真空沖洗系統在排水管網清淤中的應用

任艷龍 楊 清

(天津市市政工程設計研究院四川分院，四川 成都 610041)

0 引言

城市地下管線是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”[1]，排水管網作為城市的重要基礎市政設施之一，承擔著城市污水的收集和輸送，是一座城市的“里子”，“里子”的暢通與否對一座城市的“面子”有很大影響。常規的排水管網一般按照規范，每間隔一定距離設置供檢修維護用的檢查井，但在某些復雜項目中，存在較長距離排水管網無法設置檢查井的情況，該種情況下的排水管網就需要采取特殊的清淤方式。

1 工程設計方案

大山東涌是廣州市番禺區的一條黑臭河涌，全長約2.8 km，河涌斷面最窄處僅3 m左右，河涌大部分河段橫穿植村、大山村等城中村區域，穿城中村段河涌兩岸房屋臨河而建，沿河沒有道路，河涌沿線排污口以每家每戶散排口為主，有一些較大的合流排口。考慮到該段河涌斷面較窄以及兩岸現狀的復雜性，在截污方案設計過程中，通過方案比選最終選用在河涌底部埋設截污干管，在岸邊埋設污水收集箱，污水收集箱所收集污水通過支管排入河涌底部截污干管的截污方案。

城中村段河涌現狀及截污系統橫斷面圖分別如圖1和圖2所示。

考慮到施工的便捷性以及防止污水外溢入河或河涌水流入截污干管，該段截污系統管道管材選用涂塑復合鋼管，管道連接方式采用焊接，截污干管與涌邊污水收集箱采用管件連接，因此河涌底部截污干管可不設檢查井等連接構筑物。

2 真空沖洗系統設計

2.1 真空沖洗系統的布置

本工程河涌底部埋管段總長度約820 m，截污干管管徑DN800 mm，管內水流是以污水為主的雨污合流水，沿線有多處轉角，容易淤積，且一旦淤積形成，清通難度較大，通過在河涌沿線設置真空沖洗系統，可解決河涌底部截污干管維護不便，管道淤積無法清除的問題。

結合河涌兩岸用地情況，在河涌底部埋管段起點和中間河涌岸邊空地上分別設置一套真空沖洗系統，真空沖洗系統存水室采用鋼筋混凝土結構。其中起點處真空沖洗系統規模較大，存水室尺寸為L×B×H=9 m×2 m×6.2 m，有效存水量為90 m3，沖洗長度約550 m；中間處真空沖洗系統規模較小，存水室尺寸為L×B×H=3 m×2 m×6.2 m，有效存水量為30 m3，沖洗長度約270 m。

真空沖洗系統平面圖和剖面圖分別如圖3,圖4所示。

2.2 真空沖洗系統的工作原理

非工作狀態下真空沖洗系統存水室空置，當河涌水位升高到設定液位后，真空泵自動運行，從河涌中抽水進入存水室，直到存水室水位達到設定最高水位，然后存水室水位在真空狀態下維持在最高水位。當需要對管道進行沖洗時，控制系統打開真空隔膜閥，存水室內真空環境被破壞，瞬間將儲水釋放，存水室底部噴射出的水流具有很大的動能，形成強力的、席卷式的射流。射流形成的波浪將排水管底的沉積物卷起，沖流到管道末端的一體化提升泵站，然后通過水泵排出。

真空沖洗系統流程圖如圖5所示。

2.3 真空沖洗系統的優勢

1)生態清洗，無需外來水源，直接從河涌中抽水；

2)水中沒有淹沒移動部件，維護簡單；

3)最高達7 m水頭的水力動能，沖洗效果好；

4)沖洗距離長，最高可達500 m以上；

5)自動操作，可遠程控制；

6)安裝簡單，運行穩定；

7)真空泵控制，能耗低。

3 結語

傳統的排水管網清淤方式多通過沿線設置檢查井進行人工或小型機械清淤，該種清淤方式費時費力，危險性較大[2]，且在某些較長距離不便于設置檢查井的排水管段存在應用上的局限性。真空沖洗系統具有操作簡單、可遠程控制、對長距離排水管網清淤沖洗效果好等優點，本文結合具體工程實際案例，將真空沖洗系統應用于長距離排水管網清淤，從而為復雜條件下的排水管網清淤提供了一種新的解決方案。