淺談大同路道路積水的成因及對策

郭芝瑞

太原市市政工程設計研究院（030000）

1 大同路現狀情況概述

大同路位于太原市北部，建設于2007 年，道路由北向南，北高南低，東高西低。與大同路橫交的天然河道有北澗河、陽興河兩條河。太鋼南線排洪渠和北線排洪方涵也與大同路橫交。河道與排洪渠涵排水方向均由東向西，大同路東側主要有太鋼、迎新街生活區等。西側主要有森林公園、太鋼生活區、下蘭村、南固碾村和北固碾村等。在大同路西側、太白鐵路南側有太原北郊污水處理廠。大同路雨水系統屬于大同路雨水泵站系統，污水系統屬于北郊污水處理廠系統。現狀道路西側存在一條DN600~700 mm 污水管、DN800~1 000 mm 雨水管，東側存在一條DN600~800 mm 雨水管。雨水管道埋深大于污水管道，同時支線雨污分流不徹底，加之施工時候存在錯接漏接現象，導致雨污水管局部勾連。

大同路雨水泵站建設于2008 年，泵站是為解決大同路部分路段雨水排放，以及道路以西的新村、趙莊雨水出路問題建設的。通過建設雨水泵站，將該地區雨水抽排入汾河。匯水范圍:北起下蘭村，南至趙莊等，東起大同路，西至濱河東路，匯水面積約250 公頃，泵站規模5 m3/s，占地面積2 000 m2。

太鋼趙莊房產公司泵站位于大同路趙莊舊區，建設于20 世紀70 年代，現狀泵站院內南北分別存在污水集水坑及泵房，北側泵房服務于同馨苑小區1 000 戶居民，南側泵房服務于趙莊舊小區800 戶居民。同時經過現場核算，南側集水坑及泵房服務范圍可以包含北側。

北郊污水處理廠位于大同路以西，南靠新村，北與太白鐵路相鄰，西與汾河接壤，目前廠址占地99 畝。現狀一期污水處理規模為4.0 萬m3/d。北郊污水廠自建成投入運行以來，出水基本達《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB 18918—2002）》中的一級A 標準，出水回用或排入汾河。

隨著太原市“八河治理”工程的實施，太鋼趙莊污水廠進水量減少，處理能力富裕1 萬t/d。目前已經存在一條壓力輸水管連接北郊及趙莊污水廠，調配權歸屬北郊廠[1]。

2 規劃情況概述

本次設計管線歸屬北郊污水處理廠系統。北郊污水處理廠規劃服務范圍北起中北大學、西北環高速路，南到污水處理廠南側迎新南三巷、新店北街，西以濱河西路為界，東到陽興河，服務面積為4 130公頃。依據太原市總體規劃，2020 年的服務面積為2 469.01 公頃，規劃服務人口為24.69 萬人。2030 年人口規模約為40.2 萬人。

北郊污水處理系統污水主干管有大同路污水主干管、鋼園路污水主干管、陽興大道污水主干管。本規劃要完善華北工學院、迎新街地區、太鋼地區的支干管網系統，對舊雨、污合流系統逐步分流。

本次設計管線相關趙莊污水處理廠系統，規劃服務范圍北起迎新南三巷、鋼園路、新店北街，南到北中環街，西起大同路，東到東環高速路，以太鋼廠區及生活區為主要服務對象。服務面積為4 120.40公頃，依據太原市總體規劃，2020 年的服務面積為2 348.57 公頃，人口規模為15.8 萬人。2030 年人口規模為33.53 萬人。

保留恒山路現狀污水系統主干管，規劃在太鋼廠區內新建一污水主干管，截流上游尖草坪區、十里鋪明渠、恒山路污水排入趙莊生活污水處理廠內，實現雨水、污水、工業廢水分流。新店街、長溝北街、長溝南街、太鋼干校街、柏楊樹北二街、柏楊樹街、尖草坪街分別規劃污水干管，收集污水排入恒山路污水系統主干管內，隨著道路新建、擴建逐步完善支管網系統[2]。

3 大同路積水問題簡述

大同路由北向南，經對周邊居民及商店走訪調研，了解到從太鋼南線排洪渠至攝樂橋段，現狀共有三處低洼點，分別位于攝樂街大同路交叉口、郵政儲蓄銀行附近、芙蓉酒樓附近（如圖1 所示）。由于雨季雨水出路不暢導致路面積水。小雨會形成前后距離約100 m 的三處獨立積水面，大雨嚴重時會導致三處低洼點匯合形成長度約1 000 m 的路面積水。

圖1 大同路整體示意圖

4 原因分析

4.1 管材原因

大同路雨污水管敷設年限較長，設計重現期P=1a，徑流系數為0.6。隨著周邊地塊開發，原設計重現期及徑流系數均已不滿足現狀排水要求。

由于現有排水設施的排水能力不足，在一定的降雨量標準下，實際產生的徑流量大于排水設施容許的排泄量，多余的雨水便形成積水。

4.2 雨污水勾連問題

大同路雨污水管建設時，周邊道路基礎設施相對落后，仍為雨污合流狀態。施工時，由于施工順序存在問題，出現亂接混接現象，導致雨污水系統局部勾連，同時大同路現狀雨水管管底標高低于污水管管底標高，形成了污水混入雨水管現象。

4.3 雨水管調蓄能力不足

大同路雨水泵站位于北郊污水處理廠北側、雨水系統上游，北郊污水處理廠進水粗格柵間同樣位于東北角。當污水處理廠遇高日高時情況，北郊污水處理廠高水位運行，會將污水管內水位憋高，因雨污水管勾連，致使雨水為滿管狀態。當雨季來臨污水處理廠進水量超過污水處理廠運行負荷，污水處理廠關閉進水閘門，同時由于管道系統已無調蓄能力，大同路雨水泵站無法緩解洪峰壓力，直接導致大同路管道排水系統無法排除雨水，形成路面積水。

為解決上述情況，考慮到附近太鋼趙莊污水處理廠處理能力富裕，2018 年已敷設一污水壓力輸水管連接北郊污水處理廠與趙莊污水處理廠，污水泵位于北郊污水處理廠進水提升泵房內。意圖為當北郊污水處理廠接近滿負荷運行時，使一部分污水至太鋼趙莊污水處理廠，但因兩處污水處理廠距離較近，附近整體雨污水狀況基本相同，當太鋼污水處理廠接近滿負荷時，趙莊污水處理廠也基本無污水富裕處理能力。

通過上述分析得出，大同路道路積水是由多方面因素疊加所致，其中，主要原因為雨污水管存在勾連，污水處理廠高水位運行，雨水管在晴天也基本處于滿管狀態，同時污水管內水位也處于較高充滿度，致使管道系統基本已失去了雨天時調蓄能力。

5 解決方法

5.1 根本解決思路

查漏補缺，排查現狀管網，對雨污水管錯接漏接處進行分割，實現雨污分流。城市管理部門安排相關人員對道路雨水、污水檢查井進行逐一了解、調查，可根據上下游液位差、水下視頻機器人等方法確定，發現雨污水管勾連，則進行雨污切割。若發現管道淤泥或斷面縮小，則采用相關方法進行修復，此工程耗時較長，工作量較大。

對大同路進行改造設計，提高大同路雨水設計重現期及地表徑流系數。重新改造大同路，采用優質管材，擴大雨污水管徑，徹底實現雨污水分流。大同路交通任務繁重，結合規劃與實際情況，近期暫未列入改造計劃。

對北郊污水處理廠進行擴容改造。隨著太原市城北軍民融合新區的進一步開發，常駐人口數也會快速增長，因此污水處理廠擴容也應提上日程。

5.2 應急方案

由于上述方案周期較長，加之汛期將近，根據太原市防汛工作安排，要求在汛期來臨前解決積水問題，經現場探勘和研究提出如下應急解決方案。

5.2.1 充分利用太鋼趙莊污水處理廠處理能力

2018 年1 月8 日，太原市城鄉管委會同太鋼集團相關部門多方討論，最終商定:將北郊污水廠超負荷的約1 萬t/d 污水引入太鋼污水廠處理。現狀管線布置，起點為北郊污水廠進廠提升泵房，終點接太鋼趙莊污水處理廠，管徑DN600。

經近兩年實踐，存在較多管理不便，本次設計在大同路雨水泵站增設潛污泵一臺，將北郊污水廠、太鋼趙莊污水廠聯絡管設計起點（原北郊廠提升泵房）改至大同路雨水泵站，管理權限歸屬太原市排水管理處，將現狀排水管道系統內存水不論高低峰時期，以1 萬m3/d 的污水流量抽送至趙莊污水處理廠，達到降低排水系統內水位標高、實現管道調蓄功能的目的，減輕大同路道路積水壓力。本次新建污水管沿北郊污水處理廠圍墻敷設，設計管徑DN600 mm，L=132.7 m。

5.2.2 建立獨立的路面收水系統

為進一步達到雨季路面不內澇情況，經實地調查測量，在詳細了解積水點范圍情況后，沿道路兩側及中線，每隔5 m 進行路面標高測量，最終確定大同路三處低洼點準確位置。

結合大同路管線情況，于大同路路中設置雨水管，通過調查往年道路積水深度，雨水管管徑DN800~1 000 mm，坡度為0.002，長度L=788.54 m。泵站出水管位于大同路道路路中線以西1.4 m 處，出水管管徑為DN600 mm，長度L=530 m。在現狀三處低洼點40 m 范圍內設多篦偏溝式雨水口，共26座多篦雨水口。其中雨水管水力計算依據城市養護管理部門提供歷史數據峰值推出，基本滿足排水需求。

本次設計雨水管起點處覆土0.8 m，最小埋設深度為1.62 m，最大埋深為3.20 m。

該雨水系統建設目的為單獨解決路口路面積水問題，不與原大同路雨水系統連通，為獨立的排水系統。

經過實地勘探及調閱以往管線設計資料，本次決定采用抽排方式排放雨水，因此對太鋼趙莊房產公司泵站進行改造。將北側污水積水井內進水管改遷至南側積水坑，僅改造北側污水泵房為雨水泵房，對雨水進行壓力抽排。

6 工程結構做法

雨水進水管采用鋼筋混凝土Ⅱ級管，承插或企口管，橡膠圈接口。泵站壓力流出水管采用采用Q235A 鋼管，壓力等級PN1.0，外防腐在管道除銹后，采用環氧煤瀝青六油兩布特加強級防腐，內防腐采用水泥砂漿。

雨水連接管: 采用180°C15 混凝土管基，360°滿包加固。滿包混凝土加固管段，每隔10 m設置伸縮縫一道。雨水連接管溝槽采用C15 混凝土回填至底基層水穩頂面。

主線及預埋管: 鋼筋混凝土管當管頂覆土0.7 m≤H＜3.5 m 時，采用120°C15 混凝土管基，管基底鋪10 cm 厚碎石墊層。混凝土管道基礎每隔20 m設置變形縫，縫寬不小于20 mm，縫內填柔性材料。基礎做法參見《市政排水管道工程及附屬設施》。鋼筋混凝土管道地基承載力不得小于100 kPa。基礎做法參見《市政排水管道工程及附屬設施》。

排水管道采用開槽施工，本工程管線位于車行道下，埋深較小，建議采用有效的支護形式開挖直槽施工。除地基處理地段外，溝槽嚴禁超挖，如用機械挖土，應采用人工清底，嚴禁擾動原狀土。管道及檢查井基礎地基承載力應不小于100 kPa。

若原狀土滿足回填要求，管道回填優先采用原狀土回填。對于土壤含水率較高路段，采用符合要求的素土（或級配較好的砂礫土）回填。對于不具備壓路機壓實的深窄溝槽及高水位段的溝槽部分，優先采用級配較好的砂礫回填。

7 效果反饋

該工程建成運行已一年，經對養護管理部門回訪調查，已基本取得設計效果。本次設計管徑、坡度均滿足了道路旱季及小雨不積水要求。

8 結語

大同路基礎設施較為薄弱，由于年限較長，排水管道老化，管徑偏小，存在較多處雨污分流不徹底情況。部分為源頭未進行雨污分流，部分為早期施工雨污勾連遺留問題，排水管道基礎設施亟待更新。同時污水處理廠高水位運行，致使道路低洼處易產生積水，導致市民日常生活交通出現不便[3]。

通過上述分析，針對年限較長市政道路出現道路積水現象，對舊有排水系統雨污分流不徹底現象，進行嚴謹細致摸排普查，徹底切割。對新建工程進行嚴格管理，防止再次出現雨污混接現象[4]。

整體而言，建議對道路積水進行系統性針對研究，做到因地制宜，多措并舉，精準施策，達到保證市民生活交通便利的目的。