牙買加波特莫爾地區(qū)污水輸送工程投標(biāo)設(shè)計(jì)

彭江喜

（江西省南昌市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院，江西 南昌 330038）

1 概述

波特莫爾（Portmore）是圣凱瑟琳教區(qū)的第二大城市。波特莫爾地區(qū)的污水處理設(shè)施覆蓋范圍廣且發(fā)展非常完善，該地區(qū)的污水收集率超過(guò)95%，據(jù)估計(jì)每天平均有42 100 m3的污水排入污水處理廠[1]。該地區(qū)共有六家污水處理廠（WTP），這些污水處理廠分別是：

布里奇波特污水處理廠（Bridgeport Sewage Treatment Plant WTP，見圖1）、獨(dú)立城市污水處理廠（Independence City WTP）、漢密爾頓花園污水處理廠（Hamilton Gardens WTP）、波特莫爾別墅污水處理廠（Portmore Villas WTP）、卡曼納斯花園污水處理廠（Caymanas Gardens WTP）、大波特莫爾污水處理池及人工濕地 (Greater Portmore Ponds and Constructed Wetlands)。

圖1 布里奇波特污水處理廠

其中前五家污水處理廠每天接收的污水總量?jī)H僅為24 100 m3，而這正是要求進(jìn)行投標(biāo)的波特莫爾污水處理工程的前身（PSP）。

由于這些污水處理廠都已年久失修，且所有設(shè)施的運(yùn)行情況都不太理想，甚至有些設(shè)備不能運(yùn)行，沒有備用設(shè)備或零件，或處理后的水質(zhì)達(dá)不到國(guó)家環(huán)保局（NEPA）的要求和日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。且這些不達(dá)標(biāo)污水排入水體，是造成金斯頓港口污染的主要因素。

為改善居民生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量和改善金斯頓港口環(huán)境和形象，全國(guó)水務(wù)委員（NWC）會(huì)要求報(bào)廢這些設(shè)備，并將排入這些工廠的污水引入新的Soapberry污水處理廠，該處理廠的日污水處理能力高達(dá)75 000m3。Soapberry污水處理廠現(xiàn)在每天處理從金斯頓地區(qū)（KSA）所收集的約45 000 m3的污水。

投標(biāo)設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）在現(xiàn)有的污水處理廠內(nèi)建設(shè)污水提升泵站，由這些泵站將污水提升，通過(guò)新安裝的污水管輸送到新的Soapberry污水處理廠進(jìn)行處理；（2）在新的污水提升輸送系統(tǒng)投入運(yùn)行后拆除報(bào)廢這些舊的污水處理廠。

波特莫爾地區(qū)污水輸送設(shè)施的投標(biāo)方案設(shè)計(jì)，包括四座污水提升泵站、大約8 km長(zhǎng)壓力管道設(shè)計(jì)、大約300 m重力管道及下穿Rio Cobre河的管道。

具體走向?yàn)椋?/p>

波特莫爾別墅污水處理池污水采用重力流管道流入卡曼納斯花園污水泵站；漢密爾頓污水泵站到卡曼納斯花園污水泵站、布里奇波特污水泵站到獨(dú)立城市污水泵站、獨(dú)立城市污水泵站到卡曼納斯花園污水泵站之間污水管道以及跨越Rio Conbre河道均采用壓力流管道輸送。

工藝流程見圖2。污水提升泵站規(guī)模及間距見表 1、表 2。

2 泵站及管道設(shè)計(jì)

2.1 泵房型式的選擇

（1）由于污水泵站為常年運(yùn)轉(zhuǎn)，故采用自灌式泵房，啟動(dòng)及時(shí)，管理方便，便于自動(dòng)控制。

（2）由于泵房深度較淺，且周邊地形開闊，明挖施工較方便，采用矩形泵房。

表1 污水提升泵站規(guī)模

表2 污水提升泵站間距離

2.2 水泵的選擇

以前污水泵常用干式污水泵，近年來(lái)主要采用潛水污水泵。潛污泵和普通干式污水泵相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）潛污泵不需單獨(dú)設(shè)置水泵間，直接安裝在集水池里，可省去水泵間，節(jié)省泵房土建費(fèi)用20%～40%。

（2）潛污泵效率較高，采用防纏繞、無(wú)堵塞技術(shù)，因此運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較省。

（3）潛污泵的泵與電機(jī)共軸，結(jié)構(gòu)緊湊，噪聲小，大多采用自藕合安裝系統(tǒng)，安裝、起吊方便。

（4）水泵設(shè)置過(guò)載、短路、滲漏、溫升等自動(dòng)保護(hù)裝置，確保安全運(yùn)行。

2.3 格柵除污機(jī)的選擇

格柵主要攔截污水中較大的漂浮物及雜質(zhì)，起到凈化水質(zhì)，保護(hù)水泵的作用，也有利于后續(xù)污水的處理。

以前常用回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)、抓斗式格柵除污機(jī)、鏈條式格柵除污機(jī)或齒靶式等地面操作格柵除污機(jī)，柵渣通過(guò)機(jī)械或人工打撈至地面再經(jīng)壓榨后送至垃圾處理廠處理。

近年來(lái)發(fā)展了一種新型格柵除污機(jī)——粉碎型格柵除污機(jī)，與傳統(tǒng)格柵除污機(jī)相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)獨(dú)特，技術(shù)先進(jìn)。

粉碎型格柵采用獨(dú)具一格的雙軸設(shè)計(jì)，技術(shù)先進(jìn)，相互獨(dú)立的切割刀片和墊片安裝在兩個(gè)平行的旋轉(zhuǎn)軸上，交替重疊，實(shí)現(xiàn)螺旋形的切割，徹底粉碎大顆粒物體。

（2）減少臭氣逸出，提高工作環(huán)境。

應(yīng)用于半地埋式或完全地埋式泵站中，可實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)泵站處理系統(tǒng)與建筑物地下式合建，增加了綠化面積，改善了環(huán)境，避免了臭氣從傳統(tǒng)格柵上的開放孔逸出，泵站的除臭設(shè)計(jì)變得更加簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)泵站全自動(dòng)化運(yùn)行。

（3）水阻力小，水頭損失少。

與傳統(tǒng)的機(jī)械格柵相比，粉碎型格柵除污機(jī)的水阻小，柵前與柵后的水位落差相差不大且較穩(wěn)定。

（4）自耦合安裝，簡(jiǎn)潔方便。

格柵在井下工作，采用自動(dòng)耦合式安裝。無(wú)需排放水即可提升維修、更換，安裝定位方便、快捷，降低維護(hù)費(fèi)用。采用潛水電機(jī)，能適應(yīng)水位的突然變化。

（5）占地面積少、整體投資少。

機(jī)械格柵的傳動(dòng)設(shè)備放置于渠道的上部，對(duì)空間要求較大、泵房的高度較高，導(dǎo)致泵站土建量的增加，而粉碎型格柵高度小，可以不露出渠道外面，大大降低了空間要求，無(wú)人值守全地埋式泵站全部掩埋在地下，上面可覆土種植草坪、花卉，大大美化了環(huán)境。同時(shí)，由于整個(gè)泵房位于地下，降低了泵站運(yùn)行的噪音。

2.4 泵站設(shè)計(jì)

各泵站主要設(shè)備見表3。泵站設(shè)計(jì)示意見圖3。

2.5 管道施工工藝的選擇

在管道工程施工中，管道鋪設(shè)的工作量占整個(gè)工程的比重很大，應(yīng)該合理地選擇施工方法。不管是開挖施工還是非開挖施工，在施工前都要詳細(xì)的調(diào)查與施工相關(guān)的地下情況，主要有：各管段的地下水位和土質(zhì)情況，已有地下管道與施工管線有關(guān)或交叉的具體位置，地下各種電纜的具體位置，施工管道與已建的的管道、構(gòu)筑物銜接的平面位置和高程校對(duì)等，以便合理地采取相應(yīng)的措施。

表3 各泵站主要設(shè)備表

污水管道的施工方法可分為明挖施工和非開挖施工。

（1）明挖施工的溝槽開挖的方法有兩種：人工開挖和機(jī)械開挖。

根據(jù)溝槽的斷面形式、地下管線的復(fù)雜程度、土質(zhì)堅(jiān)硬程度、工作量和施工場(chǎng)地的大小及機(jī)械設(shè)備、勞動(dòng)力等條件確定。在工作量不大、地面狹窄、地下有障礙物或其它無(wú)機(jī)械施工條件的情況下，采用人工開挖。

管道明挖施工：施工簡(jiǎn)單，技術(shù)要求低，可以跟蹤控制施工全過(guò)程，施工費(fèi)用較低。但施工期間影響交通，對(duì)周圍環(huán)境有一定的影響（特別是在鬧市區(qū)）。

（2）非開挖鋪設(shè)地下管線技術(shù)是指在地表不挖槽的情況下，鋪設(shè)地下管線的施工技術(shù)，不影響交通，不破壞環(huán)境，施工周期較短。尤其適合在一些無(wú)法實(shí)施開挖作業(yè)的地區(qū)，見圖4。

明挖施工和非開挖施工兩種方法均能滿足本工程要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察，管道沿線敷設(shè)的位置基本上均能滿足明挖施工要求，從工程造價(jià)、工程可靠性以及當(dāng)?shù)爻Ｓ檬┕し椒ǖ确矫婢C合考慮，推薦采用明挖溝槽施工方法。

圖3 泵站設(shè)計(jì)圖（單位：mm）

圖4 非開挖施工示意圖

2.6 通過(guò)Rio Cobre River的壓力管設(shè)計(jì)

波特莫爾污水輸送到Soapberry污水處理廠，必須經(jīng)過(guò)Rio Cobre河。Rio Cobre河堤的寬度大約為320 m，平常水面寬約40 m，河床標(biāo)高約0 m，河上的鐵路橋約寬170 m。

過(guò)河管道設(shè)計(jì)一般有：橋架與倒虹兩種設(shè)計(jì)方案。

（1）橋架方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，本次設(shè)計(jì)污水管過(guò)河處現(xiàn)有一座已經(jīng)廢棄的鐵路橋（無(wú)火車運(yùn)行），若可以利用，污水管可固定在鐵路橋上過(guò)河，再接入Soapberry預(yù)留污水管。并在管道較高處設(shè)置排氣井。

（2）倒虹方案

Rio Cobre河平常流量較小，水面較窄，采用倒虹管型式下穿河道。其中過(guò)河段采用兩根d600管道。倒虹管管頂距河底1.0 m，為防止沖刷，采用混凝土滿包處理。

以上兩種方案均為可行，但從施工難度，經(jīng)濟(jì)等方面綜合比較，利用現(xiàn)有鐵路橋的橋架方案施工方便，施工費(fèi)用底，故推薦采用該方案。

3 現(xiàn)有污水處理廠報(bào)廢拆除

為便于對(duì)現(xiàn)有污水處理廠用地的有效利用，甲方要求待新建泵站及管道施工完成并投入使用后，把現(xiàn)有污水處理廠設(shè)備及其它多余設(shè)施報(bào)廢拆除，以便地塊的重新規(guī)劃利用。

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

（1）根據(jù)建設(shè)單位的要求和施工總平面布置，工程施工前，其臨時(shí)建筑、運(yùn)輸?shù)缆贰⑹┕び秒?、主要材料、施工機(jī)具、勞動(dòng)力等應(yīng)有充分準(zhǔn)備，并作出合理安排。

（2）根據(jù)總平面布置和施工具體情況，對(duì)施工用的道路以及吊裝用的場(chǎng)地進(jìn)行修整和清理，保證施工的順暢進(jìn)行。

3.2 設(shè)備拆除安全要求

（1）拆除前，施工人員應(yīng)認(rèn)真研究設(shè)計(jì)施工圖紙、清楚拆除施工方法以及拆除過(guò)程中的技術(shù)要求。

（2）拆除過(guò)程中大型或重要設(shè)備的吊裝，應(yīng)有專人（起重工）進(jìn)行嚴(yán)格的力學(xué)計(jì)算后方可進(jìn)行吊裝。

（3）拆除施工中，及時(shí)做好施工記錄；施工記錄應(yīng)真實(shí)、準(zhǔn)確、完整，手續(xù)齊全，做到施工記錄與工程施工同步。

（4）施工時(shí)，嚴(yán)禁野蠻的拆除施工。

（5）項(xiàng)目部設(shè)專職質(zhì)檢員，負(fù)責(zé)拆除施工質(zhì)量的檢測(cè)和監(jiān)督。施工班組設(shè)兼職質(zhì)檢員，進(jìn)行自檢和互檢。

（6）拆除過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)與項(xiàng)目部或建設(shè)單位協(xié)調(diào)處理、修改。

（7）拆除過(guò)程中統(tǒng)一指揮，服從安排，起重吊裝時(shí)應(yīng)由專人指揮，吊車司機(jī)、起重工均應(yīng)持證上崗。

（8）吊裝使用的鋼絲繩、滑輪、卡環(huán)等吊具在使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，符合要求方可使用。

3.3 墻體拆除施工安全注意事項(xiàng)

（1）墻體拆除必須在設(shè)備拆除完畢，場(chǎng)地清理完成后進(jìn)行，保證施工場(chǎng)地能搭設(shè)安全防護(hù)結(jié)構(gòu)。

（2）由架子工支搭防護(hù)、操作架，室內(nèi)場(chǎng)地應(yīng)平整，室外架底鋪設(shè)大板，保證架子底部平整堅(jiān)實(shí)，受力穩(wěn)定。

（3）拆墻施工時(shí)，施工人員必須戴好安全帽，在內(nèi)防護(hù)架上設(shè)豎向安全梯，上下架子必須走安全梯，嚴(yán)禁隨處攀行上架。在高于2 m的架上進(jìn)行拆除作業(yè)時(shí)，施工人員必須佩戴好安全帶。在確認(rèn)沒有其他人員在操作影響區(qū)域后，才能開始施工。

（4）施工用電由專業(yè)電工接線，保證供電線路完好，每天施工完畢由專人切斷電源。

3.4 施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)與文明施工

（1）根據(jù)施工特點(diǎn)，由專人負(fù)責(zé)環(huán)境保護(hù)。

（2）施工垃圾和生活垃圾分類存放。施工垃圾集中堆放，覆蓋防止揚(yáng)塵，每天施工完畢后清運(yùn)出場(chǎng)。

（3）運(yùn)輸車輛保持清潔，嚴(yán)禁將泥土帶入廠區(qū)。

（4）拆開設(shè)備內(nèi)的泥水要隨時(shí)沖洗，在室外清理時(shí)，將污物隨時(shí)清走。

（5）每天施工結(jié)束后，將施工現(xiàn)場(chǎng)清理干凈，保持衛(wèi)生整潔。