某工業園污水管長距離輸水可行性研究方案探討

王濤

（湖北省城建設計院股份有限公司，湖北 武漢 430051）

1 工程概況

1.1 項目區位

石首市沿江產業園（圖1），位于長江南岸，規劃面積約57.0km2，下設張城垸工業園、新洲工業園和東升工業園三個園區。現狀部分區域已開發，主要位于張城垸工業園內。

1.2 污水設施現狀概況

沿江產業園區內目前僅有楚天大道一條現狀城市道路，從現狀張城垸工業園內起往東至終點規劃經八路，總長約14.50km，在規劃經三路至規劃經五路路段內北側敷設有一段污水管，服務于該路段上的一家企業，排至產業園污水處理廠，其余路段暫無現狀污水管。

圖1 沿江產業園區位圖

現狀沿江產業園污水處理廠位于東升園區規劃經三路東側，近期（2016～2020年）處理規模5000m3/d，中期（2021～2030年）規劃處理規模15000m3/d，遠期（2031～2045年）規劃處理規模30000m3/d，主要服務東升工業園和新洲工業園兩個園區。

1.3 工程范圍及內容

隨著產業園的不斷發展建設，一些企業相繼入駐，配套污水收集管網亟待完善建設。依據項目建設單位委托書，本工程污水收集的范圍為楚天大道自規劃楚一路至規劃6號路（現狀新洲社區附近）范圍內兩側地塊區域，地塊面積約90公頃，不考慮楚天大道自規劃6號路至現狀沿江產業園污水處理廠（規劃經三路東側）沿線地塊（圖2）。

圖2 污水收集范圍示意圖

2 工程總體方案

2.1 污水收集輸送方式

本項目范圍內地塊污水，由管道收集后沿著現狀楚天大道向東輸送至位于東升園區的沿江產業園污水廠。

自規劃楚一路至沿江產業園污水廠，路線總長度約10.7km。依據現狀道路測量地形圖，并結合現狀實地踏勘，現狀楚天大道總體較為平坦。規劃楚一路至規劃12號路這段長度約6.6km范圍內,一般路段（除張城垸外堤上路兩側各100m路段）道路高程為34.2～36.0m，張城垸外堤上路兩側各100m范圍路段道路高程為35.6～37.6m；規劃12號路至沿江產業園污水廠這段長度約4.1km范圍內,道路高程為32.4～34.0m。

污水管輸水距離較長，且現狀道路總體平坦、地下水位較高，若污水管全程采用重力流方式鋪設，隨著長度的延伸，埋深也相對越來越大，達到一定的深度后，為避免對施工以及后期的維護產生不便，需設置中途提升泵站。依據設計規范并結合本項目實際情況，針對污水收集輸送方式，提出兩種方案進行比選：①重力流+中途提升泵站；②重力流+壓力流。

（1）方案一：重力流+中途提升泵站。在項目污水收集區域內以及至沿江產業園污水廠范圍內，污水管均采用重力流方式。根據現狀道路地形高程并結合污水管起端一般埋深，污水管在規劃6號路處埋深已約為4.5m，隨著向下游延伸，埋深也基本繼續增大，下游至污水廠距離還有約9.3km，綜合現狀道路地形、污水管坡度、埋深及現狀地質條件等條件，全程需設置3座中途提升泵站（圖3）。

圖3 方案一系統示意圖

（2）方案二：重力流+壓力流。在項目污水收集區域內，即自規劃楚一路至規劃6號路，該段長度約1.40km的范圍內，污水管采用重力流方式，以便于道路兩側地塊污水的收集；自規劃6號路至下游沿江產業園污水廠，該段長度約9.30km的范圍內，因不考慮道路兩側地塊污水的收集且污水管在規劃6號路處埋深已較大（約4.5m），污水管采用壓力流方式（圖4）。

圖4 方案二系統示意圖

（3）輸送方式比選。上述兩個方案中，由于在項目污水收集區域范圍內均采用重力流，故僅對自規劃6號路至下游終點污水廠范圍內的污水輸送方式進行比較。

通過表1綜合比較，結合本項目實際情況，本工程污水管輸送方式采用方案二。根據現狀楚天大道兩側管線的埋設情況，污水管鋪設在道路南側。

2.2 污水提升泵站

目前，工程中常用的污水泵站主要有傳統的鋼筋混凝土和新型的一體化成品預制兩種形式。兩種形式的泵站比較如表2所示。

表1 方案一與方案二的比較

綜合比較，本工程采用一體化成品預制污水泵站。

泵站埋設于規劃6號路與現狀楚天大道交叉口西南側，即現狀新洲社區村莊水泥路西側農田地頭，無拆遷，電力設施通達，條件良好（圖5和圖6）。

2.3 管材的選用

本工程污水管收集工業園區污水，需要較強的耐腐蝕性，且污水管徑不大，重力管管徑為DN500，壓力管管徑為DN350，綜合比較常用的管材，選用塑料管材。重力流采用增強聚乙烯（HDPE）纏繞管，柔性橡膠圈接口，壓力流一般路段采用聚乙烯（PE）實壁管，熱熔連接。

2.4 附屬構筑物

（1）檢查井。重力污水管檢查井采用抗滲及耐腐蝕的混凝土檢查井，規格按照現行國標圖集選擇，設置間距按照現行設計規范執行。壓力污水管上設置壓力檢查井。對于該類檢查井，現行設計規范和國標圖集并沒有相關標準做法，參考建筑物內部排水管檢查口及類似工程經驗，在污水管上安裝成品的法蘭三通配件，采用法蘭盲板密封，檢修時打開法蘭盲板即可，檢查井采用磚砌。關于設置間距，現行設計規范并無規定，但若按照重力管道檢查井最大間距設置，則長度約9.30km壓力污水管壓力檢查井數量較多，系統運行隱患大，參考給水管閥門井設置間距，直線段上兩個閥門井的間消火栓數量不宜超過5個，即按500m左右的間距設置。

表2 傳統污水泵站與一體化污水泵站比較

圖5 污水泵站站址衛星圖

圖6 污水泵站站址實景圖

（2）排氣閥。為防止水錘對管道及水泵的影響，在壓力污水管的高點以及每間隔1000m處，設置用于排氣的井，井內安裝復合式自動排氣閥。

（3）排空井。在管道的低點以及每隔一定距離處，設置排泥井，井內設排泥閥，濕井內的放空水可采用臨時移動泵抽排的方式外排。

2.5 壓力管過河

春風渠寬度約28m，河底距路面約3.5m，現狀水深0.5m左右，無通航要求，參考類似工程做法，壓力污水管采用鋼管架空一跨過河，支墩采用漿砌塊石重力式結構，埋設在兩側岸坡上。

3 結語

污水的長距離輸送，是一個復雜的系統工程，需要結合諸多實際條件，對傳統的重力流方式和壓力流方式進行技術經濟等多方面的綜合比較，以確定較安全可靠、經濟合理的運行系統方案。