港口室外給排水設(shè)計(jì)思路

李春青， 胡成立

(1.湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北 武漢 4300511；2.湖北省港航管理局，湖北 武漢 430021)

0 引 言

在港口的設(shè)計(jì)中，為了應(yīng)對給水、排水等一系列問題，需要針對其給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在預(yù)定的使用壽命內(nèi)能夠最大限度地發(fā)揮其功效，保證港口工作的安全性和穩(wěn)定性。

1 給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 給水系統(tǒng)概述

給水系統(tǒng)是為人們的生活、生產(chǎn)、市政和消防提供用水設(shè)施的總稱，向各種不同類別的用戶供應(yīng)滿足不同需求的水量和水質(zhì)。碼頭給水系統(tǒng)是將水資源供給碼頭生活用水、生產(chǎn)用水、消防用水、船舶用水等方面，一般來說，給水系統(tǒng)的基本水源是市政給水管網(wǎng)，根據(jù)港區(qū)用途，采用不同的給水系統(tǒng)[1]。

1.2 給水量計(jì)算

港區(qū)用水包括生活用水、生產(chǎn)用水、環(huán)保用水、船舶用水、消防用水及未預(yù)見用水。碼頭設(shè)計(jì)用水量按最高日用水考慮，用水量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 212-2006)等有關(guān)規(guī)定計(jì)算[2]。

生活用水包含職工在班時(shí)的生活用水、淋浴用水、職工食堂用水和公共建筑用水等，根據(jù)港區(qū)情況計(jì)算生活用水量。如果是內(nèi)河旅游碼頭，需要增加客運(yùn)站用水量，按設(shè)計(jì)日出港人數(shù)計(jì)算。生產(chǎn)用水包含流動(dòng)機(jī)械、集裝箱、汽車、機(jī)修間等的沖洗水和港屬內(nèi)燃機(jī)車用水。環(huán)保用水包含散貨堆場噴灑、散貨裝卸作業(yè)降塵、綠化、道路噴灑等，根據(jù)港區(qū)類型計(jì)算用水量。消防用水量包括堆場及建筑物室外消防用水。

1.3 給水管網(wǎng)系統(tǒng)

給水管網(wǎng)系統(tǒng)由給水干管和支管、供水栓、消防栓、噴頭以及水表、閘閥等管件組成。

生產(chǎn)、生活給水管道布置成環(huán)狀或枝狀，各單體建筑物的生活用水接自港區(qū)生活給水管網(wǎng)。碼頭船舶給水管管線沿引橋或?qū)嶓w坡道布置，對于高樁碼頭，給水栓沿碼頭平臺前沿按不大于30 m間距設(shè)置；對于浮碼頭，給水栓設(shè)置在碼頭躉船上。

消防給水管網(wǎng)主干管環(huán)狀布置，局部采用枝狀布置，沿程室外消火栓布置間距不大于120 m，布置點(diǎn)距離道路邊緣不得大于2 m，消火栓采用干管或者支管安裝，閥門設(shè)置確保任意管段檢修時(shí)停用室外消火栓不超過5個(gè)。對于高樁碼頭，消火栓沿碼頭平臺后沿按不大于50 m間距設(shè)置；對于浮碼頭，躉船的消防由躉船設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

埋地給水管道采用開槽法施工。槽底如為未經(jīng)擾動(dòng)的原狀土層，基底只需鋪0.1 m厚的砂墊層；如為軟土地基，槽底又處于地下水位以下時(shí)，鋪墊一層沙礫或碎石，厚底不小于0.15 m，碎石粒為5～40 mm，上面再砂墊層，厚度不小于50 mm，墊層總厚度不小于200 mm。

根據(jù)港區(qū)不同的路面及堆場的承載力情況，埋深多為1.2～1.5 m；給水管道和污水、雨水管道交叉處給水管道應(yīng)上彎繞過，且不應(yīng)有接口重疊,最小垂直凈距0.4 m;當(dāng)給水管不能滿足凈距要求和必須敷設(shè)在下面時(shí)，交叉處應(yīng)采用鋼套管保護(hù)措施，鋼套管直徑比給水管直徑大二級，鋼套管伸出交叉管的長度，每端為3 m。給水管沿線應(yīng)按相關(guān)規(guī)定設(shè)置管道托架、吊架、支架等。給水支線管道采用可曲撓柔性接頭補(bǔ)償軸向變形。管道穿結(jié)構(gòu)梁、板處均預(yù)埋大二號無縫鋼套管，端頭縫隙處填塞瀝青油麻并用1∶2石棉水泥砂漿封口抹平。

1.4 給水管材選用

目前，給水管管材埋地部分大多采用鋼絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管(PE管)，電熱熔接口，承插連接，承插口管安裝應(yīng)將插口順?biāo)鞣较颍锌谀嫠鞣较?，由下游向上游依次安排；明裝部分多在前后方連接的架空引橋，采用內(nèi)外涂塑鋼管或其他方便施工及使用的金屬管道，卡箍式連接或螺紋連接。閥門等設(shè)備的連接采用法蘭連接。在寒冷的地區(qū)，需要采用聚氨酯泡沫制品保溫，保溫層厚度根據(jù)寒冷程度確定，南方多采用35 mm厚超細(xì)玻璃棉制品保溫，外包0.4～0.5 mm厚鋁合金薄板保護(hù)層。PE管和內(nèi)外涂塑鋼管無須其他防腐措施。引橋與浮躉、躉船連接處，給水管采用DN65或DN50鎧裝夾布軟管，扣式連接；或DN65或DN50金屬軟管，小口徑(小于等于DN50)一般采用絲扣和快速接頭連接，較大口徑(大于等于DN65)一般采用法蘭連接。

1.5 給水構(gòu)筑物

在路面上的給排水井構(gòu)筑物井蓋上表面應(yīng)同路面相平，無路面井蓋應(yīng)高出室外設(shè)計(jì)標(biāo)高50 mm，并應(yīng)在井口周圍以≮0.02的坡度向外做護(hù)坡。閥門井采用帶防丟失的連軸式井蓋座，塑鋼踏步，井蓋及支座均采用(ZQ)重型球墨鑄鐵。室外管道所有蝶閥閥體內(nèi)腔及閥瓣均采用襯膠防腐處理；所有閘閥均采用帶明顯啟閉標(biāo)志的鐵殼銅芯閥；止回閥采用全銅材質(zhì)；閥件公稱壓力除注明外均為1.0 MPa。

2 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 排水系統(tǒng)概述

排水系統(tǒng)是指排水的收集、輸送、水質(zhì)的處理和排放等設(shè)施以一定方式組合成的總體；用以除澇、防漬、防淹的各級排水溝(管)道及建筑物的總稱[3]。港區(qū)排水系統(tǒng)采用雨污分流制。

2.2 雨水排水系統(tǒng)

2.2.1 雨水量計(jì)算

根據(jù)項(xiàng)目所在地選取合適的暴雨強(qiáng)度公式，根據(jù)港區(qū)貨物的特點(diǎn)，選取重現(xiàn)期，一般是1～3年，根據(jù)降雨歷時(shí)公式確定其時(shí)間，一般是10～15 min，可以計(jì)算出港區(qū)的暴雨強(qiáng)度。根據(jù)港區(qū)的路面或堆場的地面種類，確定徑流系數(shù)，通過給定的道路、堆場面積，得到港區(qū)設(shè)計(jì)雨水流量。

2.2.2 雨水排水方式

對于件雜貨碼頭，碼頭平臺雨水可以考慮自流水體；后方陸域雨水直接排入市政雨水管網(wǎng)或是港區(qū)周圍其他可以接納其雨水的水體。對于堆有散貨的碼頭，需要對碼頭平臺的初期雨水進(jìn)行收集，在平臺下方布置雨水收集池，用泵提升到后方陸域；而后方陸域散貨堆場周圍設(shè)置排水溝，收集后經(jīng)沉淀，而后通過加藥處理回用，其他雨水則直接排入市政雨水管網(wǎng)或是港區(qū)周圍其他可以接納其雨水的水體。

2.3 生產(chǎn)廢水排水系統(tǒng)

港區(qū)生產(chǎn)廢水主要是流動(dòng)機(jī)械和機(jī)修間沖洗廢水，沖洗廢水中主要污染物質(zhì)為石油類和SS，調(diào)節(jié)隔油池可攔截污水中的大塊漂浮物并除去大分子油污，再經(jīng)過入油水分離器、混凝沉淀池、氣浮處理后進(jìn)入清水池，最后回用于流動(dòng)機(jī)械和機(jī)修間的沖洗，整個(gè)污水處理流程是利用氣浮工藝達(dá)到去除石油類效果。

2.4 生活污水排水系統(tǒng)

一般來說，港口陸域的生活污水處理是通過港區(qū)經(jīng)化糞池、隔油池初步處理后，排入市政污水管網(wǎng)。港區(qū)周圍沒有市政污水管網(wǎng)時(shí)，需要在港區(qū)布置生活污水處理站，設(shè)置調(diào)節(jié)隔油池、一體化生活污水處理設(shè)施、砂慮等，最后消毒，對生活污水進(jìn)行集中處理，處理后回用于綠化，噴灑港區(qū)道路等。

船舶和躉船生活污水通過躉船污水艙收集后，由設(shè)置在躉船的自吸排污泵提升到碼頭陸域，直接排到市政污水管網(wǎng)或者后方生活污水處理裝置處理。

2.5 煤污水排水系統(tǒng)

有的港區(qū)承擔(dān)著對煤炭的運(yùn)輸任務(wù)，此時(shí)就需要對港區(qū)產(chǎn)生的煤污水進(jìn)行收集處理。港區(qū)陸域煤炭堆場以及前方煤炭泊位的沖洗水和初期雨污水收集，然后排入煤污水沉淀池，再經(jīng)投藥混凝沉淀處理后，進(jìn)入蓄水池回用于堆場噴林、綠化或道路噴灑。

2.6 船舶油污水系統(tǒng)

船舶油污水經(jīng)油水凈化器預(yù)處理，含油量≤15 mg/L以下，同生活污水一并排入市政污水管網(wǎng)或者后方生活污水處理裝置。處理后的含油污水里的油由專用收集桶收集交有資質(zhì)的單位接收處理。

2.7 排水管網(wǎng)系統(tǒng)

陸域室外排水采用重力式排水，排水管均按設(shè)計(jì)坡度敷設(shè)，不得出現(xiàn)無坡、倒坡現(xiàn)象；采用管頂平接，局部管段需要避讓高程時(shí)，管底高程只能調(diào)整低于設(shè)計(jì)高程；排水管道與檢查井連接時(shí)設(shè)置過渡段，管道與檢查井的連接均采用1.5 m短管，承口對應(yīng)進(jìn)水方向，插口對應(yīng)出水方向，且檢查井室底板沿管長方向延伸0.5 m。排水管道采用開槽施工，溝槽槽底凈寬度按管外徑加0.6 m確定，開挖溝槽挖深超過1.5 m，槽底地下水位較高時(shí)，除采用密板支撐外，再采取井點(diǎn)降水處理；槽深小于1.5 m時(shí)，采用大開挖，邊坡為1∶1。

碼頭前方排水采用壓力排水方式，通過泵提升到碼頭陸域?qū)?yīng)的接收設(shè)施。排水管沿線按相關(guān)規(guī)定設(shè)置管道托架、支架等。排水管道采用可曲撓柔性接頭補(bǔ)償軸向變形。管道穿結(jié)構(gòu)梁、板處均預(yù)埋大二號無縫鋼套管，端頭縫隙處填塞瀝青油麻并用1∶2石棉水泥砂漿封口抹平。

2.8 排水管材選用

港區(qū)陸域埋地排水管一般選用鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管(HDPE)，承插口電熔焊接連接，溝槽基礎(chǔ)選用砂石料或最大粒徑小于40 mm的級配碎石。管道按一定的坡比進(jìn)行敷設(shè)，在管道交匯、轉(zhuǎn)彎、坡度改變以及相隔一定距離的管道段上設(shè)置檢查井，其間距根據(jù)管徑大小確定。

前方明裝排水管材選用襯塑復(fù)合鋼管(PVC-U)，卡箍連接，閥門與管道法蘭連接。明裝污水管先刷鐵防銹底漆兩道，再涂防腐面漆一道；保溫處理方法同明裝給水管道。

2.9 排水構(gòu)筑物

排水檢查井按有防地下水進(jìn)行施工，井四周開挖回填料采用內(nèi)摩擦角大于30度砂料；在路面上的排水井蓋上表面應(yīng)同路面相平，無路面井蓋應(yīng)高出室外設(shè)計(jì)標(biāo)高50 mm，并應(yīng)在井口周圍以≮0.02的坡度向外做護(hù)坡；排水井現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件必須保證表面平整、光滑、無蜂窩麻面；排水檢查井采用帶防丟失的連軸式井蓋座，塑鋼踏步，井蓋及支座均采用&700(ZQ)重型球墨鑄鐵。雨水口布置在一段路面的低洼處，與雨水井的連接管管徑為D300，坡度為1%。

3 結(jié)束語

港口給排水系統(tǒng)是碼頭的重要組成部分，不同用途的港口碼頭給排水設(shè)計(jì)有不同的特點(diǎn)，很多設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)要與其他專業(yè)協(xié)調(diào)配合，還應(yīng)到現(xiàn)場了解工程情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。結(jié)合港口碼頭本身特點(diǎn)及特殊要求，深入理解規(guī)范的要求，以保證設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、合理。