現代化分布集中式凈水廠的項目全周期管理

洪寅初

【摘要】以杭州市濱江區為代表的熱點區域近年來發展迅速人口不停涌入，生活污水處理能力捉襟見肘。結合區域“寸土寸金”實際情況，區政府投資建設了噸水占地面積小、出水標準高、運營成本合理的創新型分布集中式凈水廠，大大緩解了污水處理壓力。本文介紹了現代化分布集中式凈水廠的全周期管理，為類似區域類似項目提供參考。

【關鍵詞】現代化;分布集中式凈水廠;全周期管理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.050

引言：

杭州市濱江區作為國家級高新區近年來經濟高速發展，入駐企業和人口不斷增加，高密度的人居環境必然增加高輸出的污染負荷，由于與城市發展配套的市政基礎設施嚴重滯后，污水滿溢導致河道水質持續遭受污染，如何因地制宜解決余量污水出入問題刻不容緩。為解決污水滿溢、達到河道補水條件，相關主管部門對處理后水質標準要求較高（滿足地表Ⅳ類水、污染物排放一級A標準以上）。濱江區寸土寸金，受土地資源匱乏、周邊環境要求的制約，相關部門要求噸水占地面積小。因此，有別于建設傳統污水處理廠，就污水源附近建設占地面積小、出水標準高、運營成本合理的現代化分布集中式凈水廠加以回用成為了完善城市基礎設施的優先選擇。

濱江區建業路凈水廠是全國第一座采用BAF工藝的位于繁華城區內的花園分布集中式凈水廠。項目投入使用后對探索凈水廠融入周邊城市建設、節約管網建設及用地成本、爭取尾水就近回用模式具有重大意義，是未來的發展方向。本文聯系實踐，簡述分布集中式凈水廠的特點，從管理角度總結此類項目的管控重點。

1、項目概況

濱江區建業路凈水廠項目位于江南大道以南、建業路以東地塊。項目設計規模為1.5萬噸/日，出水標準為地表準Ⅳ類、污染物排放一級A標準以上。項目建設成本約為1億元，工期14個月。項目為半地埋式建筑，總用地面積為9060㎡，總建筑面積為4636㎡，占地面積僅為2200㎡。

廠區建設主要分為三塊區域：前處理區、核心處理區和附屬區。前處理區：包含細格柵、平流沉淀池、高密度沉淀池、污泥池、除臭車間、加藥間、污泥脫水間;核心處理區：包含BAF（DN）池、BAF（CN）池、濾布濾池、鼓風機房、配電間等;附屬區：包含反沖洗水池、維修車間、工具房、倉庫、中控室、化驗室、辦公室等。項目整體風格為大面積玻璃幕墻與高密度園林綠化，與“國際濱”的環境融為一體。

項目主體設地下一層污水處理構筑物。前處理區、核心處理區、附屬區三個單元的平面尺寸分別為 40m×18.5m、67m×18m、20.6m×13m，底板頂至室外正負零距離保持在5m以內，局部開挖深度6.95m。本項目采用預應力管樁基礎，底板厚500mm，局部厚度600mm，下層墻板厚300mm。基坑圍護結構采用小企口拉森Ⅳ鋼板樁結合一道鋼支撐的支護結構。

2、工程特點

2.1 設計特點

本項目位于杭州市濱江區核心地段，應主管部門要求，實現以下幾點目標：

（1）出水標準高、占地面積小：充分利用高密度沉淀池、曝氣生物濾池、濾布濾池高效的工藝特點，將各設備間、處理構筑物組團化、集成化，不同于以往傳統污水處理廠的分散式布局模式，在出水標準達到地表準Ⅳ類的同時，建筑占地面積僅有2200㎡，噸水處理占地面積指標為全國頂尖水平。

（2）建設運營成本合理：凈水廠采用半地埋式，工程成本略有增加，考慮到節約管網鋪設成本、土地節約利用、中水回用、改善周邊環境等總體分析，其性價比遠高于傳統污水處理廠，符合城市建設經濟效益和社會效益綜合最優的目標。

（3）環境影響小：重點采用污泥減量、尾氣凈化、隔絕噪聲等措施。凈水廠每日產生物化絕干污泥3噸，通過疊螺壓濾機配合低溫頻譜污泥干化設備降低污泥含水率到40%后統一送往熱電廠進行處理;凈水廠對生物濾池及污泥干化區域進行密閉處理，經負壓管抽取到臭氣處理裝置，經生物除臭與噴淋兩道系統后排出。將風機設計到地下一層，同時設計吸聲墻及吸聲天花板，將噪聲隔絕于地下，杜絕噪聲污染。

（4）自控程度高基本實現無人值守：BAF工藝為保證濾池中生物密度設置了復雜的自動沖洗及反沖洗濾池濾料程序，在面積狹小的情況下，通過精密的電氣自控設備基本實現了全自動運行。

（5）建筑風格與濱江區和諧統一：考慮周邊高級寫字樓建筑風格，建筑外立面全部采用藍色Low-E玻璃幕墻，室外設計有綠化園林、生態濕地、屋頂花園。本項目鬧中取靜，徹底打破了人們對污水處理廠的認識。

2.2 工程特點

（1）項目位于杭州濱江區核心地段，離地鐵六號線最近僅有20m，且背靠永久河，因此選擇拉伸鋼板樁及鋼支撐作為基坑圍護且在施工期間保證降水效果，防止地下室上浮。本項目與旁邊地鐵項目平行施工，緊挨主干道江南大道，施工場地受限，交通組織存在困難。

（2）為實現建筑集成化減少占地面積，大量使用同壁結構，造成箱體結構復雜，其結構標高、預留套管、預埋件繁多，主體結構施工難度大。集成化帶來的超長大體積混凝土的施工質量是也是結構施工控制的重點和難點。

（3）高性能工藝單元對土建精度提出了嚴苛要求，例如濾梁水平度、濾板平整度、濾池凈空尺寸等遠高于國標要求，因此構筑物細節施工難度大。

（4）安全風險因素多，除常規重大危險源如深基坑、高支模外，還要面對諸如預留及施工洞口多、有限空間施工多、高空作業多和濾板制作運輸安裝困難等不利因素。

（5）設備管道安裝工程量大，土建預埋工作量大，后期交叉施工頻繁。

3、項目前期工作內容及把控

3.1 設計管理

設計管理事關項目成敗，需由項目負責人主導，按照總圖、工藝、土建、安裝的順序進行圖紙審核。圖紙需結合各專業進行綜合審核，在要求設計方案合理、深度足夠、表達清晰的基礎上，基于工藝技術要求、投資成本控制、施工可行性、運行管理需求提出審核意見，例如：①本項目結構標高復雜、預埋件繁多，設計單位在施工圖基礎上專門出模板圖及預埋套管圖以減少返工;②設計階段考慮安裝工作面、運營日常檢修增加檢修鋼平臺，考慮滿水試驗排水及運營階段突發狀況增設排水溝及水泵;③集成化設計精度要求高需避免發生不均勻沉降，結合地質條件，選取預應力管樁作為基礎并對沉降進行監測。④污泥處理產生的硫化氫會腐蝕設備儀表中電器元件，需做好設備隔離，變配電間不可設置在污泥處理區塊的正風向;⑤鼓風機噪音在85分貝區間，需設置吸聲材料防止擾民;⑥本項目采用大面積玻璃幕墻，設計需明確管道與幕墻關系，幕墻設計需考慮工藝管道;⑦在地勢較低的封閉空間如污泥處理室、加藥泵房處，需設置硫化氫、甲烷探頭，并設置聲光報警探頭并攝像頭覆蓋。

3.2 確定合理工作

參考定額工期，結合項目需求，確定合理的項目施工工期。根據工程實踐，生物濾池部分結構復雜、施工要求高、預留套管及預埋件多，應將這部分工作作為關鍵工作進行施工組織設計。其中：預應力管樁→圍護鋼板樁→土方開挖→基礎及地下式澆筑→一層柱子及頂板澆筑施工完畢大約需要24周，生物濾池設備安裝→管道安裝→曝氣試驗→濾料吊裝及浸泡→反沖洗試驗→污泥接種馴化大約需要20周，工藝調試大約需要12周，因此項目進入正式運營大概需要14個月。

3.3 總包單位的選擇

項目涉及建筑、結構、給排水、暖通、電氣、自控、市政園林、工藝等專業。

鑒于工程專業性強，施工難度高，后期交叉施工頻繁，建議采取施工總承包的發包模式。發包過程中應注意：

（1）結合項目規模及特點，從企業資信、近三年業績、項目經理及技術負責人類似工程業績等方面進行篩選，以選到有實力能夠勝任的單位，這是保證工程質量和順利實施的關鍵。

（2）對招標的范圍、內容、工作界面的劃分必須合理和清晰。明確各分包的總包配合服務費。

3.4 合理利用BIM管線綜合技術

本項目采用集成化設計，暖通、給排水、消防、強弱電相關設備及管線均安裝在狹小的空間內，受施工現場、專業協調、技術差異等因素影響，不可避免存在很多局部的、隱性的專業交叉問題，在平面、立面位置上產生交叉、重疊，無法按圖施工造成返工。通過BIM管線綜合技術可視化特性，進行多專業碰撞檢查、凈高控制檢查和精確預留預埋，可以容易發現和解決碰撞點，大大減少返工從而節約成本。

4、施工階段工作內容及把控

4.1施工準備工作

除常規的施工管理制度及獎懲措施、報批報建、三通一平、圖紙會審、開工報告外，需根據項目特性審核施工組織設計及施工監理規劃，考慮到項目的復雜性，在各功能單體施工前增加高密度澄清池土建施工、生物濾池土建施工、機械設備及電氣設備安裝的技術交底會，交底資料務必圖文并茂、內容全面、狠抓細節，形成會議紀后交由監理及施工單位簽字確認。本項目在結構施工期間，要求設計單位提供駐場服務。

4.2 質量的管控

各功能單元較高的土建精度、混凝土的施工質量、設備管道的安裝質量是半地埋分布集中式凈水廠的管控重點。

（1）本項目高密度沉淀池、生物濾池性能超過常規設計產品，對各功能單元土建精度要求遠超國標，以關鍵線路上生物濾池中濾梁濾板舉例：①濾板土建精度控制：濾池內濾板由1290mmX560mm尺寸單塊濾板拼裝而成;根據圖紙工廠加工制作塑料底模，現場用75X75等邊角鋼制作專用側膜;現場選擇固定的平整場地作為濾板加工場所，根據加工板的數量及加工周期計算加工場地的面積;脫模時間需滿足強度條件，疊放高度不超過5塊，做好養護工作;②濾梁的土建精度控制：以圖文并茂的形式對濾梁施工工序、濾梁與預埋件關系、注意事項及檢查要點做出明確規定;由施工單位、監理單位、設計駐場代表、甲方現場管理人員確認后方可進行下一道工序;濾梁需采用新模板支模，采用紅外線投線儀進行檢測及抄平。

（2）本項目箱體結構復雜、構筑物層高較高、標高不統一、隔墻多、溝渠等狹小空間多、混凝土防水要求高、施工難度大、對工程管理要求高，因此混凝土質量控制中應注意：①混凝土的供應調度、檢查資質與質量證明文件、澆筑前坍落度檢測、澆筑順序優化、混凝土振搗質量及澆筑后養護;②尤其關注易滲漏部位，包括底板、墻板變截面處及根部、施工縫后澆帶處，以及在極端氣候下澆筑振搗部位;③必須做好滿水試驗工作。

（3）本項目采用集約化設計，需安裝的設備管道較多，與之相關的預留孔和預埋件也很多，為保證設備管道的安裝質量采取以下措施：①設計階段增加標識孔洞位置大小的專用模板圖紙及預埋套管圖指導施工，各功能單元經施工單位、監理單位、設計駐場代表、甲方現場管理人員驗收后進入下一單元;②預埋套管外壁周圍混凝土容易滲水，一方面套管外止水環一定要滿焊，另一方面該部位混凝土澆筑時一定要振搗充分;③對水位下或水位附近的預埋件或支架焊縫，需采取酸洗等措施進行防腐;④設備進場需檢查數量是否與合同一致、外觀和零部件是否完整、傳動部位是否靈活、密封件是否完好、銘牌標注的型號規格是否符合設計要求、零配件是否與合同一致、隨機文件等;⑤對水泵、浮球等標準設備，安裝調試前需閱讀說明書并掌握安裝要點;對鼓風機、轉盤過濾器、污泥干化機等非標設備需在廠家指導下進行安裝調試。

4.3 進度的管控

（1）本項目大量采用了標準/非標設備，一些進口設備例如德國AERZEN鼓風機、丹麥NORDIC的轉盤過濾器等，供貨周期超過了一個季度，需提前明確甲供材料/設備的規格型號數量及尺寸，明確正常生產周期，根據施工進度情況提早下單，合理安排采購計劃;對于生產周期較長，可能影響項目關鍵線路的甲供材料/設備，必要時進行實地核實;發貨后定期詢問物流狀態，做好記錄。

（2）定期召開監理例會，小結檢討進度情況及存在的問題，確定解決問題的措施，充分考慮進口材料設備到貨、冬雨季施工等風險因素對工程進度的影響，加強預測和協調，以實現計劃目標;當經過努力確定不能實現原計劃時，應召集相關單位參加專題會議分析原因并提出改進措施及調整計劃意見。

（3）重點關注滿水試驗、設備調試方案、自控系統上位機下位機編程等耗時長的非關鍵線路工作的完成時間節點，防止非關鍵線路拖成關鍵線路。

4.4 安全的管控

（1）本項目重大危險源包含深基坑、高支模、有限空間作業、施工用電、起重吊裝及起重機械安拆、腳手架工程、高空作業等，應監督施工單位完成深基坑、高支模、塔吊的專家論證并做好相應監測工作。

（2）本項目結構標高不一、施工臨時洞口多，日常管理中應監督施工單位及時落實洞口的圍護及安全警示工作。

（3）本項目有限空間施工較多，防腐施工易累積有毒有害氣體，應監督施工單位落實通風、換氣、照明措施，并配備防毒面具。

（4）施工后期，大量生物濾梁及管道進場占用場地，應監督施工單位提前協調規劃，做好現場安全文明施工。

（5）現場使用焊機和切割機較多，應監督施工單位規范使用配電箱，嚴禁撕拉亂扯電氣設備和一閘多機現象。

5、項目全周期投資管控

（1）從方案階段建立詳實的財務模型，包含凈水廠建設運營方方面面，包含建設期投資（工程費用、工程其它費、預備費、建設期利息）、運維費用（藥劑費、水電費、修繕維護費、污泥處置費、工資福利），集成得到每年總成本費用表，將總成本代入現金流量表得到內部收益率、凈現值、動態投資回收期等關鍵指標，并進行敏感性分析，并及時更新建設期概算、預算、運行階段基礎數據，進行全生命周期的利潤及現金流監控。制定詳細的資金使用計劃。

（2）重視項目前期的設計審核及優化深化工作，盡量避免或減少由于設計錯誤造成土建返工增加工程費用。

（3）根據資金使用計劃，在合同中合理約定預付款和進度款的審核支付，對于工程變更審核，結算工程量審核，要注意變更的必要性和程序的時效性。

結語：

綜上所述，濱江區建業路凈水廠作為采用BAF工藝的分布集中式凈水廠，在爭取占地面積小、出水標準高、運營成本合理等優勢的同時，需面對設計施工難度大、工序復雜、危險源多等不利因素，必須充分重視安全管理工作;必須以工藝為中心，狠抓混凝土施工質量，統籌協調設備、安裝與土建的交叉施工;必須做好材料與設備驗收等基礎性工作;必須分析研判項目各階段“三控二管一協調”的重難點和風險因素，做好加強預控工作。這樣才能綜合利用好各項前沿技術，達到項目預期目標。

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