廣州城中村片區(qū)污水轉(zhuǎn)輸工程設(shè)計(jì)探討

何思勤

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

廣州市水系發(fā)達(dá)，河涌眾多，對(duì)城市起著排水，調(diào)節(jié)氣候等作用[1]。然而由于近年來(lái)城市發(fā)展突飛猛進(jìn)，人民生活水平日益提高，人口飛速增長(zhǎng)，而城市基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)落后，市政污水主管管徑偏小，遠(yuǎn)期污水主管埋深深管徑大，管道建設(shè)往往受征地、協(xié)調(diào)等問(wèn)題影響，實(shí)施進(jìn)度慢，沿線(xiàn)村落污水轉(zhuǎn)輸問(wèn)題無(wú)法及時(shí)解決，造成污水溢流河涌，污染水體。本文以大源村片區(qū)污水的轉(zhuǎn)輸問(wèn)題為例，就方案比選、設(shè)計(jì)、及存在問(wèn)題等方面進(jìn)行分析總結(jié)。

1 項(xiàng)目背景

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

大源北路上已敷設(shè)d800~d1800污水管，保證污水的順利收集轉(zhuǎn)輸，該管即將投入使用，近期接入到石湖村軍民路現(xiàn)狀d600污水管中，遠(yuǎn)期接入到白云五線(xiàn)規(guī)劃污水主管中。

擬建白云五線(xiàn)道路工程及污水主管預(yù)計(jì)于2022年完成，2020年一體化污水處理設(shè)施撤除后石湖軍民路d600現(xiàn)狀管將成為大源村兩大片區(qū)和石湖村南片區(qū)污水的唯一出路，現(xiàn)狀管過(guò)流不及將導(dǎo)致污水溢流至沙坑涌中，造成水體污染。

為及時(shí)解決大源村兩大片區(qū)和石湖村南片區(qū)的生活污水及工業(yè)污廢水的轉(zhuǎn)輸問(wèn)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(zhuǎn)輸。

2 存在問(wèn)題

①一體化污水處理設(shè)施處理出水水質(zhì)不滿(mǎn)足沙坑涌水質(zhì)要求。②污水系統(tǒng)主管管徑偏小，整體管道過(guò)流能力不足，管道運(yùn)行情況差，沿線(xiàn)村落污水無(wú)法順利轉(zhuǎn)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(shí)施，受征地、拆遷、工程規(guī)模等因素影響，實(shí)施進(jìn)度較慢，污水轉(zhuǎn)輸問(wèn)題無(wú)法及時(shí)解決。④由于片區(qū)污水無(wú)法轉(zhuǎn)輸至污水處理廠(chǎng)，污水廠(chǎng)進(jìn)水水量無(wú)法達(dá)到要求，影響污水廠(chǎng)的運(yùn)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(qū)和主涌片區(qū)現(xiàn)狀人口約20萬(wàn)人，現(xiàn)狀污水量約4.5萬(wàn)t/d，最高日最高時(shí)污水量約2540m3/h，為解決該片區(qū)污水的轉(zhuǎn)輸問(wèn)題，緩解下游管網(wǎng)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(shè)施中，延長(zhǎng)現(xiàn)狀一體化污水處理設(shè)施的服務(wù)期限，并對(duì)一體化污水處理設(shè)施進(jìn)行提標(biāo)擴(kuò)容，直至遠(yuǎn)期白云五線(xiàn)d2000~d2400污水管道完成建設(shè)。

方案二：新建一座污水提升泵站及配套污水管，將片區(qū)內(nèi)污水提升后，通過(guò)壓力管沿市政道路轉(zhuǎn)輸至下游污水進(jìn)廠(chǎng)主管中，管道總長(zhǎng)約6km。待白云五線(xiàn)污水主管建成后，本方案重力管可與白云五線(xiàn)污水主管相接，壓力管可與白云五線(xiàn)污水主管一同運(yùn)行，減輕白云五線(xiàn)污水主管運(yùn)行壓力，同時(shí)提高污水主管檢修的可實(shí)施性。

方案三：新建d1200污水重力管對(duì)大源村污水進(jìn)行轉(zhuǎn)輸（管道總長(zhǎng)約6km），并沿途收集部分村落的生活污水，與白云五線(xiàn)規(guī)劃污水管道共同進(jìn)行污水的轉(zhuǎn)輸和沿線(xiàn)村落污水的收集，并通過(guò)改接部分現(xiàn)狀管，梳理整個(gè)污水系統(tǒng)。

表1 總體方案比選

通過(guò)以上方案比選，方案三對(duì)污水系統(tǒng)作用最大，但無(wú)法解決近期污水溢流，污水管網(wǎng)過(guò)流能力不足的問(wèn)題；方案一實(shí)施進(jìn)度快，但存在運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高，出水水質(zhì)不穩(wěn)定等問(wèn)題；而方案二既能及時(shí)緩解下游污水管道的壓力，避免污水溢流，又能緩解污水廠(chǎng)進(jìn)水水量不足的問(wèn)題，本工程推薦方案二。

3.2 泵站結(jié)構(gòu)形式論證

泵站結(jié)構(gòu)形式主要分為傳統(tǒng)土建型泵站和預(yù)制一體化泵站。近年來(lái)一體化泵站在城中污水設(shè)計(jì)中得到廣泛運(yùn)用[2]，本工程考慮對(duì)傳統(tǒng)土建型泵站和預(yù)制一體化泵站進(jìn)行比選。

表2 泵站結(jié)構(gòu)形式比選

對(duì)比泵站的結(jié)構(gòu)形式，一體化泵站相比傳統(tǒng)泵站所具有操作簡(jiǎn)單，對(duì)周?chē)h(huán)境影響小等特點(diǎn)，考慮本工程用地、工期等問(wèn)題，推薦采用預(yù)制一體化泵站。

4 方案設(shè)計(jì)

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(yōu)勢(shì)，本工程擬將泵站設(shè)置于石湖軍民路南側(cè)沙坑涌邊，現(xiàn)狀為荒地，無(wú)征地、拆遷問(wèn)題。

4.2 污水重力管設(shè)計(jì)

由于大源北路現(xiàn)狀d1800污水管設(shè)計(jì)終點(diǎn)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(xiàn)狀污水管道與泵站，管道管徑與現(xiàn)狀管管徑相同，取d1800。根據(jù)地面坡度與埋深控制，管道坡度取8‰，管道起點(diǎn)標(biāo)高為23.82m，終點(diǎn)標(biāo)高為18.50m。

4.3 污水壓力管設(shè)計(jì)

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)規(guī)模，污水壓力管考慮最高日最高時(shí)污水的轉(zhuǎn)輸。根據(jù)規(guī)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(shí)水量流速為1.4m/s。

本工程服務(wù)范圍內(nèi)污水在被有效收集、提升后需接入到現(xiàn)狀污水管網(wǎng)中。由于本工程服務(wù)范圍內(nèi)污水量大，下游污水管道管徑小，無(wú)法滿(mǎn)足過(guò)流需求，因此考慮將本工程服務(wù)范圍內(nèi)污水經(jīng)壓力管轉(zhuǎn)輸接入到106國(guó)道西側(cè)d2400現(xiàn)狀污水管中。

4.4 泵站設(shè)計(jì)

本工程泵站采用一體化預(yù)制泵站。根據(jù)最不利點(diǎn)反算污水出泵后所需壓力，計(jì)算得到泵站所需揚(yáng)程為22.82m，取25m；泵站規(guī)模為片區(qū)日均水量4.5萬(wàn)t/d，選泵時(shí)考慮最高日最高時(shí)水量，水泵單臺(tái)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(duì)周邊房屋影響較大，存在安全隱患，且相比頂管施工費(fèi)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(duì)穿過(guò)國(guó)道、主干道等重要節(jié)點(diǎn)，考慮采用頂管施工，盡量減小對(duì)交通的影響。

給排水管道的水管材質(zhì)選擇適當(dāng)與否對(duì)于排水工程非常重要[3]，綜合考慮管材性能、價(jià)格及管道壓力，本次設(shè)計(jì)壓力管采用焊接鋼管，重力管（頂管）采用III級(jí)鋼筋混凝土管，過(guò)河段采用焊接鋼管。

5 工程實(shí)施效果分析

本工程實(shí)施后，大幅縮減了溢流河涌的污水量，改善水環(huán)境后減少因水污染而造成的經(jīng)濟(jì)損失等的間接效益；同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化水環(huán)境，美化居民生活環(huán)境，提高居民生活水平，提高市民的幸福感，有利于和諧社會(huì)的創(chuàng)建。