某工業(yè)園污水管長距離輸水可行性研究方案探討

王濤

（湖北省城建設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430051）

1 工程概況

1.1 項目區(qū)位

石首市沿江產(chǎn)業(yè)園（圖1），位于長江南岸，規(guī)劃面積約57.0km2，下設(shè)張城垸工業(yè)園、新洲工業(yè)園和東升工業(yè)園三個園區(qū)。現(xiàn)狀部分區(qū)域已開發(fā)，主要位于張城垸工業(yè)園內(nèi)。

1.2 污水設(shè)施現(xiàn)狀概況

沿江產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)目前僅有楚天大道一條現(xiàn)狀城市道路，從現(xiàn)狀張城垸工業(yè)園內(nèi)起往東至終點(diǎn)規(guī)劃經(jīng)八路，總長約14.50km，在規(guī)劃經(jīng)三路至規(guī)劃經(jīng)五路路段內(nèi)北側(cè)敷設(shè)有一段污水管，服務(wù)于該路段上的一家企業(yè)，排至產(chǎn)業(yè)園污水處理廠，其余路段暫無現(xiàn)狀污水管。

圖1 沿江產(chǎn)業(yè)園區(qū)位圖

現(xiàn)狀沿江產(chǎn)業(yè)園污水處理廠位于東升園區(qū)規(guī)劃經(jīng)三路東側(cè)，近期（2016～2020年）處理規(guī)模5000m3/d，中期（2021～2030年）規(guī)劃處理規(guī)模15000m3/d，遠(yuǎn)期（2031～2045年）規(guī)劃處理規(guī)模30000m3/d，主要服務(wù)東升工業(yè)園和新洲工業(yè)園兩個園區(qū)。

1.3 工程范圍及內(nèi)容

隨著產(chǎn)業(yè)園的不斷發(fā)展建設(shè)，一些企業(yè)相繼入駐，配套污水收集管網(wǎng)亟待完善建設(shè)。依據(jù)項目建設(shè)單位委托書，本工程污水收集的范圍為楚天大道自規(guī)劃楚一路至規(guī)劃6號路（現(xiàn)狀新洲社區(qū)附近）范圍內(nèi)兩側(cè)地塊區(qū)域，地塊面積約90公頃，不考慮楚天大道自規(guī)劃6號路至現(xiàn)狀沿江產(chǎn)業(yè)園污水處理廠（規(guī)劃經(jīng)三路東側(cè)）沿線地塊（圖2）。

圖2 污水收集范圍示意圖

2 工程總體方案

2.1 污水收集輸送方式

本項目范圍內(nèi)地塊污水，由管道收集后沿著現(xiàn)狀楚天大道向東輸送至位于東升園區(qū)的沿江產(chǎn)業(yè)園污水廠。

自規(guī)劃楚一路至沿江產(chǎn)業(yè)園污水廠，路線總長度約10.7km。依據(jù)現(xiàn)狀道路測量地形圖，并結(jié)合現(xiàn)狀實(shí)地踏勘，現(xiàn)狀楚天大道總體較為平坦。規(guī)劃楚一路至規(guī)劃12號路這段長度約6.6km范圍內(nèi),一般路段（除張城垸外堤上路兩側(cè)各100m路段）道路高程為34.2～36.0m，張城垸外堤上路兩側(cè)各100m范圍路段道路高程為35.6～37.6m；規(guī)劃12號路至沿江產(chǎn)業(yè)園污水廠這段長度約4.1km范圍內(nèi),道路高程為32.4～34.0m。

污水管輸水距離較長，且現(xiàn)狀道路總體平坦、地下水位較高，若污水管全程采用重力流方式鋪設(shè)，隨著長度的延伸，埋深也相對越來越大，達(dá)到一定的深度后，為避免對施工以及后期的維護(hù)產(chǎn)生不便，需設(shè)置中途提升泵站。依據(jù)設(shè)計規(guī)范并結(jié)合本項目實(shí)際情況，針對污水收集輸送方式，提出兩種方案進(jìn)行比選：①重力流+中途提升泵站；②重力流+壓力流。

（1）方案一：重力流+中途提升泵站。在項目污水收集區(qū)域內(nèi)以及至沿江產(chǎn)業(yè)園污水廠范圍內(nèi)，污水管均采用重力流方式。根據(jù)現(xiàn)狀道路地形高程并結(jié)合污水管起端一般埋深，污水管在規(guī)劃6號路處埋深已約為4.5m，隨著向下游延伸，埋深也基本繼續(xù)增大，下游至污水廠距離還有約9.3km，綜合現(xiàn)狀道路地形、污水管坡度、埋深及現(xiàn)狀地質(zhì)條件等條件，全程需設(shè)置3座中途提升泵站（圖3）。

圖3 方案一系統(tǒng)示意圖

（2）方案二：重力流+壓力流。在項目污水收集區(qū)域內(nèi)，即自規(guī)劃楚一路至規(guī)劃6號路，該段長度約1.40km的范圍內(nèi)，污水管采用重力流方式，以便于道路兩側(cè)地塊污水的收集；自規(guī)劃6號路至下游沿江產(chǎn)業(yè)園污水廠，該段長度約9.30km的范圍內(nèi)，因不考慮道路兩側(cè)地塊污水的收集且污水管在規(guī)劃6號路處埋深已較大（約4.5m），污水管采用壓力流方式（圖4）。

圖4 方案二系統(tǒng)示意圖

（3）輸送方式比選。上述兩個方案中，由于在項目污水收集區(qū)域范圍內(nèi)均采用重力流，故僅對自規(guī)劃6號路至下游終點(diǎn)污水廠范圍內(nèi)的污水輸送方式進(jìn)行比較。

通過表1綜合比較，結(jié)合本項目實(shí)際情況，本工程污水管輸送方式采用方案二。根據(jù)現(xiàn)狀楚天大道兩側(cè)管線的埋設(shè)情況，污水管鋪設(shè)在道路南側(cè)。

2.2 污水提升泵站

目前，工程中常用的污水泵站主要有傳統(tǒng)的鋼筋混凝土和新型的一體化成品預(yù)制兩種形式。兩種形式的泵站比較如表2所示。

表1 方案一與方案二的比較

綜合比較，本工程采用一體化成品預(yù)制污水泵站。

泵站埋設(shè)于規(guī)劃6號路與現(xiàn)狀楚天大道交叉口西南側(cè)，即現(xiàn)狀新洲社區(qū)村莊水泥路西側(cè)農(nóng)田地頭，無拆遷，電力設(shè)施通達(dá)，條件良好（圖5和圖6）。

2.3 管材的選用

本工程污水管收集工業(yè)園區(qū)污水，需要較強(qiáng)的耐腐蝕性，且污水管徑不大，重力管管徑為DN500，壓力管管徑為DN350，綜合比較常用的管材，選用塑料管材。重力流采用增強(qiáng)聚乙烯（HDPE）纏繞管，柔性橡膠圈接口，壓力流一般路段采用聚乙烯（PE）實(shí)壁管，熱熔連接。

2.4 附屬構(gòu)筑物

（1）檢查井。重力污水管檢查井采用抗?jié)B及耐腐蝕的混凝土檢查井，規(guī)格按照現(xiàn)行國標(biāo)圖集選擇，設(shè)置間距按照現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。壓力污水管上設(shè)置壓力檢查井。對于該類檢查井，現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范和國標(biāo)圖集并沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做法，參考建筑物內(nèi)部排水管檢查口及類似工程經(jīng)驗(yàn)，在污水管上安裝成品的法蘭三通配件，采用法蘭盲板密封，檢修時打開法蘭盲板即可，檢查井采用磚砌。關(guān)于設(shè)置間距，現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范并無規(guī)定，但若按照重力管道檢查井最大間距設(shè)置，則長度約9.30km壓力污水管壓力檢查井?dāng)?shù)量較多，系統(tǒng)運(yùn)行隱患大，參考給水管閥門井設(shè)置間距，直線段上兩個閥門井的間消火栓數(shù)量不宜超過5個，即按500m左右的間距設(shè)置。

表2 傳統(tǒng)污水泵站與一體化污水泵站比較

圖5 污水泵站站址衛(wèi)星圖

圖6 污水泵站站址實(shí)景圖

（2）排氣閥。為防止水錘對管道及水泵的影響，在壓力污水管的高點(diǎn)以及每間隔1000m處，設(shè)置用于排氣的井，井內(nèi)安裝復(fù)合式自動排氣閥。

（3）排空井。在管道的低點(diǎn)以及每隔一定距離處，設(shè)置排泥井，井內(nèi)設(shè)排泥閥，濕井內(nèi)的放空水可采用臨時移動泵抽排的方式外排。

2.5 壓力管過河

春風(fēng)渠寬度約28m，河底距路面約3.5m，現(xiàn)狀水深0.5m左右，無通航要求，參考類似工程做法，壓力污水管采用鋼管架空一跨過河，支墩采用漿砌塊石重力式結(jié)構(gòu)，埋設(shè)在兩側(cè)岸坡上。

3 結(jié)語

污水的長距離輸送，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要結(jié)合諸多實(shí)際條件，對傳統(tǒng)的重力流方式和壓力流方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多方面的綜合比較，以確定較安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行系統(tǒng)方案。