直埋管溝和綜合管廊在工業(yè)污水集中收集工程中的應(yīng)用

宓益磊

（寧波市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 寧波 315012）

0 引 言

2015年底，國家發(fā)改委、財(cái)政部、住建部、環(huán)保部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于同意江蘇省等3個(gè)省市環(huán)境污染第三方治理試點(diǎn)實(shí)施方案的復(fù)函》，批復(fù)同意《寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)工業(yè)污水集中收集處理環(huán)境污染第三方治理試點(diǎn)實(shí)施方案》，實(shí)施方案選取寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)工業(yè)較為集中的青峙工業(yè)區(qū)地塊為試點(diǎn)范圍[1]。

園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢水成分、濃度各異，不同企業(yè)在經(jīng)濟(jì)利益面前訴求也各不相同，因此為便于管理、計(jì)量，新建工業(yè)污水集中收集采用“一企一管”輸送模式。

1 工程概況

工業(yè)污水“一企一管”集中收集，通過在管路中設(shè)置流量計(jì)、控制設(shè)施（閥門）、水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)等，構(gòu)建了第三方治理企業(yè)與委托處理排污企業(yè)合同管理的基礎(chǔ)。

本次集中收集管網(wǎng)服務(wù)的區(qū)域是小浹江以西的工業(yè)區(qū)塊，區(qū)塊內(nèi)企業(yè)以印染、化工為主。

通過前期調(diào)查，確定寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)工業(yè)污水集中收集處理項(xiàng)目小浹江以西的企業(yè)用水量及生產(chǎn)時(shí)間，見表1。收集管網(wǎng)分布如圖1所示。

表1 企業(yè)污水量及生產(chǎn)時(shí)間表

圖1 小浹江以西接入企業(yè)及收集管網(wǎng)分布

2 “一企一管”基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1 管徑、管材

企業(yè)污水管計(jì)算管徑的時(shí)候，遵循管道經(jīng)濟(jì)流速0.7～2.0 m/s。同時(shí)污水量大的企業(yè)，按企業(yè)的生產(chǎn)時(shí)間10 h/d考慮；污水量特別小的企業(yè)按自建調(diào)蓄井，管徑不小于DN100考慮。

“一企一管”的管材及配件采用如下原則。

（1）印染企業(yè)污水：可能偶爾水溫較高，采用耐溫、耐腐蝕、可架空敷設(shè)的鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管（表2中簡稱“SRPE”）[2]。其中DN100～DN200，PN1.6；≥DN250，PN1.0。

（2）化工企業(yè)污水：以耐腐蝕為主，采用PE給水實(shí)壁管[3]（表2中簡稱“HDPE”），PE100，PN1.0 MPa；綜合管廊廊內(nèi)有架空需求時(shí)采用同規(guī)格鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管。

閥門等管配件采用304L不銹鋼。

各家企業(yè)的管徑、流速、管材見表2。

表2 企業(yè)污水管道管徑及流速表

2.2 管網(wǎng)監(jiān)測設(shè)施

按第三方治理企業(yè)與委托處理排污企業(yè)合同管理需求，管路上設(shè)置必要的監(jiān)測設(shè)施。

“一企一管”在每根管道上均設(shè)置了電磁流量計(jì)（分體式）、遠(yuǎn)傳壓力表和pH計(jì)（具備水溫測試功能）。電磁流量計(jì)和壓力表均具有遠(yuǎn)傳功能，將管道內(nèi)流量、壓力、pH值和溫度傳輸至小港預(yù)處理廠控制中心，如圖2所示。

圖2 “一企一管”管網(wǎng)監(jiān)測設(shè)施

3 直埋管溝和頂管廊架設(shè)計(jì)

3.1 馬路下直埋管溝斷面設(shè)計(jì)

“一企一管”收集管網(wǎng)位于現(xiàn)狀的青峙工業(yè)區(qū)，用地緊張，無法在路外側(cè)做架空管架，因此收集管網(wǎng)原則上布置于現(xiàn)狀道路下。同時(shí)現(xiàn)狀道路交通流量大，管理部門要求施工范圍控制在一個(gè)車道內(nèi)。項(xiàng)目方案階段對(duì)管道直接地埋和管溝鋪設(shè)方案進(jìn)行比選。管材見表2。

（1）直接地埋：住建系統(tǒng)規(guī)范[4，5]對(duì)于污水管多管鋪設(shè)時(shí)，未對(duì)污水管道之間水平凈距提出明確數(shù)值要求。參照石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[6]，綜合考慮回填施工和開挖維修，直接地埋不同管徑的污水管道水平凈距不宜小于0.4～0.6 m。本項(xiàng)目7根管道，同溝槽開挖，溝槽開挖尺寸約5.2 m，施工需要占據(jù)2個(gè)車道。管道直埋斷面如圖3所示。

圖3 管道直埋斷面尺寸圖（單位：mm）

（2）管溝：采用管溝形式時(shí)，7根污水管道由C30鋼筋混凝土管溝保護(hù)，污水管道水平凈距主要考慮安裝施工和拆卸維修的需求，工程中按0.15 m控制。溝槽開挖尺寸約3.3 m，施工可以滿足僅占據(jù)1個(gè)車道的需求。管溝斷面布置如圖4所示。

圖4 管溝斷面尺寸圖（單位：mm）

因管溝斷面尺寸小，施工對(duì)交通影響小，馬路下最終采用直埋管溝形式鋪設(shè)，實(shí)際施工反饋良好。

3.2 過小浹江頂管管架設(shè)計(jì)

小浹江河道寬度約60 m，根據(jù)管理部門意見，需考慮景觀效果及后期人員檢修，最終過小浹江采用“外套頂管+內(nèi)部支架敷管”的方式從小浹江河底過河。支架敷管均為SRPE管。

（1）過小浹江的管道共7根，套管采用DN2200鋼筋混凝土頂管（F型接口，Ⅲ級(jí)）。人行通道尺寸700 mm×1 800 mm（寬×高）。斷面布置如圖5所示。

圖5 頂管管廊斷面尺寸圖（單位：mm）

頂管內(nèi)支架采用鋁鎂合金支架，縱向間距3.0 m。鋁鎂合金支架實(shí)際安裝如圖6所示。

圖6 鋁鎂合金支架安裝圖

鋁鎂合金支架為整體內(nèi)張式，無需在混凝土頂管外套管上打設(shè)膨脹螺栓之類的固定措施，保證外套管結(jié)構(gòu)安全。立柱支架材料選用6 063鋁鎂合金，預(yù)應(yīng)力冷彎成型，所有孔位預(yù)留。橫擔(dān)托臂材料選用6 063鋁鎂合金，所有孔位預(yù)留。鋁鎂合金材料是一種防腐性能良好的材料，在管廊微潮濕的環(huán)境中，比碳鋼+涂料防腐效果更好。

（2）現(xiàn)狀小浹江河道寬度約60 m，河底標(biāo)高約-1.68 m，頂管覆土不小于1.5倍管外徑，DN2200鋼筋混凝土管外徑2.64 m，則覆土厚度取4 m。圖7為過小浹江頂管剖面圖。

圖7 過小浹江頂管剖面圖

由于現(xiàn)場施工場地狹小，特別是W2井位于小港工業(yè)污水預(yù)處理廠內(nèi)，受現(xiàn)狀水池結(jié)構(gòu)和高壓電力桿保護(hù)凈距限制。工程對(duì)頂管的工作井和接收井尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，最終工作井W2沉井尺寸7 m×6.5 m×17.2 m（長×寬×高），接收井W1沉井尺寸7 m×5 m×16 m（長×寬×高）。

7根管道在W1井下井前，均設(shè)置了排氣閥，排出管網(wǎng)積氣，利于管道運(yùn)行。7根管道在W2井上井前，均設(shè)置了泄水閥，方便管道檢修時(shí)的放空。

（3）考慮后期人員檢修的需求，參照《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》，設(shè)置通風(fēng)、排水、照明等系統(tǒng)。

a.通風(fēng)系統(tǒng)：采用機(jī)械通風(fēng)，在W1井設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)1臺(tái)、W2井設(shè)置出風(fēng)口和出風(fēng)風(fēng)機(jī)1臺(tái)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量400 m3/h，風(fēng)壓300 Pa，功率1.5 kW。

b.排水系統(tǒng)：W1井和W2井均設(shè)置集水坑，頂管和井內(nèi)設(shè)排水溝引至集水坑，集水坑內(nèi)設(shè)Q=20 m3/h，H=15 m，P=3.0 kW的潛水泵2臺(tái)(1用1備)。

c.污水處理廠內(nèi)配備便捷式的H2S，CH4氣體探測器，每次下井前，先通風(fēng)，待氣體檢測安全后，再下井。實(shí)際出入口如圖8所示。

圖8 W2井出入口及排風(fēng)口

4 結(jié)語

青峙工業(yè)園小浹江西片區(qū)“一企一管”項(xiàng)目是寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)國家環(huán)境污染第三方治理試點(diǎn)實(shí)施方案的重要組成部分。項(xiàng)目建成近兩年來，管網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定，為企業(yè)污水精確計(jì)量發(fā)揮了重要作用。

（1）流量、水溫、pH和管道壓力的在線儀表價(jià)格適中、安裝方便、數(shù)據(jù)采集快捷，建議“一企一管”中必備安裝。而其他水質(zhì)指標(biāo)，如COD、氨氮、總氮、總磷等，建議根據(jù)企業(yè)不同情況，按重點(diǎn)污染因子進(jìn)行安裝監(jiān)測，比如印染企業(yè)重點(diǎn)監(jiān)測COD等。水質(zhì)在線分析儀表價(jià)格昂貴，一般需要設(shè)置儀表小屋且安裝空調(diào)、定期補(bǔ)充藥劑等，因此具體安裝位置還要具體工程具體分析。

（2）青峙工業(yè)園建成多年，現(xiàn)狀道路下管線眾多。針對(duì)現(xiàn)狀管線復(fù)雜的情況，工程實(shí)施時(shí)，采用了“管線普查+物探+管線單位交底會(huì)+精探”四階段保護(hù)措施，確保工程順利完工。

（3）多根污水管道通過管溝保護(hù)后，管道之間的凈距按安裝和拆卸考慮較為合適，如此可以減小凈距，使總斷面尺寸縮小。另外，如有條件，建議管溝放置在道路外側(cè)，蓋板升至地面，更有利于后期檢修。

（4）頂管廊架實(shí)施時(shí)，建議內(nèi)支架采用鋁鎂合金支架，防腐性能好。同時(shí)，支架形式建議采用整體內(nèi)張式，如此可不破壞外套頂管結(jié)構(gòu)。

（5）為了保證管網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，“一企一管”的企業(yè)端必須加強(qiáng)格柵管理，最大程度地減少雜質(zhì)進(jìn)入管道，減少管道淤堵的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，管網(wǎng)系統(tǒng)必須設(shè)置泄水點(diǎn)，以備檢修之需。