廣州城中村片區污水轉輸工程設計探討

何思勤

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

廣州市水系發達，河涌眾多，對城市起著排水，調節氣候等作用[1]。然而由于近年來城市發展突飛猛進，人民生活水平日益提高，人口飛速增長，而城市基礎設施相對落后，市政污水主管管徑偏小，遠期污水主管埋深深管徑大，管道建設往往受征地、協調等問題影響，實施進度慢，沿線村落污水轉輸問題無法及時解決，造成污水溢流河涌，污染水體。本文以大源村片區污水的轉輸問題為例，就方案比選、設計、及存在問題等方面進行分析總結。

1 項目背景

大源村處于沙坑涌上游，為保證沙坑涌下游水質，石湖村軍民路已設置一體化處理設施截流沙坑涌水，將涌水一部分引流至一體化處理設施，處理后排入沙坑涌中，一部分提升至現狀d600污水管中。一體化設施現狀污水處理量為1萬t/d，將于2020年底撤除。

大源北路上已敷設d800~d1800污水管，保證污水的順利收集轉輸，該管即將投入使用，近期接入到石湖村軍民路現狀d600污水管中，遠期接入到白云五線規劃污水主管中。

擬建白云五線道路工程及污水主管預計于2022年完成，2020年一體化污水處理設施撤除后石湖軍民路d600現狀管將成為大源村兩大片區和石湖村南片區污水的唯一出路，現狀管過流不及將導致污水溢流至沙坑涌中，造成水體污染。

為及時解決大源村兩大片區和石湖村南片區的生活污水及工業污廢水的轉輸問題，避免污水溢流至沙坑涌及其他水系，亟需采取措施保證污水轉輸。

2 存在問題

①一體化污水處理設施處理出水水質不滿足沙坑涌水質要求。②污水系統主管管徑偏小，整體管道過流能力不足，管道運行情況差，沿線村落污水無法順利轉輸，污水溢流河涌。③在擬建污水主管工程隨道路工程一同實施，受征地、拆遷、工程規模等因素影響，實施進度較慢，污水轉輸問題無法及時解決。④由于片區污水無法轉輸至污水處理廠，污水廠進水水量無法達到要求，影響污水廠的運行。

3 方案比選及論證

3.1 總體方案比選及論證

大源村南坑坑賀屋坑片區和主涌片區現狀人口約20萬人，現狀污水量約4.5萬t/d，最高日最高時污水量約2540m3/h，為解決該片區污水的轉輸問題，緩解下游管網壓力，提出方案如下：

方案一：將大源村污水接駁至一體化污水處理設施中，延長現狀一體化污水處理設施的服務期限，并對一體化污水處理設施進行提標擴容，直至遠期白云五線d2000~d2400污水管道完成建設。

方案二：新建一座污水提升泵站及配套污水管，將片區內污水提升后，通過壓力管沿市政道路轉輸至下游污水進廠主管中，管道總長約6km。待白云五線污水主管建成后，本方案重力管可與白云五線污水主管相接，壓力管可與白云五線污水主管一同運行，減輕白云五線污水主管運行壓力，同時提高污水主管檢修的可實施性。

方案三：新建d1200污水重力管對大源村污水進行轉輸（管道總長約6km），并沿途收集部分村落的生活污水，與白云五線規劃污水管道共同進行污水的轉輸和沿線村落污水的收集，并通過改接部分現狀管，梳理整個污水系統。

表1 總體方案比選

通過以上方案比選，方案三對污水系統作用最大，但無法解決近期污水溢流，污水管網過流能力不足的問題；方案一實施進度快，但存在運營維護成本高，出水水質不穩定等問題；而方案二既能及時緩解下游污水管道的壓力，避免污水溢流，又能緩解污水廠進水水量不足的問題，本工程推薦方案二。

3.2 泵站結構形式論證

泵站結構形式主要分為傳統土建型泵站和預制一體化泵站。近年來一體化泵站在城中污水設計中得到廣泛運用[2]，本工程考慮對傳統土建型泵站和預制一體化泵站進行比選。

表2 泵站結構形式比選

對比泵站的結構形式，一體化泵站相比傳統泵站所具有操作簡單，對周圍環境影響小等特點，考慮本工程用地、工期等問題，推薦采用預制一體化泵站。

4 方案設計

4.1 泵站位置的選取

考慮一體化污水泵站占地小、噪音小等優勢，本工程擬將泵站設置于石湖軍民路南側沙坑涌邊，現狀為荒地，無征地、拆遷問題。

4.2 污水重力管設計

由于大源北路現狀d1800污水管設計終點位于石湖軍民路路口附近，與新建泵站之間仍有一段距離，新建污水重力管銜接現狀污水管道與泵站，管道管徑與現狀管管徑相同，取d1800。根據地面坡度與埋深控制，管道坡度取8‰，管道起點標高為23.82m，終點標高為18.50m。

4.3 污水壓力管設計

根據本工程設計規模，污水壓力管考慮最高日最高時污水的轉輸。根據規范污水壓力管建議流速，本工程污水壓力管管徑采用DN800，高日高時水量流速為1.4m/s。

本工程服務范圍內污水在被有效收集、提升后需接入到現狀污水管網中。由于本工程服務范圍內污水量大，下游污水管道管徑小，無法滿足過流需求，因此考慮將本工程服務范圍內污水經壓力管轉輸接入到106國道西側d2400現狀污水管中。

4.4 泵站設計

本工程泵站采用一體化預制泵站。根據最不利點反算污水出泵后所需壓力，計算得到泵站所需揚程為22.82m，取25m；泵站規模為片區日均水量4.5萬t/d，選泵時考慮最高日最高時水量，水泵單臺流量為850m3/h，3用1備。

4.5 施工工法及管材確定

本工程重力管段管徑大，埋深深，明挖施工對周邊房屋影響較大，存在安全隱患，且相比頂管施工費用更高，因此重力管段采用頂管的施工工法；壓力管段受地形影響較小，主要施工工法為明挖，針對穿過國道、主干道等重要節點，考慮采用頂管施工，盡量減小對交通的影響。

給排水管道的水管材質選擇適當與否對于排水工程非常重要[3]，綜合考慮管材性能、價格及管道壓力，本次設計壓力管采用焊接鋼管，重力管（頂管）采用III級鋼筋混凝土管，過河段采用焊接鋼管。

5 工程實施效果分析

本工程實施后，大幅縮減了溢流河涌的污水量，改善水環境后減少因水污染而造成的經濟損失等的間接效益；同時，通過優化水環境，美化居民生活環境，提高居民生活水平，提高市民的幸福感，有利于和諧社會的創建。