東莞市萬江街道截污次支管網工程設計

左洋

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

近年來，萬江街道地處粵港澳的經濟走廊，鄰近珠江入海口，確立了“工貿萬江，水岸新城”的發展目標，大力發展內外源經濟，經濟社會持續健康快速發展，成為東江河畔一顆耀眼的明珠。本項目為萬江街道截污次支管網工程，通過對該地區截污次支管網工程設計，有利于全省地表水質達到環境功能要求，飲用水源水質高標準穩定達標，水生態系統逐步修復[1]，重現江河湖庫秀美的自然風貌，為東莞市河涌整治與修復做出應有貢獻。

1 工程概況

1.1 工程范圍

萬江街道東鄰莞城街道、南城街道，西連望牛墩鎮，南接道滘鎮，北接中堂鎮、高步鎮。萬江地處廣深港“經濟走廊”，地理位置顯著。

本工程為萬江街道截污次支管網工程，工程范圍為萬江街道滘聯圍、大洲圍、金豐圍和勝利圍四個洲圍，其中包括萬江社區等23個村委社區，區域面積約40.84km2，建設內容包括四個洲圍污水管道工程，共計新建污水管道約100km，管徑DN300~DN800。

1.2 設計原則

排水體制選擇要因地制宜，經技術經濟比較后，確定適合本地區實際情況的排水體制。工程方案應技術可行、經濟合理，并具較強的可操作性[2]。

總體布局以東莞市污水治理總體規劃為基礎，結合現狀調查，合理劃分排水區域，充分利用地形，盡量采用自流，縮短管線長度，污水提升泵站與主干管布置綜合考慮，減少泵站的數量。

截污工程與河涌的綜合整治相互協調發展，最大發揮出工程的環境效益。積極采取新工藝、新設備、新材料及新技術，確保技術先進、運行可靠、經濟合理、管理方便。

1.3 工程意義

改善水環境狀況，促進協調發展。隨著居住區以及工業發展，萬江街道有大量的生活以及未經處理的工業污水就近排入河涌，致使現狀起排洪及灌溉作用的河涌污染嚴重，水環境質量日益下降。開展污水治理工作對于改善區域內的水環境，促進區域內經濟發展、人民生活水平的提高具有重要意義。

完善萬江污水處理系統。污水配套管網工程建設是污水處理系統建設的重要組成部分，擔負著污水的收集、轉輸等功能。萬江街道基本上為雨污同流制或采用明暗渠結合排放，現狀污水管道數量偏少，僅污水主管構建完成，污水直接排入河流，加快污水管網的建設，減少直排河道污水對水體的污染，提高管網覆蓋率，具有十分重要的意義。

提高污水收集率，發揮萬江污水處理廠處理綜合效益。目前萬江街道污水管網系統的主干管基本實施，但由于廠外收集支干管覆蓋率不足，導致萬江污水收集率不高，進水水質比設計水質低。因此為充分發揮萬江污水處理廠的綜合效益，完善廠外污水收集系統，提高污水收集率是十分必要的。

2 萬江街道水環境現狀分析

2.1 供水建設現狀

供水方式分為跨鎮區的區域集中供水方式和各鎮區自行供水方式。東莞市城區由東江水務公司的水廠供水，以東江南支流為主要水源。根據東莞市區各水廠的售水量統計數據可以看出，東莞市中心城區的售水量在2006—2008年之間基本上呈線性增加趨勢，而經歷了2009年一個明顯的減量后，2010年回到一個相對穩定的用水量，基本上維持在60萬m3/d左右。根據水廠的供水規模及服務人口統計數據，現狀人均生活用水量約為250L/人·d。

2.2 污水建設現狀

目前，萬江區的部分地區仍為合流制區域，新建地區均采用分流制建設，在進行現狀排水管道梳理時發現，不少分流制區域內，由于市政管道建設和小區建設的不同步，仍存在雨污混接的情況。其次，萬江中心區人口密集，生活污水量較大，多數城區街道下已經建成合流制下水道，但是下水道沒有形成有效的收集系統，支管不完善，許多建筑排放污水并沒有接入下水道，而是流入了溝渠。大部分下水道的雨污水就近排入現有的河涌，再由小河涌匯集入大河涌最后流入區內干流水系。

2.3 防洪排澇建設現狀

萬江區位于東莞市中心區的西北部，水網發達，屬于河網地區。萬江區的防洪以防河洪為主，通過堤圍及水閘防止河水涌入，并內設排澇站以排出雨洪水及解決不時之需。全區閉口堤圍分為：大洲圍、勝利圍、滘聯圍、金豐圍。其中大洲圍堤長17.8km，現有堤圍高度3.2～6.1m（珠基，下同）；勝利圍堤長16km，現有堤圍高度2.8～5.0m；滘聯圍堤長19.7km，現有堤圍高度3.3～4.8m；金豐圍堤長11.5km，現有堤圍高度2.5～4.5m。全區有水閘26座，排澇站5座。目前萬江區防洪的特點是對區內網河堤圍進行達標加固和防御超標準大洪水，使抗災能力不斷增強。

萬江區內的外河對全區的防洪、排澇和水文化的建設起到了舉足輕重的作用，而現狀的外河堤已經不能與萬江區的政治、經濟和人口規模相適應，存在眾多問題，迫切需要進行整治。主要存在河障多，影響行洪、有些工程未按設計要求完成和管理不善，險段險閘多等問題。

3 萬江街道截污次支管工程設計分析

由于萬江街道河涌較多，污水收集更多是沿河涌截污。在設計過程中應當充分考慮河涌截污的各種工程措施，確保敷設在涌邊的截污管道能起到實際的截污效果，以保障旱季污水不會直排河涌。同時河道治理應遵循近遠期相結合的原則，保留現有的合流系統，沿涌邊設置離線截流管，形成完善的截流式合流制系統。

3.1 收水措施的選擇

收水措施的形式對于截污效果影響很大，如何能保證截污管道在旱季時最大程度收集污水，在雨季時保證雨水溢流，不產生水浸街現象，同時收水措施要管理方便，不易堵塞，這些因素對于截污效果非常重要。

3.1.1 排污口能夠直接接入截污管道的情況

對于污水收集管道能夠直接鋪設到排污口的永久截污工程，主要考慮的問題是如何在旱季收集所有污水，在雨季時超過截流倍數的雨水溢流，具體采用設置溢流井的方式，溢流井的設置方式主要無限流措施溢流井和帶限流措施溢流井。無限流措施溢流井主要用于許多較小管徑的合流支管，直接接入截污干管時，須每隔一定距離在截污干管上設置的溢流井；帶限流措施溢流井主要用于較大管徑的合流污水管，在接入截污干管前需采取限流措施截留污水時設置本溢流井[3]。

3.1.2 排污口無法直接與截污管道相連的情況

導流明渠。受施工條件的限制，許多時候，截污管道無法直接鋪設到個別河流排污口。因此，有必要對污染較大的明溝采取設置導流明渠、邊渠截流沉砂井和明溝沉砂井的方式收集污水，導流明渠是將局部河涌涌底標高降低，并硬底化將污水經格柵后引入截污干管；邊渠截流沉砂井主要適用于排水明溝尺寸不是很大的情況。截污管道標高低于明溝底標高，明溝內污水均可側入式流入截污管道；明溝沉砂井適用于尺寸較小明溝與截污管連接處，溝內污水通過格柵攔截污物后，全部直接流入截污管道。

在目前東莞市已實施的截污工程中，以上的污水收集措施都在應用，實踐證明對于污水收集非常有效。在加強日常維護管理、清淤疏通的情況下，溢流井、導流明渠、邊渠截流沉砂井和明溝沉砂井均能長期穩定運行，所以建議在本次設計中仍采用以上收水方式收集污水。

3.2 污水截污管道典型斷面布置方式

根據遠近期結合，確保管網實施后將現有城市污水都收集到污水處理廠處理的原則，擬建實施污水管的布置盡可能做到把現有排放污水的街區或村落出水方向截住，截留其分流或合流污水。并按實施難易程度，分別安排在規劃路、現狀路或河涌邊布置污水管道，如圖1和圖2所示。

圖1 現狀路截污效果

圖2 河涌截污效果

3.3 倒虹設計

當管道經過河道，無法按照原有坡度埋設時，需設置倒虹井及倒虹管，倒虹管由進水井、管道及出水井三部分組成，倒虹井即為進水井和出水井[4]。

在進行倒虹設計時，應注意以下幾方面，在確定倒虹管路線時，盡可能與河涌正交通過，以縮短倒虹管的長度，并應符合“倒虹管的管頂距規劃河底距離不小于1.0m”的規定；選擇通過河道的地質條件好的地段，不易被水沖刷地段及埋深小的部位敷設；倒虹管內設計流速大于0.9m/s，并大于進水管內的流速，污水在倒虹管內的流動是依靠上、下游管道中的進、出水井的水面高差進行的，該高差用來克服污水流經倒虹管的阻力損失。在計算倒虹管時，計算管徑和全部阻力損失值，要求進水井和出水井間水位高差H大于全部阻力損失值H1，其差值一般取0.05~0.1m，本工程H取0.1m；倒虹井分為進水井和出水井，倒虹井的檢修室凈高高于2m，倒虹井較深時，井內應設檢修臺，其寬度滿足檢修要求；倒虹井內應設置閘槽或閘門，閘門須按大樣圖示水壓方向安裝，閘門最大承受水頭10m，閘門設備需要做防腐處理。

3.4 泵站比選

當設計管道受限于現狀排污口標高及地形的原因，不能重力流入下游管道，或者重力流不經濟時，需要設置提升泵站，污水泵站分為傳統提升泵站和一體化提升泵站。

和傳統泵站相比，一體化泵站具有占地小、土建費用較低、運行維護簡便優點，無珊渣外運，對周圍環境影響小，泵站的衛生條件得到很大的改善。因此，本工程推薦使用一體化泵站。

3.5 管材選擇

市政污水工程中，選擇合適的管材對工程質量、造價及環境效益有著較大的影響，合適的管材有利于工程建設質量和價格的控制，而且方便建成后污水設施的維護[5]。目前國內用于污水管道工程的管材有多種選擇，包括近幾年來隨著新技術和新材料的發展，出現的多種新型管材，它們各有特點，各有所長。其中金屬管材、玻璃鋼夾砂管材、專用鋼筋混凝土管材使用范圍和條件有一定限制，僅適用于特定的環境和工程背景，如過涌、壓力管輸送及頂管等。塑料管材的類型較多，有HDPE管、PE管、PPR管、波紋管、平壁管、纏繞管、加筋管等。

市政污水工程需要對開挖段管材和頂管管材[6]的選擇，通過對各種排水管材的技術、性能、經濟等指標比較，結合本項目建設地點的具體要求，根據施工工法的不同而相應選用不同的管材。綜合考慮應用管材的特點和小管徑地段的施工條件以及東莞地區的常用管材，開挖段采用HDPE纏繞增強結構壁管b型SN=12.5，小型頂管施工段采用Ⅲ級鋼筋混凝土頂管專用管（內襯PVC），過河管采用焊接鋼管內套HDPE管，壓力管采用PE管。

4 結語

在生態文明建設理念的要求下，通過對流域綜合整治和生態建設，逐步恢復河流水生態系統，有利于提升城市形象及流域內的生態價值，構建經濟繁榮、水體清澈、生態平衡、人水和諧新格局，為全市人民安居樂業提供良好的水生態環境，加快建設幸福東莞。

為確保本方案順利實施且保證工程效果，具體提出以下3點建議。

（1）業主應落實設計資料中已建污水管道的實施及運行情況。

（2）為保證系統的正常運行，應加強合流制排水口的截留效果，加強清疏養護，確保系統的排水通暢。

（3）由于工程范圍內部分現狀房屋臨涌而建，工程實施時應注意對房屋進行保護。