地埋式污水處理廠管線綜合設計淺析

陳濤

（中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司 云南昆明 650051）

0 前言

伴隨城市化的快速發展，很多大中型城市不得不面對污水規劃普遍滯后及市政污水處理設施建設用地嚴重不足的窘境，占地面積小、環境影響小、地面環境美觀的地埋式污水處理廠應用越來越普遍。相較于常規地面污水處理廠，地埋式污水處理廠配套的管線綜合設計更為復雜、更為重要，專業管線種類多、管線敷設空間受限，對工藝布置及功能布局影響大。在總體設計流程中，綜合管線統籌設計對各專業管線設計起關鍵性指導作用。綜合管線統籌設計的合理性影響到地下空間各層的層高，影響污水處理設備和構筑物的安全高效運行，影響各專業管線能否順利安裝。

1 設計目的及作用

（1）不同專業設計工作協調及匯總綜合的最直接體現。綜合管線統籌布局的科學合理，直接決定了地下空間使用的充分性、合理性及有效性，并可以最大程度的為后續地下空間建筑裝修設計、不同專業管線的施工安裝及運營管理和維修創造便利條件，且可以大幅減少管線安裝過程中因為標高、位置沖突造成的返工；

（2）管線綜合是集綜合性、指導性于一體的綱領性設計文件。綜合考慮所有相關專業管線設計合理性直接體現其綜合性，所有相關專業的管線設計必須符合管線綜合設計的整體安排與統籌以確保其可操作性，則體現其指導性；

（3）是持續不斷協調所有專業管線設計的動態過程。當綜合預留的管線敷設空間、高程等無法滿足各專業管線設計要求時，需及時反饋以實現反向協調，最終共同完成管線綜合設計；

（4）不僅僅是各專業管線的簡單機械疊加，而是各專業管線的系統統籌、匯總綜合。在匯總綜合各專業管線的同時，尚需合理分配不同專業管線的敷設空間及整體走向，同時對各專業管線的進行必要的簡化。其簡化的原則是便于各專業設計人員及施工人員能讀懂圖紙、且避免混亂冗雜。

2 設計原則

2.1 管線相對位置的確定原則

按規范及實際運行經驗，各種不同專業管線的相對位置應遵守“小管讓大管、有壓讓無壓；電上、風中、水下”的總原則[1]。即管線平行敷設布置時，位于最上方的是電氣及自控專業管線，位于中間層的是通風除臭、防排煙專業管線，位于最下層的是工藝專業污水、中水管線。采用直立型噴頭的自動噴水的消防專業管線，應貼梁底敷設；采用吊頂型噴頭的自動噴水的消防專業管線，應貼吊頂的龍骨敷設。從滿足人身安全要求的角度，強電專業管線與其他專業管線之間的凈距不應小于0.15m。弱電專業管線應根據其采用的電纜抗干擾能力，確定敷設凈距。其他各專業管線之間的距離應滿足管線安裝及拆卸檢修要求，且不應小于0.2m。

2.2 管線與設備相對位置的確定原則

為確保機電設備的安全穩定運行，同時為設備吊裝、拆卸檢修預留空間，所有無關管線不應敷設在設備的正上方，尤其是通風、除臭管線及水管應避免在電氣設備正上方敷設。因為通風、除臭管線及水管的凝結水可能影響電氣設備的正常安全運行。針對高壓電容器室等散熱量大、通風要求高的空間，應按上送下排的原則布置通風專業管線，且應按照滿足檢修及運營人員巡視要求合理確定風管與設備之間的凈距。

2.3 管線穿越房間的布置原則

變配電間、變壓器室、電容器室、中控室等電氣自控設備房間，禁止各類水管穿越，以防水管滲漏、破裂引發安全事故；中控室等弱電房間禁止高壓電氣管線穿越，以防干擾弱電信號、影響通訊。

2.4 管線維檢空間確定原則

統籌分配綜合管線空間時，必須預留足夠的空間以滿足各類管線維修、檢修需求。寬度小于1.2m的管線，可按單側檢修預留維檢空間；寬度大于1.2m的管線，應該雙側檢修預留維檢空間。最小檢修空間不得小于0.4m。

3 工程實例分析

昆明市第十三污水處理廠主體部分生化段采用改良A2/O工藝，深度處理部分采用“高密度沉淀池+V型濾池+NaCLO消毒”工藝，設計規模為12萬m3/d，出水水質按一級A標準設計。廠區位于昆明主城西片區高峣立交東北角，緊鄰滇池草海城市休閑度假區，由于場地限制，同時為盡量減少對片區整體景觀的影響，采用地埋式的布置形式，地面為開放式生態公園。為盡量節省投資，減少基坑支護和地基處理的費用，地下二層均采用近似圓形的布置形式。

在管線綜合設計過程中，為了科學合理的布置工藝污水管、空氣管、剩余污泥管、回流污泥管、放空管、給水管、中水管、加藥管、上清液回流管、電纜橋架、通風除臭管、防排煙等專業管線，經多次與工藝總體設計人員溝通協商，結合工藝流程特點，采用折線布置、垂直分層的方式形成整體的功能分區。污水處理構筑物的池體主要布置在地下負二層、巡視檢修和車輛通行空間主要布置在地下負一層，地下負一層橫向中心位置設置南北通透的主車道供設備和污泥運輸車輛通行。車道東側布置預處理、生化處理構筑物，車道西側布置深度處理部分的高密度沉淀池、V型濾池、接觸消毒池和綜合泵房。主車道東側負一層生化池地面布置生化池附屬的鼓風機房、加藥間；二沉池、高密度沉淀池附屬的污泥脫水車間及消毒池附屬的綜合泵房布置在主車道西側，其中污泥脫水機房靠近地下空間出口布置，盡量減少污泥重載車輛在地下空間的行駛距離，綜合泵房靠近地下空間入口布置，方便敷設的大型水泵等設備運輸安裝、外運檢修；變配電間、通風機房、生物除臭裝置采取按需分配、就近分散的原則，設置在對應工藝構筑物及需換氣空間附近。

按照上述原則劃定功能分區后，通風除臭、防排煙、曝氣風管、污泥回流管等尺寸較大的管線及不同分區配套的功能型管線基本可以在主車道兩側不同空間內敷設，避免穿越主車道上部區域，運輸車輛的通行空間得到了有效保障。對于其他尺寸較小的剩余污泥管、給水管、中水管、放空管等專業管線，利用主車道下部負二層管廊空間敷設，總進水管、尾水外排管、廠區地面中水回用管道均布置在地下空間入口附近，就近地下空間以外的廠外管線接駁。起重吊運設備對應設置在各功能分區靠近負一層主車道和負二層管廊位置，方便設備運輸安裝和外運檢修。整個項目形成了以負二層管廊為主通道、負一層主車道為界的分區合理、平面走向順暢、豎向分布合規的管線綜合系統，為項目后續有序建設及運營創造了便利條件。

4 設計人員易忽視的問題

4.1 對管線綜合設計的重要性認識不足

設計人員往往片面的將管線綜合設計簡單理解為不同專業管線的疊加匯總，殊不知地埋式污水處理的地下空間中可供專業管線敷設的空間極其有限，需要對各種管線的總體走向、空間分配、關鍵交叉節點等進行細致、科學的統籌分析，確保滿足污水廠正常、高效運行的要求，同時為管線施工安裝及日常維檢創造便利條件。另外，在實際設計過程中，同一個專業的管線自相“打架”的現象普遍存在，尤其是電氣自控和通風除臭專業管線設計，要么整個項目統一一個標高，要么只有管線位置而不明確標高要求，此時，就需要綜合管線設計對其他所有專業管線設計進行設計復核及統籌協調。

4.2 不嚴格執行管線綜合設計原則

很多設計人員在處理空間特別緊張的交叉節點時往往逃避或忽視應遵循的重要設計原則，導致部分管線無法拆卸檢修，甚至誘發安全事故。深圳某地鐵站就出現過因空間受限而將排水管線敷設在高壓配電間內，后因管道老化滲漏導致高壓配電柜遇水損壞。

4.3 忽視圖面處理問題

管線綜合涉及的專業管線種類多，需圖面表示的要素比較繁雜，設計人員往往不對圖面處理問題的重視程度不夠，圖面雜亂無章，導致負責實際實施的工程技術人員識圖困難，無法很好的達到指導施工的目的。管線疊加表達形式不統一、建筑底圖信息處理不到位、管線信息標注分散雜亂是最常見的情況。

4.4 忽視電子文件質量

管線綜合設計人員需要養成規范、良好的繪圖習慣。管線綜合圖面要素多、種類雜，處理好電子文件的圖層管理可以給設計及識圖工作帶來很多便利，且能有效提高設計及識圖工作的效率，避免不必要的差錯。

4.5 管線走向布置不當、影響吊車運行或運輸車輛通行

地埋式污水處理廠各處理構筑物布置緊湊，需垂直起吊安裝及檢修的設備多，污泥運輸車輛需在地下負一層通行，在管線綜合設計過程，需要與工藝總體設計人員及各專業、各單體設計人員反復協商溝通，在優化總體功能分區、合理布置主體及附屬構筑物、科學選擇運輸車輛行走路線的基礎上，再行合理分配各專業管線敷設的平面位置和豎向高程，確保單體構筑物正常運行、設備起吊順暢、運輸車輛通行無阻。