道中的沉積物可以被推到下游檢查井中，然后通過手工或使用機械抓斗和吸泥裝置的方式排出管網系統，此類小管徑污水管在大學城污水管網中約占總長度的35%～45%。而對管徑d＞300mm的污水管，由于采用人工清疏的方式效率低、效果差，故一般使用機械進行清疏：多采用穿繩器穿過淤堵管段后，穿繩器兩端各連一輛絞車，絞車再帶動工具反復刮動管道內部造成淤泥松動，再進行清掃。

大學城污水管網改造中設計清疏60處污水管段，總長度約為10km，可使輕度缺陷管網排水暢通。

3.2 堵漏防滲修復

根據大學城污水管網的檢測報告發現，有10%的污水干管是由于道路沉降及破損的原因導致出現輕度結構性缺陷（破裂、滲漏、錯口等），需要進行修復，管徑從d300～d600mm，全長約2.5km。通過現場情況調查，這些管段只需要內襯修復不用更換的管段。內襯修復方法中CIPP法和U型折疊法比較常用?？紤]到大學城的排水現狀，必須要帶水作業，需修復管道的管徑在U型折疊法的應用范圍之內，U型折疊法操作簡單，管材常見，故采用U型折疊法進行內襯修復。方案對比見表1。

表1 內襯修復方案比較

3.3 管道重建

3.3.1 管道重建方案選擇

為保證施工期間雨污水管道的正常運行，對于問題管段的更換將采取兩種方案。

（1）新建一根管道平行于問題管段，將新建管段接入上下游正常管段后再將問題管段封堵、廢棄。

（2）先設置導流管，將問題管段下游污水臨時接入下游正常管道后，再在問題管段原位置新建管道，再接入上下游正常管段后再取消導流管，兩種方案如圖1、2所示。

圖1 管段更換方案一

圖2 管段更換方案二

兩種方案均能保證在既有管段運行時進行更換施工，但各有優缺點，見表2。

經比較，方案一施工難度低，投資小，但新建管段對周邊環境可能會有影響，且污水水力條件在新建管段內產生變化，因此需對新建管段管徑等進行核算；方案二施工難度較大，投資較高，且工序較方案一復雜，但由于新建管段是在原位置建設，因此管道水力條件不變，且對周邊環境影響較小。

本次將采用方案一、二相結合的方式，在施工過程中，結合大學城實際情況靈活采用施工方案，以減少市政施工對上游排水的影響，同時提高施工質量和施工效率、降低施工管理成本。

表2 方案優缺點比較

3.3.2 新建管段施工方案

（1）頂管施工技術。由于污水管道埋深較大，且施工場地地下水位較高，為最大程度的減小施工對大學城正常交通的影響，本次也將考慮采用頂管施工和牽引法施工兩種非開挖技術。大學城外環東路和外環西路上共2.3km的污水管需重建，其管徑d＞600mm，埋深大于5m，新建管段采用頂管法施工。

（2）牽引管法施工技術。對于管徑≤600mm 的管道可采用牽引法施工技術。施工工藝流程為：施工準備→打導向孔→擴孔、成孔→牽引管道→砌檢查井→驗收→清場。

牽引管法較頂管法施工難度小、工期短、造價低，因此，本次優先推薦牽引管法，管徑＞600mm的管段才采用頂管法。

4 結語

排水管網是城市不可或缺的重要基礎設施，排水管網改造工程是地下隱蔽工程。通過對大學城排水管網改造工程的研究，對城市排水工程基礎設施建設、維護和改造提出以下建議。

（1）排水管網建設是一項系統性的工程，應注重每一個環節的質量把控，才能保證排水設施的正常建設及運行。

（2）加強對城市管網的定期檢測，能及時發現管網存在的問題，從而快速應對，保障城市管網系統的正常運行。

（3）排水管網改造要因地制宜，立足于實際進行設計，并應結合新技術、新工藝以節省資金，提高效率。