城市更新場景下老舊小區污水系統提質增效研究

呂永鵬，王金兵，楊思明，謝 勝，王 盼，支黎鋒，林遠良，操文章，梅家宇，陳 健，蔣柱武，高 尚

[1.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092；2.中建四局建設發展有限公司,福建 廈門 361006；3.福建全立建設發展有限公司，福建 寧德 352200；4.中建力天集團有限公司，福建 泉州 362014；5.福建省高創建設工程有限公司，福建 龍巖 364000；6.國智建筑科技有限公司，福建 福州 350711；7.福建工程學院，福建 福州 350118；8.福州市城區水系聯排聯調中心，福建 福州 350004]

0 引言

2019 年5 月5 日，住房和城鄉建設部、生態環境部、國家發展和改革委員會聯合發布《關于印發城鎮污水處理提質增效三年行動方案（2019—2021年）的通知》，明確“消除城中村、老舊城區和城鄉結合部生活污水收集處理設施空白區”、“城市生活污水集中收集效能顯著提高”等要求。

在城市高密度建成區，排水系統建設年代早，排水管網維護不足，管道病害多，且存在更新改造空間狹小等問題，導致污水處理廠進水濃度長期偏低，遠達不到設計進水濃度要求[1-3]。建筑小區是污水產生的源頭，合理、有效控制建筑小區的污水排放是污水提質增效工作中最重要的一個環節。因此，本文在全面梳理老舊建筑小區污水系統存在的問題的基礎上，以污水管網提質增效為主要目標，從溯源排查、設計和提升整改技術、經濟可行性等多個角度，以廈門市某 小區為具體案例，系統研究了高密度建成區城市更新中，老舊小區污水管網提升整改策略，可為其他同類型老舊小區污水管網提升整改提供借鑒。

1 老舊小區污水系統問題

（1）區域排水體制混亂

高密度建成區老舊小區修建年代較早，小區內部大部分采用合流制排水體制，而片區排水體制并未嚴格統一規劃建設，老舊小區與市政排水體制不一致，分流制也存在混錯接等問題，因此區域排水體制最終成為“混流制”或者“半吊子”分流制[2]，導致片區排水系統高水位運行、雨季溢流污染嚴重、污水廠進水濃度偏低等問題[3]。

（2）排水立管混接

在2003 年以前，《建筑給水排水設計規范》（GBJ 15-88）（1997 年版）中并沒有“陽臺排水需要獨立設置”等要求，建筑小區均為陽臺與屋面共用雨水立管；在2003 年以后，《建筑給水排水設計規范》（GB 50015—2003）明確要求陽臺排水系統應單獨設置，但是未要求接入污水系統，因此陽臺污水進入雨水系統等問題依然存在；在2010 年前后，國內各地開始要求陽臺應設置獨立排水并接入污水系統。因此，2010 年前的老舊小區普遍存在屋面雨水立管與陽臺廢水管合為一根管道的情況，造成排水立管混錯接的問題。

（3）埋地管網混錯接

由于缺乏有效的運營維護，老舊小區內雨水接入污水管道、污水接入雨水管網等混錯接現象普遍存在。其中，雨水接入污水管道，主要是由于雨水管網年久失修、維護不善，雨天時雨水溢流至地面，形成積水，周邊住戶為解決這一問題，通過新建管道將雨水接入污水管網；而污水接入雨水管網，主要是由于周邊商鋪以及一樓住戶為滿足自身需要，直接將餐飲廢水、洗衣廢水等就近接入雨水篦子等造成。

（4）管道缺陷病害嚴重

老舊小區排水管網修建年代久遠，大部分管道已超過其使用壽命，導致排水管道缺陷病害嚴重。管道缺陷病害主要分為影響強度、剛度和使用壽命的結構性缺陷，以及導致管道過水斷面發生變化、影響排水暢通性能的功能性缺陷[4]。其中：結構性缺陷的類型包括破裂、變形、起伏、異物穿入、滲漏、支管暗接、錯口、腐蝕、脫節和接口材料脫落；功能性缺陷主要包括沉積、結垢、障礙物、殘墻/壩根、樹根和浮渣。

（5）其他問題

根據現狀調研，由于老舊小區排水管理不到位，許多沿街商鋪未設置隔油設施，直接將餐飲廢水和生活廢水就近接入周邊雨水篦子。另外，小區內垃圾收集點的滲濾液和垃圾桶沖洗廢水均就近排入雨水系統，也是老舊小區內部混錯接的主要類型之一（見圖1）。

圖1 垃圾收集點現狀照片

2 老舊小區改造技術路線

2.1 改造技術路線

基于小區排水系統的溯源排查和物探結果，結合小區內排水戶、垃圾收集點、小區常住人口等現場調研，系統梳理小區排水系統現狀及存在的問題，以改善小區排水、提升人居環境為目標，提出精準設計、精準改造的技術路線，即系統整治、目標導向，以改為主、以補為輔，聚焦污水、兼顧雨水。具體技術路線如圖2 所示。

圖2 老舊小區管網排查改造技術路線圖

2.2 總體改造方案

基于城市更新改造規劃和老舊小區內排水體制情況，高密度建成區內老舊小區的排水系統提升改造主要可以分為4 類，具體見表1。

表1 老舊小區類型及改造策略

（1）第一類，近2 年內計劃拆遷且排水體制為合流制的老舊小區，考慮經濟可行性，宜采用末端截污的改造方式。

（2）第二類，近2 年內計劃拆遷但排水體制為雨污分流制的老舊小區，結合污水提質增效需求和技術、經濟適宜性分析，宜采用管道混錯接改造和末端截污相結合的方式進行改造。

（3）第三類，沒有納入拆遷規劃且排水體制為合流制的小區，宜將原合流制管網作為小區內污水管網接入市政污水管網，并新建雨水管網，同時對保留管網存在的病害和缺陷進行整改和修復。

（4）第四類，沒有納入拆遷規劃且排水體制為分流制的小區，應對排水管網進行詳細排查，進而開展雨水立管改造、混錯接點位改造、管道病害缺陷修復，保障雨污分流效果。

3 老舊小區管網提升改造策略

3.1 陽臺立管改造策略

針對小區立管改造主要有3 種方案。

立管改造方案一（見圖3）：雨水立管高位切斷，在外墻合適位置新建雨水立管，接入原雨水斗，原雨水立管作為廢水管并設置伸頂通氣管。該方案需要協調頂層立管所在戶居民，入戶施工，工期1～2 d。

圖3 雨水立管改造方案一示意圖

立管改造方案二（見圖4）：根據屋面和外立面情況，選取女兒墻合適處打洞，安裝側入式雨水斗，并在外立面新增雨水立管。原雨水立管作為廢水管并設置伸頂通氣管。方案二可以避免入戶施工，但或需對屋面天溝進行整改，重新找坡。

圖4 雨水立管改造方案二示意圖

立管改造方案三（見圖5）：針對有廢水接入的雨水立管，以樓棟為單位設置小型截流井，截流進入雨水系統的污水。方案三不需要對立管進行改造，但是雨污分流不徹底，仍會有部分雨水進入污水管網，影響雨季污水處理廠進水濃度和進水量，且截流井需要定期清掏維護。

圖5 雨水立管改造方案三示意圖

對3 個改造方案的特點進行對比，分析其優缺點（見表2），在具體工程中可結合工程實際情況進行綜合考慮，選擇合適的改造方案。

表2 雨水立管改造優缺點對比

3.2 室外管道混錯接改造

基于對室外管網和排水戶的詳細排查，系統梳理小區內室外雨污水管網，進而完善排水系統，并對原錯接管道進行封堵廢除。

3.3 排水管網缺陷病害改造

老舊小區排水系統缺陷主要包括檢查井病害缺陷、化糞池病害缺陷、管道功能性缺陷以及管道結構性缺陷等。針對排水系統缺陷病害改造，主要有以下3 個方面的工作。

（1）檢查井修復。由于排水管網缺乏運營維護，在排查調研過程中發現，井室破損、井蓋錯蓋、井蓋無法打開、檢查井內缺乏安全網等問題普遍存在，因此需要進行檢查井井蓋更換、井室更換或修復、增設防墜網等修復工作。

（2）化糞池修復。在調研排查過程中發現，化糞池主要存在著淤堵和破損等問題。化糞池淤堵直接導致污水淤積在管道內，容易造成污水溢流至地面；化糞池破損直接導致大量污水下滲，對地下水水質造成嚴重的危害。因此，需要對化糞池進行清淤或整體更換。

（3）管網缺陷修復。對于存在結構性或功能性缺陷的排水管道，可根據排水管道缺陷病害等級進行判別，進而結合改造工藝技術和經濟可行性分析，合理選擇修復整改方案。

針對變形、錯口、破裂、起伏、接口材料脫落等結構性缺陷，若程度較為輕微，可采用熱塑成型法、點狀原位固化法、墊襯法進行修復；若缺陷程度較為嚴重，可采用開挖修復的方法，包括整體開挖和局部開挖修復。針對異物穿入等缺陷，可采用切割清除和點狀原位固化的措施修復；針對滲漏、脫節等缺陷，可采用化學注漿堵漏和不銹鋼快速鎖修復；針對腐蝕缺陷等缺陷，可采用水泥基噴涂法修復。

針對排水管道沉積等功能性缺陷，可采用人工清掏和吸污車吸取，對于結硬性塊體，可采用打磨切割機去除。針對排水管道結垢，可采用噴砂除銹清洗、化學處理劑處理后用鋼絲刮刷清刷，最后用高壓水槍沖洗。針對排水管道障礙物等，可采取高壓水槍沖洗、人工清除等措施，殘墻壩根可采用人工拆除，浮渣等可采用人工清撈[5]。

3.4 隔油設施設置

隔油設施設置包括兩種情況：一種是針對現有的餐飲商鋪，新增隔油設施；另一種是提前應對一樓商鋪存在后續變更為餐飲商鋪的可能。因此，針對一樓商鋪宜全部進行污水系統改造（見圖6），即在商鋪污水接入污水管網前均增設隔油設施，且在化糞池前端增設隔油池。

圖6 沿街商鋪隔油池改造示意圖

3.5 垃圾堆放點改造

首先，可根據小區規模優化小區內垃圾收集點的位置；其次，對收集點進行改造，新建垃圾收集池，并設置不銹鋼地漏以及污水管道，沖洗廢水進入地漏和污水管道后，通過新建的截流井截流進入污水系統（見圖7）。降雨時，雨水可以通過截流井進入雨水系統，有效避免清水進入污水系統。

圖7 垃圾收集點改造示意圖（單位：mm）

4 工程案例分析

4.1 工程案例基本情況

廈門湖里某小區占地3.75 hm2，竣工時間為1996 年，小區綠化覆蓋率為35%，小區以多層住宅為主，共有24 棟建筑（見圖8）。小區入口處的21 棟、22 棟為商場、酒店、餐館、百貨商店等，19 棟為幼兒園及社區居委會，23 棟、24 棟為小區變電所及煤氣站，其余建筑均為8～9 層磚混或框架結構的商住房。

圖8 小區平面圖

小區內排水體制為不完全分流制，其中雨水管徑DN300～DN800，污水管徑DN300～DN400。目前小區內存在多處雨污水混接現象，主要存在陽臺污水通過雨水立管進入雨水系統、污水管道堵塞等問題。

4.2 排水能力復核

小區內雨水管道長度4 680 m，排水管徑為DN200～DN800，市政接駁口1 個。經復核，現狀雨水管網基本滿足3 a 一遇降雨重現期的排水要求。

小區排水單元數為24 棟868 戶，戶籍人口共2 566 人，現狀污水樓前管管徑為DN300，共有市政接駁口3 個。經復核，現狀污水支管及污水主管均基本滿足設計要求。

4.3 方案設計

4.3.1 雨水立管改造

小區內共有雨水立管127 根，其中：43 根立管改造采用方案二，新建側入式雨水口，雨水立管進行改造，另外84 根采用方案三，以樓棟為單位設置截流井。圖9 為新建雨水立管點位圖。

圖9 新建雨水立管點位圖

4.3.2 管網混錯接改造

根據排水管網摸排成果及實地踏勘資料，小區室外雨污水混接整治點共計22 處，共新建雨水管道258 m，新建污水管道180 m，并對原錯接管道進行封堵。同時，在排查過程中發現，小區內138# 等樓棟污水在污水管網收集后沒有接入化糞池，而是直排管網，遂在樓棟前增設化糞池2 座，化糞池出水排入小區內污水干管。

4.3.3 排水系統缺陷改造

（1）針對井蓋破損、井蓋打不開的現象，共更換井蓋256 個井蓋。

（2）針對小區內3 個化糞池進行清淤疏通。

（3）針對埋地管網缺陷病害，考慮經濟因素，當管道存在滲漏，破裂2 級及以上，變形3 級及以上，錯口3 級及以上，脫節3 級及以上，腐蝕3 級及以上等缺陷時，對管道進行修復。若管段內病害較多（局部修復環數＞3），且管道管徑較小（管徑＜300），對管道進行翻排。

參考以上原則，小區共翻排雨水管道長度420 m，翻排污水管道長度458 m，雨污水管網局部樹脂固化共計169 環。

4.3.4 隔油設施建設

老舊小區原有化糞池3 座，新建化糞池2 座，均在化糞池前端增設隔油池。針對商鋪，共增設小型隔油池16 個。隔油池采用不銹鋼地埋式。

4.3.5 垃圾收集點改造設計

在垃圾收集點處新建垃圾收集池。由于原垃圾收集點設置有雨棚，雨水不會進入垃圾收集池，故本次設計直接通過地漏將垃圾滲濾液和沖洗廢水排入污水管網，不用增設截污井。圖10 為垃圾收集點改造實景照片。

圖10 垃圾收集點改造實景

4.4 改造成效

改造后（見圖11），根據小區污水產生量和收集量進行計算，該小區可以從雨水系統中分離出約8.9 m3/d污水，一年可分離出3 281 m3/a 污水。

圖11 排水管網改造設計圖

5 結論和建議

（1）老舊小區排水管網改造提升方案，應結合城市更新規劃和人居環境提升需求，考慮改造提升的技術和經濟可行性，以解決實際問題為導向，選擇最佳的改造方案。

（2）對老舊小區排水管道開展“繡花針式”改造提升，需加強對小區排水管道的詳細排查和現場調研。同時，設計單位需要詳細復核管道排查成果，在施工過程中設計單位要加強現場指導，保證設計方案在施工過程中得到有效落實。

（3）方案設計要具有前瞻性，如要提前考慮底樓商鋪后續或改為餐飲、居民或將污水直接傾倒進入雨水篦子等問題。設計方案應做到面面俱到、應改盡改。

（4）在老舊小區排水系統改造的過程中融入海綿城市理念，可考慮設置植草溝、雨水花園、下凹式綠地以及雨水調蓄等海綿設施，可有效減緩降雨初期徑流污染對水環境的影響。