直埋管溝和綜合管廊在工業污水集中收集工程中的應用

宓益磊

（寧波市城建設計研究院有限公司，浙江 寧波 315012）

0 引 言

2015年底，國家發改委、財政部、住建部、環保部聯合印發《關于同意江蘇省等3個省市環境污染第三方治理試點實施方案的復函》，批復同意《寧波經濟技術開發區工業污水集中收集處理環境污染第三方治理試點實施方案》，實施方案選取寧波經濟技術開發區內工業較為集中的青峙工業區地塊為試點范圍[1]。

園區內企業廢水成分、濃度各異，不同企業在經濟利益面前訴求也各不相同，因此為便于管理、計量，新建工業污水集中收集采用“一企一管”輸送模式。

1 工程概況

工業污水“一企一管”集中收集，通過在管路中設置流量計、控制設施（閥門）、水質監控系統等，構建了第三方治理企業與委托處理排污企業合同管理的基礎。

本次集中收集管網服務的區域是小浹江以西的工業區塊，區塊內企業以印染、化工為主。

通過前期調查，確定寧波經濟技術開發區工業污水集中收集處理項目小浹江以西的企業用水量及生產時間，見表1。收集管網分布如圖1所示。

表1 企業污水量及生產時間表

圖1 小浹江以西接入企業及收集管網分布

2 “一企一管”基礎設計

2.1 管徑、管材

企業污水管計算管徑的時候，遵循管道經濟流速0.7～2.0 m/s。同時污水量大的企業，按企業的生產時間10 h/d考慮；污水量特別小的企業按自建調蓄井，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）印染企業污水：可能偶爾水溫較高，采用耐溫、耐腐蝕、可架空敷設的鋼骨架聚乙烯塑料復合管（表2中簡稱“SRPE”）[2]。其中DN100～DN200，PN1.6；≥DN250，PN1.0。

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

閥門等管配件采用304L不銹鋼。

各家企業的管徑、流速、管材見表2。

表2 企業污水管道管徑及流速表

2.2 管網監測設施

按第三方治理企業與委托處理排污企業合同管理需求，管路上設置必要的監測設施。

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

圖2 “一企一管”管網監測設施

3 直埋管溝和頂管廊架設計

3.1 馬路下直埋管溝斷面設計

“一企一管”收集管網位于現狀的青峙工業區，用地緊張，無法在路外側做架空管架，因此收集管網原則上布置于現狀道路下。同時現狀道路交通流量大，管理部門要求施工范圍控制在一個車道內。項目方案階段對管道直接地埋和管溝鋪設方案進行比選。管材見表2。

（1）直接地埋：住建系統規范[4，5]對于污水管多管鋪設時，未對污水管道之間水平凈距提出明確數值要求。參照石化行業標準[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2個車道。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，7根污水管道由C30鋼筋混凝土管溝保護，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1個車道的需求。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，施工對交通影響小，馬路下最終采用直埋管溝形式鋪設，實際施工反饋良好。

3.2 過小浹江頂管管架設計

小浹江河道寬度約60 m，根據管理部門意見，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）。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）

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

圖6 鋁鎂合金支架安裝圖

鋁鎂合金支架為整體內張式，無需在混凝土頂管外套管上打設膨脹螺栓之類的固定措施，保證外套管結構安全。立柱支架材料選用6 063鋁鎂合金，預應力冷彎成型，所有孔位預留。橫擔托臂材料選用6 063鋁鎂合金，所有孔位預留。鋁鎂合金材料是一種防腐性能良好的材料，在管廊微潮濕的環境中，比碳鋼+涂料防腐效果更好。

（2）現狀小浹江河道寬度約60 m，河底標高約-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

由于現場施工場地狹小，特別是W2井位于小港工業污水預處理廠內，受現狀水池結構和高壓電力桿保護凈距限制。工程對頂管的工作井和接收井尺寸進行了優化，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，均設置了排氣閥，排出管網積氣，利于管道運行。7根管道在W2井上井前，均設置了泄水閥，方便管道檢修時的放空。

（3）考慮后期人員檢修的需求，參照《城市綜合管廊工程技術規范》，設置通風、排水、照明等系統。

a.通風系統：采用機械通風，在W1井設置進風口和進風風機1臺、W2井設置出風口和出風風機1臺，風機風量400 m3/h，風壓300 Pa，功率1.5 kW。

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

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

圖8 W2井出入口及排風口

4 結語

青峙工業園小浹江西片區“一企一管”項目是寧波經濟技術開發區國家環境污染第三方治理試點實施方案的重要組成部分。項目建成近兩年來，管網運行穩定，為企業污水精確計量發揮了重要作用。

（1）流量、水溫、pH和管道壓力的在線儀表價格適中、安裝方便、數據采集快捷，建議“一企一管”中必備安裝。而其他水質指標，如COD、氨氮、總氮、總磷等，建議根據企業不同情況，按重點污染因子進行安裝監測，比如印染企業重點監測COD等。水質在線分析儀表價格昂貴，一般需要設置儀表小屋且安裝空調、定期補充藥劑等，因此具體安裝位置還要具體工程具體分析。

（2）青峙工業園建成多年，現狀道路下管線眾多。針對現狀管線復雜的情況，工程實施時，采用了“管線普查+物探+管線單位交底會+精探”四階段保護措施，確保工程順利完工。

（3）多根污水管道通過管溝保護后，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，蓋板升至地面，更有利于后期檢修。

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

（5）為了保證管網的穩定運行，“一企一管”的企業端必須加強格柵管理，最大程度地減少雜質進入管道，減少管道淤堵的風險。同時，管網系統必須設置泄水點，以備檢修之需。