東莞市萬江街道截污次支管網(wǎng)工程設(shè)計

左洋

（廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

近年來，萬江街道地處粵港澳的經(jīng)濟走廊，鄰近珠江入?？?，確立了“工貿(mào)萬江，水岸新城”的發(fā)展目標(biāo)，大力發(fā)展內(nèi)外源經(jīng)濟，經(jīng)濟社會持續(xù)健康快速發(fā)展，成為東江河畔一顆耀眼的明珠。本項目為萬江街道截污次支管網(wǎng)工程，通過對該地區(qū)截污次支管網(wǎng)工程設(shè)計，有利于全省地表水質(zhì)達到環(huán)境功能要求，飲用水源水質(zhì)高標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定達標(biāo)，水生態(tài)系統(tǒng)逐步修復(fù)[1]，重現(xiàn)江河湖庫秀美的自然風(fēng)貌，為東莞市河涌整治與修復(fù)做出應(yīng)有貢獻。

1 工程概況

1.1 工程范圍

萬江街道東鄰莞城街道、南城街道，西連望牛墩鎮(zhèn)，南接道滘鎮(zhèn)，北接中堂鎮(zhèn)、高步鎮(zhèn)。萬江地處廣深港“經(jīng)濟走廊”，地理位置顯著。

本工程為萬江街道截污次支管網(wǎng)工程，工程范圍為萬江街道滘聯(lián)圍、大洲圍、金豐圍和勝利圍四個洲圍，其中包括萬江社區(qū)等23個村委社區(qū)，區(qū)域面積約40.84km2，建設(shè)內(nèi)容包括四個洲圍污水管道工程，共計新建污水管道約100km，管徑DN300~DN800。

1.2 設(shè)計原則

排水體制選擇要因地制宜，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定適合本地區(qū)實際情況的排水體制。工程方案應(yīng)技術(shù)可行、經(jīng)濟合理，并具較強的可操作性[2]。

總體布局以東莞市污水治理總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)查，合理劃分排水區(qū)域，充分利用地形，盡量采用自流，縮短管線長度，污水提升泵站與主干管布置綜合考慮，減少泵站的數(shù)量。

截污工程與河涌的綜合整治相互協(xié)調(diào)發(fā)展，最大發(fā)揮出工程的環(huán)境效益。積極采取新工藝、新設(shè)備、新材料及新技術(shù)，確保技術(shù)先進、運行可靠、經(jīng)濟合理、管理方便。

1.3 工程意義

改善水環(huán)境狀況，促進協(xié)調(diào)發(fā)展。隨著居住區(qū)以及工業(yè)發(fā)展，萬江街道有大量的生活以及未經(jīng)處理的工業(yè)污水就近排入河涌，致使現(xiàn)狀起排洪及灌溉作用的河涌污染嚴(yán)重，水環(huán)境質(zhì)量日益下降。開展污水治理工作對于改善區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境，促進區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高具有重要意義。

完善萬江污水處理系統(tǒng)。污水配套管網(wǎng)工程建設(shè)是污水處理系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著污水的收集、轉(zhuǎn)輸?shù)裙δ?。萬江街道基本上為雨污同流制或采用明暗渠結(jié)合排放，現(xiàn)狀污水管道數(shù)量偏少，僅污水主管構(gòu)建完成，污水直接排入河流，加快污水管網(wǎng)的建設(shè)，減少直排河道污水對水體的污染，提高管網(wǎng)覆蓋率，具有十分重要的意義。

提高污水收集率，發(fā)揮萬江污水處理廠處理綜合效益。目前萬江街道污水管網(wǎng)系統(tǒng)的主干管基本實施，但由于廠外收集支干管覆蓋率不足，導(dǎo)致萬江污水收集率不高，進水水質(zhì)比設(shè)計水質(zhì)低。因此為充分發(fā)揮萬江污水處理廠的綜合效益，完善廠外污水收集系統(tǒng)，提高污水收集率是十分必要的。

2 萬江街道水環(huán)境現(xiàn)狀分析

2.1 供水建設(shè)現(xiàn)狀

供水方式分為跨鎮(zhèn)區(qū)的區(qū)域集中供水方式和各鎮(zhèn)區(qū)自行供水方式。東莞市城區(qū)由東江水務(wù)公司的水廠供水，以東江南支流為主要水源。根據(jù)東莞市區(qū)各水廠的售水量統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，東莞市中心城區(qū)的售水量在2006—2008年之間基本上呈線性增加趨勢，而經(jīng)歷了2009年一個明顯的減量后，2010年回到一個相對穩(wěn)定的用水量，基本上維持在60萬m3/d左右。根據(jù)水廠的供水規(guī)模及服務(wù)人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀人均生活用水量約為250L/人·d。

2.2 污水建設(shè)現(xiàn)狀

目前，萬江區(qū)的部分地區(qū)仍為合流制區(qū)域，新建地區(qū)均采用分流制建設(shè)，在進行現(xiàn)狀排水管道梳理時發(fā)現(xiàn)，不少分流制區(qū)域內(nèi)，由于市政管道建設(shè)和小區(qū)建設(shè)的不同步，仍存在雨污混接的情況。其次，萬江中心區(qū)人口密集，生活污水量較大，多數(shù)城區(qū)街道下已經(jīng)建成合流制下水道，但是下水道沒有形成有效的收集系統(tǒng)，支管不完善，許多建筑排放污水并沒有接入下水道，而是流入了溝渠。大部分下水道的雨污水就近排入現(xiàn)有的河涌，再由小河涌匯集入大河涌最后流入?yún)^(qū)內(nèi)干流水系。

2.3 防洪排澇建設(shè)現(xiàn)狀

萬江區(qū)位于東莞市中心區(qū)的西北部，水網(wǎng)發(fā)達，屬于河網(wǎng)地區(qū)。萬江區(qū)的防洪以防河洪為主，通過堤圍及水閘防止河水涌入，并內(nèi)設(shè)排澇站以排出雨洪水及解決不時之需。全區(qū)閉口堤圍分為：大洲圍、勝利圍、滘聯(lián)圍、金豐圍。其中大洲圍堤長17.8km，現(xiàn)有堤圍高度3.2～6.1m（珠基，下同）；勝利圍堤長16km，現(xiàn)有堤圍高度2.8～5.0m；滘聯(lián)圍堤長19.7km，現(xiàn)有堤圍高度3.3～4.8m；金豐圍堤長11.5km，現(xiàn)有堤圍高度2.5～4.5m。全區(qū)有水閘26座，排澇站5座。目前萬江區(qū)防洪的特點是對區(qū)內(nèi)網(wǎng)河堤圍進行達標(biāo)加固和防御超標(biāo)準(zhǔn)大洪水，使抗災(zāi)能力不斷增強。

萬江區(qū)內(nèi)的外河對全區(qū)的防洪、排澇和水文化的建設(shè)起到了舉足輕重的作用，而現(xiàn)狀的外河堤已經(jīng)不能與萬江區(qū)的政治、經(jīng)濟和人口規(guī)模相適應(yīng)，存在眾多問題，迫切需要進行整治。主要存在河障多，影響行洪、有些工程未按設(shè)計要求完成和管理不善，險段險閘多等問題。

3 萬江街道截污次支管工程設(shè)計分析

由于萬江街道河涌較多，污水收集更多是沿河涌截污。在設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮河涌截污的各種工程措施，確保敷設(shè)在涌邊的截污管道能起到實際的截污效果，以保障旱季污水不會直排河涌。同時河道治理應(yīng)遵循近遠期相結(jié)合的原則，保留現(xiàn)有的合流系統(tǒng)，沿涌邊設(shè)置離線截流管，形成完善的截流式合流制系統(tǒng)。

3.1 收水措施的選擇

收水措施的形式對于截污效果影響很大，如何能保證截污管道在旱季時最大程度收集污水，在雨季時保證雨水溢流，不產(chǎn)生水浸街現(xiàn)象，同時收水措施要管理方便，不易堵塞，這些因素對于截污效果非常重要。

3.1.1 排污口能夠直接接入截污管道的情況

對于污水收集管道能夠直接鋪設(shè)到排污口的永久截污工程，主要考慮的問題是如何在旱季收集所有污水，在雨季時超過截流倍數(shù)的雨水溢流，具體采用設(shè)置溢流井的方式，溢流井的設(shè)置方式主要無限流措施溢流井和帶限流措施溢流井。無限流措施溢流井主要用于許多較小管徑的合流支管，直接接入截污干管時，須每隔一定距離在截污干管上設(shè)置的溢流井；帶限流措施溢流井主要用于較大管徑的合流污水管，在接入截污干管前需采取限流措施截留污水時設(shè)置本溢流井[3]。

3.1.2 排污口無法直接與截污管道相連的情況

導(dǎo)流明渠。受施工條件的限制，許多時候，截污管道無法直接鋪設(shè)到個別河流排污口。因此，有必要對污染較大的明溝采取設(shè)置導(dǎo)流明渠、邊渠截流沉砂井和明溝沉砂井的方式收集污水，導(dǎo)流明渠是將局部河涌涌底標(biāo)高降低，并硬底化將污水經(jīng)格柵后引入截污干管；邊渠截流沉砂井主要適用于排水明溝尺寸不是很大的情況。截污管道標(biāo)高低于明溝底標(biāo)高，明溝內(nèi)污水均可側(cè)入式流入截污管道；明溝沉砂井適用于尺寸較小明溝與截污管連接處，溝內(nèi)污水通過格柵攔截污物后，全部直接流入截污管道。

在目前東莞市已實施的截污工程中，以上的污水收集措施都在應(yīng)用，實踐證明對于污水收集非常有效。在加強日常維護管理、清淤疏通的情況下，溢流井、導(dǎo)流明渠、邊渠截流沉砂井和明溝沉砂井均能長期穩(wěn)定運行，所以建議在本次設(shè)計中仍采用以上收水方式收集污水。

3.2 污水截污管道典型斷面布置方式

根據(jù)遠近期結(jié)合，確保管網(wǎng)實施后將現(xiàn)有城市污水都收集到污水處理廠處理的原則，擬建實施污水管的布置盡可能做到把現(xiàn)有排放污水的街區(qū)或村落出水方向截住，截留其分流或合流污水。并按實施難易程度，分別安排在規(guī)劃路、現(xiàn)狀路或河涌邊布置污水管道，如圖1和圖2所示。

圖1 現(xiàn)狀路截污效果

圖2 河涌截污效果

3.3 倒虹設(shè)計

當(dāng)管道經(jīng)過河道，無法按照原有坡度埋設(shè)時，需設(shè)置倒虹井及倒虹管，倒虹管由進水井、管道及出水井三部分組成，倒虹井即為進水井和出水井[4]。

在進行倒虹設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾方面，在確定倒虹管路線時，盡可能與河涌正交通過，以縮短倒虹管的長度，并應(yīng)符合“倒虹管的管頂距規(guī)劃河底距離不小于1.0m”的規(guī)定；選擇通過河道的地質(zhì)條件好的地段，不易被水沖刷地段及埋深小的部位敷設(shè)；倒虹管內(nèi)設(shè)計流速大于0.9m/s，并大于進水管內(nèi)的流速，污水在倒虹管內(nèi)的流動是依靠上、下游管道中的進、出水井的水面高差進行的，該高差用來克服污水流經(jīng)倒虹管的阻力損失。在計算倒虹管時，計算管徑和全部阻力損失值，要求進水井和出水井間水位高差H大于全部阻力損失值H1，其差值一般取0.05~0.1m，本工程H取0.1m；倒虹井分為進水井和出水井，倒虹井的檢修室凈高高于2m，倒虹井較深時，井內(nèi)應(yīng)設(shè)檢修臺，其寬度滿足檢修要求；倒虹井內(nèi)應(yīng)設(shè)置閘槽或閘門，閘門須按大樣圖示水壓方向安裝，閘門最大承受水頭10m，閘門設(shè)備需要做防腐處理。

3.4 泵站比選

當(dāng)設(shè)計管道受限于現(xiàn)狀排污口標(biāo)高及地形的原因，不能重力流入下游管道，或者重力流不經(jīng)濟時，需要設(shè)置提升泵站，污水泵站分為傳統(tǒng)提升泵站和一體化提升泵站。

和傳統(tǒng)泵站相比，一體化泵站具有占地小、土建費用較低、運行維護簡便優(yōu)點，無珊渣外運，對周圍環(huán)境影響小，泵站的衛(wèi)生條件得到很大的改善。因此，本工程推薦使用一體化泵站。

3.5 管材選擇

市政污水工程中，選擇合適的管材對工程質(zhì)量、造價及環(huán)境效益有著較大的影響，合適的管材有利于工程建設(shè)質(zhì)量和價格的控制，而且方便建成后污水設(shè)施的維護[5]。目前國內(nèi)用于污水管道工程的管材有多種選擇，包括近幾年來隨著新技術(shù)和新材料的發(fā)展，出現(xiàn)的多種新型管材，它們各有特點，各有所長。其中金屬管材、玻璃鋼夾砂管材、專用鋼筋混凝土管材使用范圍和條件有一定限制，僅適用于特定的環(huán)境和工程背景，如過涌、壓力管輸送及頂管等。塑料管材的類型較多，有HDPE管、PE管、PPR管、波紋管、平壁管、纏繞管、加筋管等。

市政污水工程需要對開挖段管材和頂管管材[6]的選擇，通過對各種排水管材的技術(shù)、性能、經(jīng)濟等指標(biāo)比較，結(jié)合本項目建設(shè)地點的具體要求，根據(jù)施工工法的不同而相應(yīng)選用不同的管材。綜合考慮應(yīng)用管材的特點和小管徑地段的施工條件以及東莞地區(qū)的常用管材，開挖段采用HDPE纏繞增強結(jié)構(gòu)壁管b型SN=12.5，小型頂管施工段采用Ⅲ級鋼筋混凝土頂管專用管（內(nèi)襯PVC），過河管采用焊接鋼管內(nèi)套HDPE管，壓力管采用PE管。

4 結(jié)語

在生態(tài)文明建設(shè)理念的要求下，通過對流域綜合整治和生態(tài)建設(shè)，逐步恢復(fù)河流水生態(tài)系統(tǒng)，有利于提升城市形象及流域內(nèi)的生態(tài)價值，構(gòu)建經(jīng)濟繁榮、水體清澈、生態(tài)平衡、人水和諧新格局，為全市人民安居樂業(yè)提供良好的水生態(tài)環(huán)境，加快建設(shè)幸福東莞。

為確保本方案順利實施且保證工程效果，具體提出以下3點建議。

（1）業(yè)主應(yīng)落實設(shè)計資料中已建污水管道的實施及運行情況。

（2）為保證系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)加強合流制排水口的截留效果，加強清疏養(yǎng)護，確保系統(tǒng)的排水通暢。

（3）由于工程范圍內(nèi)部分現(xiàn)狀房屋臨涌而建，工程實施時應(yīng)注意對房屋進行保護。