老城區(qū)雨污分流改造難題與解決對(duì)策探討

□文/王繼紅

新中國成立初期至20 世紀(jì)90 年代，我國城市排水管網(wǎng)建設(shè)多以合流制為主，隨著城市化進(jìn)程的日益加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)張，合流制排水方式逐漸顯露弊端，難以滿足資源環(huán)境可持續(xù)化發(fā)展的需要。實(shí)踐證明，城市排水管網(wǎng)雨污分流改造是提高城市雨水收集利用、防治城市內(nèi)澇、減少受納水體環(huán)境污染、降低污水處理設(shè)施運(yùn)行壓力的有效措施。

2016年，山西省人民政府要求，至2020年全省設(shè)市城市改造完成現(xiàn)狀合流制管網(wǎng)的60%[1]。目前看來雨污分流改造工程總體進(jìn)展緩慢；主要是因?yàn)楝F(xiàn)狀合流管網(wǎng)處于老城區(qū)，改造過程存在許多難題，亟待解決。本文以運(yùn)城市老城區(qū)雨污分流改造為例，提出解決對(duì)策。

1 運(yùn)城市老城區(qū)排水管網(wǎng)概況

運(yùn)城市位于山西省西南部，2000 年撤地設(shè)市，主城區(qū)2019年底常駐人口53萬，建成區(qū)面積81 km2，地勢(shì)由東北至西南傾斜，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，平均降水量573.3 mm/a。

主城區(qū)排水為雨污合流制與分流制共存，2017年底已建成排水管網(wǎng)287.45 km，其中合流制管網(wǎng)83.31 km，主要集中在老城區(qū)，匯水面積約16.75 km2。

2 改造過程存在的難題

管網(wǎng)改造技術(shù)層面，存在專項(xiàng)規(guī)劃和改造方案編制滯后問題，對(duì)市政管線和建筑小區(qū)原有管網(wǎng)、管材、管徑、介質(zhì)的調(diào)查評(píng)估結(jié)果與實(shí)際狀況存在較大偏差，對(duì)改造片區(qū)內(nèi)外銜接處理方面缺少總體方案指導(dǎo)，建筑小區(qū)內(nèi)管網(wǎng)改造不徹底或改造后仍然存在支管與干管以及與市政排水管網(wǎng)混接問題；項(xiàng)目資金籌措方面，存在資金短缺和到位不及時(shí)問題；項(xiàng)目建設(shè)時(shí)序統(tǒng)籌方面，管網(wǎng)上下游不同管段由于建設(shè)時(shí)序安排不當(dāng)，造成排水管網(wǎng)已經(jīng)雨污分流又形成合流系統(tǒng)的混流；管理協(xié)調(diào)方面，存在因項(xiàng)目征拆影響不能及時(shí)提供排水管位問題；施工組織方面，存在工程進(jìn)度受到改造現(xiàn)場其他市政管線復(fù)雜情況影響、雨季天氣影響、居民生活和交通出行相互干擾的問題。

本文主要針對(duì)技術(shù)層面問題進(jìn)行研究，對(duì)其他問題不作過多討論。

3 改造技術(shù)路徑和關(guān)鍵環(huán)節(jié)

3.1 指導(dǎo)思想

通過對(duì)老城區(qū)現(xiàn)狀排水設(shè)施的調(diào)查摸底、分析研究、綜合評(píng)定，結(jié)合老城區(qū)市政道路、建筑小區(qū)布局等實(shí)際情況，以堅(jiān)持銜接相關(guān)城市建設(shè)規(guī)劃、合理安排近遠(yuǎn)期工程建設(shè)時(shí)序、切實(shí)提高財(cái)政投資效益為原則，以節(jié)水減排、綠色低碳、循環(huán)發(fā)展為理念，運(yùn)用符合老城區(qū)實(shí)際情況的規(guī)劃理論和科學(xué)方法，對(duì)雨污分流改造計(jì)劃進(jìn)行研究分析和綜合評(píng)估，制定出一套可操作性強(qiáng)，與現(xiàn)有排水設(shè)施銜接性好的雨污水分流改造方案。

3.2 現(xiàn)狀排水設(shè)施調(diào)查摸底

雨污分流改造設(shè)計(jì)最基本的要求是對(duì)改造范圍內(nèi)所有的排水設(shè)施及系統(tǒng)進(jìn)行全面準(zhǔn)確的評(píng)估，然后提出工程設(shè)計(jì)方案和保障措施。對(duì)現(xiàn)狀管線系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確細(xì)致的摸底調(diào)查，是進(jìn)行雨污分流改造方案分析和評(píng)估的前提條件。

1）注重對(duì)建筑小區(qū)室外排水系統(tǒng)調(diào)查摸底，結(jié)合建筑屋面雨水與室內(nèi)排水系統(tǒng)安裝情況，對(duì)現(xiàn)有管道位置、排水類別進(jìn)行現(xiàn)場測量、調(diào)查摸底和鑒別。

2）注重對(duì)老城區(qū)市政管線綜合情況系統(tǒng)調(diào)查摸底，結(jié)合道路級(jí)別、路面布局情況和沿街單位小區(qū)出入口情況，按擬改造或新建排水管網(wǎng)走向和分布情況，適當(dāng)擴(kuò)大調(diào)查范圍，對(duì)現(xiàn)狀全部管線進(jìn)行綜合探測。

3）注重對(duì)現(xiàn)有雨污管道進(jìn)行聲吶檢測、CCTV 內(nèi)窺鏡檢查，摸清現(xiàn)狀排水管道破損和堵塞情況，對(duì)管道系統(tǒng)過水能力進(jìn)行評(píng)估鑒定，確保計(jì)劃保留的管網(wǎng)系統(tǒng)嚴(yán)密不漏。

4）注重利用BIM 信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)場調(diào)查摸底的第一手資料進(jìn)行整理和核對(duì)。

3.3 方案分析

3.3.1 相關(guān)規(guī)劃

對(duì)老城區(qū)現(xiàn)狀排水管道斷面逐段驗(yàn)算，將滿足雨水排放標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀合流管道作為雨水管，新增污水干管系統(tǒng)，要求上游污水干管及各排水單位嚴(yán)格做到雨污分流，將下游污水干管連成系統(tǒng)后排入污水處理廠。對(duì)合流制管道管徑偏小不宜作為雨水管道的，則保留為污水管道，同時(shí)增加雨水管道，進(jìn)而做到雨污分流。

由于雨污排水管道是自重流，分流改造必須做到與其他市政管線的管位和高程之間不沖突。一般將排水管道布置在三塊板或兩塊板道路斷面的非機(jī)動(dòng)車道下，一塊板道路斷面的機(jī)動(dòng)車道下邊緣。根據(jù)道路寬度的不同，確定不同污水管道布置形式，一般當(dāng)寬度＜40 m時(shí)，在道路一側(cè)布置；當(dāng)寬度＞40 m時(shí)，可在道路雙側(cè)布置。若個(gè)別路段由于現(xiàn)狀其他市政管線存在，污水管道缺乏管位時(shí)，可在道路一側(cè)布置污水干管，摸清對(duì)側(cè)污水排放現(xiàn)狀，有組織地統(tǒng)一收集后，再間隔一定距離通過頂管與污水干管連接。

管道連接采用管頂平接或水面平接，不允許下游管道的管底高于上游管道的管底，避免上游管道內(nèi)形成回水造成淤積。

當(dāng)新增排水管道與其他市政管線高程沖突時(shí)，按照管線綜合規(guī)劃，以其他市政管線避讓排水管線為原則進(jìn)行必要的調(diào)整。當(dāng)雨水管與污水管高程沖突時(shí)，綜合考慮挖深及施工安全因素，一般挖深不宜超過6 m，當(dāng)挖深過大時(shí)，在滿足過水流量的前提下，雨水宜做倒虹吸，確保污水管道高程滿足要求。

結(jié)合老城區(qū)海綿城市建設(shè)要求，局部新建雨水管道應(yīng)利用地形，結(jié)合海綿城市建設(shè)設(shè)施，做到就近分散排放，管道淺置?？衫酶黝惡＞d設(shè)施，如透水鋪裝路面、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施，改變地面徑流條件，增加降雨滲透作用，減少地面徑流量，減緩雨水管道向受納水體直排的高程、流量和壓力，為雨污分流方案實(shí)施創(chuàng)造條件。為進(jìn)一步控制面源和點(diǎn)源污染、保護(hù)水環(huán)境、促進(jìn)水資源持續(xù)利用，應(yīng)因地制宜地實(shí)施截流式分流制排水系統(tǒng)，減少流入雨水管網(wǎng)的初期雨水量。

3.3.2 排水分區(qū)原則

一是深入研究現(xiàn)狀排水系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有管網(wǎng)；二是充分利用地形和受納水體，順勢(shì)排水，力求減少中途泵站的數(shù)量；三是高水高排，低水低排，避免易于排水的地段與低洼區(qū)分在同一排水分區(qū)。

3.3.3 管道設(shè)計(jì)基本參數(shù)校核

1）污水管道?？山Y(jié)合片區(qū)內(nèi)管網(wǎng)實(shí)際使用情況，考慮管道堵塞、混接等不利因素，為遠(yuǎn)景發(fā)展預(yù)留管道空間，綜合確定生活居住、公共服務(wù)設(shè)施及市政公用設(shè)施用地的污水排放面積比流量和污水設(shè)計(jì)流量。管道設(shè)計(jì)最大充滿度控制在0.5～0.75，流速控制在0.6～5 m/s，污水管道最小覆土1 m，管道的最大埋深控制在6 m左右。

2）雨水管道?？砂凑者\(yùn)城市暴雨強(qiáng)度公式，確定管段匯水面積、綜合徑流系數(shù)、管材粗糙系數(shù)、校核管段雨水設(shè)計(jì)流量、管道流速等水力計(jì)算參數(shù)。

3.3.4 管道斷面形式及材質(zhì)選擇

原則上采用圓形斷面，污水管道或雨水支管一般選擇鋼帶增強(qiáng)型、高密度聚乙烯雙壁波紋管，雨水干管斷面＞800 mm 時(shí)可采用預(yù)制鋼筋混凝土管或鋼筋混凝土箱涵。

3.4 關(guān)鍵環(huán)節(jié)

3.4.1 建筑小區(qū)雨污分流改造

建筑小區(qū)污水管道必須改造成封閉式系統(tǒng)，杜絕與路面雨水口連接。雨水系統(tǒng)包括建筑屋面和地面（道路、廣場、綠化用地等）雨水收集排放系統(tǒng)，而建筑屋面雨水收集和排放是小區(qū)雨污分流工作的重點(diǎn)，可結(jié)合小區(qū)環(huán)境綜合治理和建筑物立面整治或節(jié)能改造機(jī)會(huì)，更換屋面落水立管，做到與室外地面雨水收集或排放管道系統(tǒng)連接[2]。逐段排查小區(qū)雨污排水管道，改造室內(nèi)外雨污混接、錯(cuò)接節(jié)點(diǎn)，嚴(yán)防室內(nèi)污水直接排入雨水管道，要將陽臺(tái)洗衣機(jī)排水管改造后進(jìn)入室外污水檢查井，在小區(qū)沿街門面商戶飯店排水管隔油沉淀檢查井前設(shè)置泔水池，對(duì)泔水直接向街面雨水口傾倒行為進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。建筑小區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng)改造完成后，應(yīng)確保排出管對(duì)應(yīng)接入市政管網(wǎng)。

占地面積不超過1 hm2的老舊小區(qū)，應(yīng)結(jié)合海綿城市改造要求，采用雨水走地表、污水進(jìn)管道的雨污分流改造方式，用淺型地表排水槽代替?zhèn)鹘y(tǒng)雨水管溝或管涵，解決老舊小區(qū)雨污分流，管位難以落實(shí)的問題，同時(shí)大幅降低路面開挖與恢復(fù)的工程量[3]。

占地面積較大的建筑小區(qū)，可對(duì)原有散水明溝用石屑進(jìn)行填埋壓實(shí)，設(shè)置具有一定排水坡度的散水坡和一定數(shù)量的雨水進(jìn)水井，代替散水明溝實(shí)現(xiàn)收集和排放雨水功能[4]，解決排水不暢問題；可加設(shè)埋地出戶橫管，把排入散水明溝的原有排水立管逐一對(duì)應(yīng)接入雨污井內(nèi)。

3.4.2 小街小巷雨污分流改造

建筑密集、巷道狹窄、地下構(gòu)筑物較多地段，盡量維持原有排水系統(tǒng)，因地制宜改善排水條件，可對(duì)原有排水系統(tǒng)全面疏通和清淤，將現(xiàn)有排水管道接入市政污水管道。房前屋后道路較寬，但不宜同時(shí)埋設(shè)雨污排水管涵時(shí)，可在散水邊緣設(shè)置弧形雨水淺槽和槽下埋設(shè)污水支管，既能滿足雨污分流改造要求，又可減少管溝和檢查井埋深[5]。

3.4.3 片區(qū)單元排水系統(tǒng)交界面連接改造

雨污分流改造工程通常劃分改造片區(qū)單元，受各種主觀或客觀條件限制，改造區(qū)域難免存在合流管段，導(dǎo)致排水管網(wǎng)系統(tǒng)一時(shí)不能全部實(shí)現(xiàn)雨污分流。特別是新老管網(wǎng)系統(tǒng)雨污混接后，將嚴(yán)重影響分流改造工作整體成效。因此，新老排水系統(tǒng)交界面正確連接不僅是一個(gè)管網(wǎng)改造期間需要妥善處理的技術(shù)問題，也是一個(gè)管網(wǎng)巡查整改期間需要面臨的實(shí)際問題。

具體處理措施：若新建雨污排水系統(tǒng)與原有排水系統(tǒng)均是雨污分流制，可直接對(duì)應(yīng)接入排水管網(wǎng)；若新老系統(tǒng)上下游之間存在合流制管段，則應(yīng)在系統(tǒng)合流制管段交界面設(shè)置截流式溢流井。

4 結(jié)語

老城區(qū)雨污分流改造難題客觀存在，嚴(yán)重制約城市雨污分流改造工作整體進(jìn)度，影響改造工作整體成效，阻礙黑臭水體治理、城市內(nèi)澇治理、雨水收集利用、增加污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷壓力；必須因地制宜研究對(duì)策、制定改造方案，結(jié)合城市建設(shè)其他項(xiàng)目、有計(jì)劃分批次地予以實(shí)施，同時(shí)加強(qiáng)排水設(shè)施運(yùn)行管理，切實(shí)保障雨污分流改造工作提質(zhì)增效。