基于EPC模式下廠區(qū)道路雨污水設施空間優(yōu)化配置研究

周偉

【摘要】雨污水設施主要負責污水、雨水的排放、污水的處理等，屬于廠區(qū)規(guī)劃的重點內容，在消除廠區(qū)環(huán)境污染，維持廠區(qū)穩(wěn)定與生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面具有積極作用。EPC模式（Engineering Procurement Construction）作為一種總承包模式，可以使整個工程項目設計與管理更加集成化，確保工程高效開展，因此該工程模式的應用越來越廣泛。工程項目建設過程中，工程組織與設計環(huán)節(jié)屬于重點內容之一，在組織與設計環(huán)節(jié)優(yōu)化配置空間利用，可以提升整體工程效益。雨污水設施屬于廠區(qū)道路工程中最為重要的設計內容，對其優(yōu)化配置進行探究，可以提升整體廠區(qū)道路工程質量。本文以白平大道雨污水設施空間優(yōu)化配置為例展開研究，希望可以為雨污水設施的優(yōu)化設計提供技術支持。

【關鍵詞】EPC模式;雨污水設施;廠區(qū)道路;優(yōu)化配置

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.046

設計工作是工程項目建設的初始階段，屬于EPC總承包模式下的重要環(huán)節(jié)，通過完美的設計，可以為后續(xù)采購、施工、安裝等工作提供科學依據(jù)，確保工程建設的經(jīng)濟性、可靠性及安全性，因此保證工程設計質量至關重要。道路雨污水設施直接影響到道路洪澇等情況的發(fā)生概率，對道路整體質量影響重大，且廠區(qū)道路占地面積較大，出于節(jié)省空間、提升道路質量等方面考慮，需要充分結合工程具體情況，對雨污水設施進行空間優(yōu)化設計。在雨污水設施空間優(yōu)化設計時，需要充分尊重相關設計原則，并充分分析廠區(qū)工程項目具體特點，貼合工程實際情況，保障雨污水設施空間配置質量。

1、 工程概況

白平大道道路為城市主干路，EPC模式，雙向四車道，紅線寬度40m，設計速度40km/h，呈南北走向，北起于橫一路，南延伸交多條道路，終點止于樁號 BP K4+675.78 處，道路全長 4675.78m。本次排水工程設計內容包括污水工程、雨水工程、污水處理工程、海綿設計等。該工程施工區(qū)域處于北回歸線以南低緯度地區(qū)，境內受東亞季風環(huán)流控制，夏季臺風暴雨多，冬季少雨，偶有低溫霜凍，無霜期長，夏長冬短，總降水量約 1400mm/年。境內地表水有九洲江、南流江、郁江等水系，大小河流眾多，總集雨面積為 3.836×109㎡，年平均總徑流量為 32.69×108m3，對道路雨、污排水工程質量要求較高。

2、 廠區(qū)道路雨污水工程設計

2.1 排水設計原則

為保證該工程項目雨污水工程整體質量，結合項目所處區(qū)域全面降雨情況，按照如下設計原則進行雨污水工程設計：（1）雨水管鋪設。在雨水管鋪設上，需要充分結合道路情況，于道路紅線范圍內進行雨水管敷設，遵循低水地排、高水高排原則考慮雨水排水問題，并就近排入雨水管（渠）或現(xiàn)有水體中。工程設計中，控制雨水管道起點埋深在2.5m左右。（2）污水與雨水管設計。在雨水管與污水管設計中，應盡量減少污水提升泵站建設數(shù)量，按滿流設計雨水管，按照非滿流設計污水管。（3）本工程雨、污水管道匯水面積設計，以規(guī)劃用地性質、現(xiàn)有規(guī)劃路網(wǎng)及現(xiàn)狀為依據(jù)進行劃分。（4）污水管沿規(guī)劃道路敷設。分區(qū)集中污水后，通過污水管將污水排入處理場，管道鋪設在道路紅線范圍以內[1]。充分利用地形高差進行污水排水設計，盡量使用重力流排水，污水管道起點埋深在3.0m左右。（5）排水管設計上參照《廣西玉林白平產業(yè)園一期控制性詳細規(guī)劃》，確定雨污水管道橫斷面位置圖等。

2.2 排水現(xiàn)狀及初步排水規(guī)劃

本項目屬于新規(guī)劃片區(qū)，位于白平產業(yè)園，道路兩側以林地、水田為主，沿線不涉及其他現(xiàn)狀排水管涵設施，采用明溝排水方式將雨水排入附近溝渠，最終排入附近水系?？紤]到該區(qū)域當前無生產廢水、生活廢水，零星排放的污水依地勢隨雨水散排。結合本工程實際情況，初步設計污水規(guī)劃、道路排水規(guī)劃如下：（1）污水規(guī)劃。白平大道污水規(guī)劃分段收集排放，污水管采用重力流，自北向南經(jīng)規(guī)劃線路，最終排入下游水管網(wǎng)系統(tǒng);（2）道路排水規(guī)劃。雨水規(guī)劃中分段收集排放，自北向南排入北側規(guī)劃河道，最終排入下游規(guī)劃雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。

2.3 排水工程設計

按照相關規(guī)范，結合本工程具體特點，采用雨、污水分流制，雨、污水管道均分布在道路雙側。結合GB50289-2016《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》要求及各種管線功能，均優(yōu)先布置雨水管道，輔道下盡可能避免水管穿越主干道的情況，道路紅線寬度設計為40m，道路雙側非機動車道下布置雨、污水管，距中心線12.5m，污水管距離道路中心線14.5m。

2.3.1 雨水工程設計

結合本工程道路工程標準橫斷面特點與路幅，采用雙側布置雨水管方式，距道路中心線12.5m布置雨水管，按照120m/個設置檢查井，管頂平接方式進行井內管道連接，各相交路口、沿線適當預留支管，雨水管徑選擇d600～d2200，水管埋深2.0m～5.3m，分段收集排放，最終排入下游規(guī)劃雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。為盡快將路面雨水排出，按照45m/組設計雙篦雨水口，就近排往雨水檢查井[2]。雨水口設置在各相交路口，調整設置最低點，靠近道路縱坡變坡點的雨水口須調整至縱坡最低點樁號位置。采用C15低標號混凝土回填雨水口周邊0.5m范圍，壓實度以路基設計標準為準，平口管雨水口連接管采用Ⅱ級鋼筋混凝土，連接管管徑為d300，坡度為0.02。

2.3.2 污水工程設計

根據(jù)道路標準橫斷面設計特點與路幅寬度，污水管布置于道路雙側，距離人行道路緣石1.5m，檢查井設置方式同雨水工程。同時也根據(jù)沿線及各相交路口情況，預留支管，方便周邊污水接入。污水管徑為DN300～DN400，埋深3.0m～7.2m，分兩段收集排放，最終排入下游規(guī)劃污水管網(wǎng)系統(tǒng)。

3、 基于EPC模式下的廠區(qū)道路雨污水設施空間優(yōu)化配置策略

該工程建設過程中，考慮到工程排水設施的重要性，結合工程模式特點，在施工前，對雨污水設施空間進行優(yōu)化配置，從提高雨污水收集與排水效率角度出發(fā)，運用檢查井、一體化污水提升泵站、管材優(yōu)化配置、防墜網(wǎng)、海綿等設計，完善該工程排水設計，提升整體雨污水排除與處理效率。

3.1 檢查井設計

結合本工程實際特點，設置雨水檢查井及相關輻射設施。雨水檢查井設計采用混凝土結構。根據(jù)檢查井蓋所處位置不同，設置井蓋高度，以滿足實際使用需求，并確保其美觀性，提升整體排水工程綜合效益。當檢查井蓋處于人行道路、道路范圍內時，井蓋頂面同路面持平，當井蓋處于綠化帶范圍內時，頂面高出原地面0.20m。為確保檢查井質量，施工時洞口防護應堅固、到位。排水檢查井采用先路基回填后開挖施工檢查工序，待檢查井建設完畢后，進行排水檢查。同時在檢查井設計上，為了滿足后續(xù)使用需求與安全性，所有檢查井井口位置設置防墜網(wǎng)，井座與井蓋使用復合材料，將爬梯設置于井內，并避免爬梯出現(xiàn)生銹腐蝕等情況，確保檢查井整體質量。

3.2 一體化污水提升泵站設計

該工程在整體設計中，盡可能借助地勢特點進行污水管道與雨水管道設計，以減少污水提升泵的使用，但整個過程中出于對地勢發(fā)展及未來居民區(qū)發(fā)展等角度考慮，設計一體化污水提升泵站，以便提升整體污水處理效率及道路排水工程整體效益，以實現(xiàn)雨污設施空間的優(yōu)化配置。之所以選擇一體化預制泵站，是因為其與傳統(tǒng)混凝土泵站相比優(yōu)勢較為明顯，提升泵站方式系統(tǒng)集成化程度較高，較之傳統(tǒng)泵站占地面積更小，施工量也較小，可廣泛應用于綠化帶、室外、道路等場所;還可以通過智能化泵站系統(tǒng)進行遠程控制，實現(xiàn)無人值守，節(jié)省后期運維所需要成本;采用CFD模擬設計實現(xiàn)自清潔底部功能，最大程度避免了臭氣對泵站產生影響，節(jié)省了安裝除臭裝置所需要的資金;配合水泵的抗阻塞性能，泵站坑底集中，集水坑內不會出現(xiàn)淤泥沉積。在污水提升泵選址上，需要滿足以下幾點要求：（1）為盡可能節(jié)省空間，提升空間利用率，一體化污水提升泵站靠近排水系統(tǒng)需要提升的受納管道和管段;（2）選擇地勢較低點，以便減少管道埋深和泵站挖深，確保一體化污水提升泵站符合整體排水工程設計要求。結合 GB50014-2006《室外排水設計規(guī)范》，根據(jù)本工程實際情況確定新建污水提升泵2座。

3.3 管材優(yōu)化配置

整個工程建設過程中，管道工程占地面積大，耗資大，為提升整體雨污排水設施空間優(yōu)化配置，對本工程所需要的管材進行優(yōu)選，在滿足工程實際要求的情況下，選擇更有利于整體排水工程需求的管道。該工程要求所用板材滿足以下要求：排水管渠必須具有足夠的強度;必須不透水;耐磨損、耐腐蝕;排水管渠內壁整齊光滑，盡量減小水流阻力;排水管渠盡量就地取材，考慮快速施工需求，降低施工與運輸費用等。結合本工程實際情況，以及市場上當前現(xiàn)有的多種管材，從管材性能、使用運輸及施工成本等角度對鋼筋混凝土管、金屬管、塑料管等多種材質管材進行比對分析。結合不同工程，對管材需求有較大差異，從工程整體效益出發(fā)，最終雨水管道管材選用推薦鋼筋混凝土排水管，重力流污水管道推薦選用HDPE雙壁波紋管，壓力污水管推薦選用聚乙烯PE100管。

3.4 防墜網(wǎng)設計

該工程在道路雨污水設施空間優(yōu)化配置上，需要安裝檢查井、閥門井等設施，考慮到這些設施井口位置存在一定安全隱患，為避免車輛或行人出現(xiàn)墜井情況，選擇安裝防墜網(wǎng)。參照同步設計、施工、驗收等原則進行建設。考慮到防墜網(wǎng)所處位置的特殊性，為延長其使用壽命，選擇高強度聚乙烯防腐耐潮材料，3股及以上單繩制成網(wǎng)繩，網(wǎng)體由直徑8mm的網(wǎng)繩組成，單繩拉力在1600N及以上，防墜網(wǎng)直徑為600-800mm，網(wǎng)目邊長為10cm及以下，承重300kg及以上。網(wǎng)繩斷裂強力≥3000N，耐沖擊網(wǎng)繩不斷裂≥500J[3]。整個設計過程中，使用的掛鉤螺栓為304不銹鋼材質，螺桿直徑8mm，長度≥125mm，前端帶掛鉤。在防墜網(wǎng)掛鉤螺栓安裝上，需要控制在距井蓋25cm深處8個井筒壁膨脹螺栓空位，順著圓周均分在同一水平，鉆孔至適合膨脹螺栓深度，并對孔洞進行清理后，將膨脹螺栓插入。待膨脹螺栓處理完畢后，對膨脹螺栓做防腐處理，螺栓桿與膨脹螺栓鉤縫隙小于1.0cm，掛鉤空隙1.0cm，擰緊并確定固定良好后，將防墜網(wǎng)懸掛。防墜網(wǎng)安裝完畢后，要定期對其進行檢查，以確保防墜網(wǎng)固定良好，可正常使用。

3.5 海綿設計

本工程設計中，結合道路橫斷面布置情況，引入海綿城市新型設計理念，使用人行道透水磚鋪、人行道生物滯留帶等設計作為“海綿”結構，在提升雨水整體利用率，提升道路排水工程質量的同時，保護生態(tài)環(huán)境。采用“海綿”結構設計，可以充分發(fā)揮其調蓄和凈化徑流雨水作用。整個工程設計與施工嚴格參照CJJ/T190《透水瀝青路面技術規(guī)程》、CJJ/T188《透水磚路面技術規(guī)程》等規(guī)范進行。同時從整體成本考慮，應在工程施工開始前進行整體優(yōu)化安排，并對所用設施成本進行預估核算，制定出科學系統(tǒng)的施工計劃，以指導后續(xù)施工順利推進。

3.6 結構整體空間優(yōu)化配置

該工程設計與施工中，涉及多種雨污水設施，為保證整體空間上不顯得擁擠，并保證整體排水工程質量，對各個雨污水設施位置與施工進行優(yōu)化。在雨污水設施位置上，從設計角度出發(fā)分析道路與雨污水相關設施之間的關系，參照相關標準對每個位置進行細化，盡可能避免各工程出現(xiàn)交叉等情況。同時在結構整體空間設計上，采用GPS定位技術、BIM技術等對道路雨污水設施空間進行整體分析，精準確定每一個設施具體所在位置，并制定與完善質量控制標準，保證施工與設計一致[4]。除了設計與施工外，在廠區(qū)道路雨污水設施后續(xù)維護方面也不可以忽視，根據(jù)雨污設施使用情況，采取定期不定期檢修等方式，進行維修，確保各項雨污水設施能夠正常使用。

3.7雨水排水模式優(yōu)化

在廠區(qū)雨水排水模式優(yōu)化上，充分利用地勢坡度，將雨水排入河道，要求河面防洪標高在排水口的位置做標記，以便于全面掌握雨水排水情況，充分結合廠區(qū)情況。在雨水管網(wǎng)分區(qū)設計上，根據(jù)地形和河流情況，分散集水、低水低排、就近排放等，將白平大道道路同周圍廠區(qū)綜合設計，優(yōu)化設計雨水分區(qū)6個，設置在道路兩側、河岸兩側等進行設計，盡可能將區(qū)域雨水通過設置的排水口排出，詳見雨水系統(tǒng)分區(qū)圖（見圖1）。將道路臨近廠區(qū)雨水匯總區(qū)域分為6個區(qū)域，最終將匯入道路雨污排水管道之中，最終將雨污水盡可能匯總到污水處理區(qū)域，確保污水可以及時得到處理，在滿足相應標準后排出。

道路兩側、雨污水匯總區(qū)域污水干管道設計上，充分結合區(qū)域特點，根據(jù)污水情況，適當選擇相應的污水管道管徑。主干管敷設在白平大道道路兩側，通過主干管輸送污水至污水處理廠，污水管道管徑從300mm逐漸增大到800mm，具體管網(wǎng)設計見圖2。一共設計污水主干管6條，每條主干管管徑不同，盡可能貼合廠區(qū)需求，在節(jié)約材料的同時，滿足廠區(qū)雨污水設施使用需求。（1）污水1號主干管，設置其管徑 d=300mm，約3.765km長，自大廠路東端開始，沿著橫穿路線不斷由東向西敷設至主干管;（2）污水2號主干管，設置其管徑 d=300mm，約2.115km長，長門街東端起點，沿長門街由東向西敷設至主干管。（3）污水3號主干管，設置其管徑 d=300mm～400mm，約2.548km長，向陽路東端起點，沿向陽路由東向西敷設至主干管。（4）污水4號主干管，設置其管徑 d=300mm，約1.568km長，文姬路與北環(huán)路交叉口起點，沿北環(huán)路由東向西敷設至主干管。（5）污水5號主干管，設置其管徑d=300mm，約1.785km長，青羊路東端起點，沿青羊路及青灞路由東向西敷設至主干管。（6）污水6號主干管，設置其管徑d=300mm，約2.124km長，溫泉路東端起點，沿溫泉路由東北向西南敷設至主干管。

結束語：

綜上所述，基于EPC模式下的廠區(qū)道路排水工程設計，需要充分結合工程實際情況，在雨水工程設計、污水工程設計方面參照相關國家與行業(yè)標準，以全面提升整體排水工程質量。另外，為實現(xiàn)道路雨污水設施的優(yōu)化配置，在雨污水設施使用與設計上，可以結合道路排水工程需求，采用檢查井設計、一體化污水提升泵站設計、管材優(yōu)化配置、防墜網(wǎng)設計、海綿設計、雨水排水模式優(yōu)化等進行結構整體化空間優(yōu)化，全面提升工程質量，滿足實際使用需求。

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