城市更新場(chǎng)景下老舊小區(qū)污水系統(tǒng)提質(zhì)增效研究

呂永鵬，王金兵，楊思明，謝 勝，王 盼，支黎鋒，林遠(yuǎn)良，操文章，梅家宇，陳 健，蔣柱武，高 尚

[1.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092；2.中建四局建設(shè)發(fā)展有限公司,福建 廈門(mén) 361006；3.福建全立建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 寧德 352200；4.中建力天集團(tuán)有限公司，福建 泉州 362014；5.福建省高創(chuàng)建設(shè)工程有限公司，福建 龍巖 364000；6.國(guó)智建筑科技有限公司，福建 福州 350711；7.福建工程學(xué)院，福建 福州 350118；8.福州市城區(qū)水系聯(lián)排聯(lián)調(diào)中心，福建 福州 350004]

0 引言

2019 年5 月5 日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019—2021年）的通知》，明確“消除城中村、老舊城區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部生活污水收集處理設(shè)施空白區(qū)”、“城市生活污水集中收集效能顯著提高”等要求。

在城市高密度建成區(qū)，排水系統(tǒng)建設(shè)年代早，排水管網(wǎng)維護(hù)不足，管道病害多，且存在更新改造空間狹小等問(wèn)題，導(dǎo)致污水處理廠進(jìn)水濃度長(zhǎng)期偏低，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度要求[1-3]。建筑小區(qū)是污水產(chǎn)生的源頭，合理、有效控制建筑小區(qū)的污水排放是污水提質(zhì)增效工作中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，本文在全面梳理老舊建筑小區(qū)污水系統(tǒng)存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，以污水管網(wǎng)提質(zhì)增效為主要目標(biāo)，從溯源排查、設(shè)計(jì)和提升整改技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性等多個(gè)角度，以廈門(mén)市某 小區(qū)為具體案例，系統(tǒng)研究了高密度建成區(qū)城市更新中，老舊小區(qū)污水管網(wǎng)提升整改策略，可為其他同類型老舊小區(qū)污水管網(wǎng)提升整改提供借鑒。

1 老舊小區(qū)污水系統(tǒng)問(wèn)題

（1）區(qū)域排水體制混亂

高密度建成區(qū)老舊小區(qū)修建年代較早，小區(qū)內(nèi)部大部分采用合流制排水體制，而片區(qū)排水體制并未嚴(yán)格統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，老舊小區(qū)與市政排水體制不一致，分流制也存在混錯(cuò)接等問(wèn)題，因此區(qū)域排水體制最終成為“混流制”或者“半吊子”分流制[2]，導(dǎo)致片區(qū)排水系統(tǒng)高水位運(yùn)行、雨季溢流污染嚴(yán)重、污水廠進(jìn)水濃度偏低等問(wèn)題[3]。

（2）排水立管混接

在2003 年以前，《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 15-88）（1997 年版）中并沒(méi)有“陽(yáng)臺(tái)排水需要獨(dú)立設(shè)置”等要求，建筑小區(qū)均為陽(yáng)臺(tái)與屋面共用雨水立管；在2003 年以后，《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50015—2003）明確要求陽(yáng)臺(tái)排水系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，但是未要求接入污水系統(tǒng)，因此陽(yáng)臺(tái)污水進(jìn)入雨水系統(tǒng)等問(wèn)題依然存在；在2010 年前后，國(guó)內(nèi)各地開(kāi)始要求陽(yáng)臺(tái)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立排水并接入污水系統(tǒng)。因此，2010 年前的老舊小區(qū)普遍存在屋面雨水立管與陽(yáng)臺(tái)廢水管合為一根管道的情況，造成排水立管混錯(cuò)接的問(wèn)題。

（3）埋地管網(wǎng)混錯(cuò)接

由于缺乏有效的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，老舊小區(qū)內(nèi)雨水接入污水管道、污水接入雨水管網(wǎng)等混錯(cuò)接現(xiàn)象普遍存在。其中，雨水接入污水管道，主要是由于雨水管網(wǎng)年久失修、維護(hù)不善，雨天時(shí)雨水溢流至地面，形成積水，周邊住戶為解決這一問(wèn)題，通過(guò)新建管道將雨水接入污水管網(wǎng)；而污水接入雨水管網(wǎng)，主要是由于周邊商鋪以及一樓住戶為滿足自身需要，直接將餐飲廢水、洗衣廢水等就近接入雨水篦子等造成。

（4）管道缺陷病害嚴(yán)重

老舊小區(qū)排水管網(wǎng)修建年代久遠(yuǎn)，大部分管道已超過(guò)其使用壽命，導(dǎo)致排水管道缺陷病害嚴(yán)重。管道缺陷病害主要分為影響強(qiáng)度、剛度和使用壽命的結(jié)構(gòu)性缺陷，以及導(dǎo)致管道過(guò)水?dāng)嗝姘l(fā)生變化、影響排水暢通性能的功能性缺陷[4]。其中：結(jié)構(gòu)性缺陷的類型包括破裂、變形、起伏、異物穿入、滲漏、支管暗接、錯(cuò)口、腐蝕、脫節(jié)和接口材料脫落；功能性缺陷主要包括沉積、結(jié)垢、障礙物、殘墻/壩根、樹(shù)根和浮渣。

（5）其他問(wèn)題

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研，由于老舊小區(qū)排水管理不到位，許多沿街商鋪未設(shè)置隔油設(shè)施，直接將餐飲廢水和生活廢水就近接入周邊雨水篦子。另外，小區(qū)內(nèi)垃圾收集點(diǎn)的滲濾液和垃圾桶沖洗廢水均就近排入雨水系統(tǒng)，也是老舊小區(qū)內(nèi)部混錯(cuò)接的主要類型之一（見(jiàn)圖1）。

圖1 垃圾收集點(diǎn)現(xiàn)狀照片

2 老舊小區(qū)改造技術(shù)路線

2.1 改造技術(shù)路線

基于小區(qū)排水系統(tǒng)的溯源排查和物探結(jié)果，結(jié)合小區(qū)內(nèi)排水戶、垃圾收集點(diǎn)、小區(qū)常住人口等現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，系統(tǒng)梳理小區(qū)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，以改善小區(qū)排水、提升人居環(huán)境為目標(biāo)，提出精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)改造的技術(shù)路線，即系統(tǒng)整治、目標(biāo)導(dǎo)向，以改為主、以補(bǔ)為輔，聚焦污水、兼顧雨水。具體技術(shù)路線如圖2 所示。

圖2 老舊小區(qū)管網(wǎng)排查改造技術(shù)路線圖

2.2 總體改造方案

基于城市更新改造規(guī)劃和老舊小區(qū)內(nèi)排水體制情況，高密度建成區(qū)內(nèi)老舊小區(qū)的排水系統(tǒng)提升改造主要可以分為4 類，具體見(jiàn)表1。

表1 老舊小區(qū)類型及改造策略

（1）第一類，近2 年內(nèi)計(jì)劃拆遷且排水體制為合流制的老舊小區(qū)，考慮經(jīng)濟(jì)可行性，宜采用末端截污的改造方式。

（2）第二類，近2 年內(nèi)計(jì)劃拆遷但排水體制為雨污分流制的老舊小區(qū)，結(jié)合污水提質(zhì)增效需求和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)適宜性分析，宜采用管道混錯(cuò)接改造和末端截污相結(jié)合的方式進(jìn)行改造。

（3）第三類，沒(méi)有納入拆遷規(guī)劃且排水體制為合流制的小區(qū)，宜將原合流制管網(wǎng)作為小區(qū)內(nèi)污水管網(wǎng)接入市政污水管網(wǎng)，并新建雨水管網(wǎng)，同時(shí)對(duì)保留管網(wǎng)存在的病害和缺陷進(jìn)行整改和修復(fù)。

（4）第四類，沒(méi)有納入拆遷規(guī)劃且排水體制為分流制的小區(qū)，應(yīng)對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)排查，進(jìn)而開(kāi)展雨水立管改造、混錯(cuò)接點(diǎn)位改造、管道病害缺陷修復(fù)，保障雨污分流效果。

3 老舊小區(qū)管網(wǎng)提升改造策略

3.1 陽(yáng)臺(tái)立管改造策略

針對(duì)小區(qū)立管改造主要有3 種方案。

立管改造方案一（見(jiàn)圖3）：雨水立管高位切斷，在外墻合適位置新建雨水立管，接入原雨水斗，原雨水立管作為廢水管并設(shè)置伸頂通氣管。該方案需要協(xié)調(diào)頂層立管所在戶居民，入戶施工，工期1～2 d。

圖3 雨水立管改造方案一示意圖

立管改造方案二（見(jiàn)圖4）：根據(jù)屋面和外立面情況，選取女兒墻合適處打洞，安裝側(cè)入式雨水斗，并在外立面新增雨水立管。原雨水立管作為廢水管并設(shè)置伸頂通氣管。方案二可以避免入戶施工，但或需對(duì)屋面天溝進(jìn)行整改，重新找坡。

圖4 雨水立管改造方案二示意圖

立管改造方案三（見(jiàn)圖5）：針對(duì)有廢水接入的雨水立管，以樓棟為單位設(shè)置小型截流井，截流進(jìn)入雨水系統(tǒng)的污水。方案三不需要對(duì)立管進(jìn)行改造，但是雨污分流不徹底，仍會(huì)有部分雨水進(jìn)入污水管網(wǎng)，影響雨季污水處理廠進(jìn)水濃度和進(jìn)水量，且截流井需要定期清掏維護(hù)。

圖5 雨水立管改造方案三示意圖

對(duì)3 個(gè)改造方案的特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，分析其優(yōu)缺點(diǎn)（見(jiàn)表2），在具體工程中可結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，選擇合適的改造方案。

表2 雨水立管改造優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

3.2 室外管道混錯(cuò)接改造

基于對(duì)室外管網(wǎng)和排水戶的詳細(xì)排查，系統(tǒng)梳理小區(qū)內(nèi)室外雨污水管網(wǎng)，進(jìn)而完善排水系統(tǒng)，并對(duì)原錯(cuò)接管道進(jìn)行封堵廢除。

3.3 排水管網(wǎng)缺陷病害改造

老舊小區(qū)排水系統(tǒng)缺陷主要包括檢查井病害缺陷、化糞池病害缺陷、管道功能性缺陷以及管道結(jié)構(gòu)性缺陷等。針對(duì)排水系統(tǒng)缺陷病害改造，主要有以下3 個(gè)方面的工作。

（1）檢查井修復(fù)。由于排水管網(wǎng)缺乏運(yùn)營(yíng)維護(hù)，在排查調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，井室破損、井蓋錯(cuò)蓋、井蓋無(wú)法打開(kāi)、檢查井內(nèi)缺乏安全網(wǎng)等問(wèn)題普遍存在，因此需要進(jìn)行檢查井井蓋更換、井室更換或修復(fù)、增設(shè)防墜網(wǎng)等修復(fù)工作。

（2）化糞池修復(fù)。在調(diào)研排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，化糞池主要存在著淤堵和破損等問(wèn)題?；S池淤堵直接導(dǎo)致污水淤積在管道內(nèi)，容易造成污水溢流至地面；化糞池破損直接導(dǎo)致大量污水下滲，對(duì)地下水水質(zhì)造成嚴(yán)重的危害。因此，需要對(duì)化糞池進(jìn)行清淤或整體更換。

（3）管網(wǎng)缺陷修復(fù)。對(duì)于存在結(jié)構(gòu)性或功能性缺陷的排水管道，可根據(jù)排水管道缺陷病害等級(jí)進(jìn)行判別，進(jìn)而結(jié)合改造工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性分析，合理選擇修復(fù)整改方案。

針對(duì)變形、錯(cuò)口、破裂、起伏、接口材料脫落等結(jié)構(gòu)性缺陷，若程度較為輕微，可采用熱塑成型法、點(diǎn)狀原位固化法、墊襯法進(jìn)行修復(fù)；若缺陷程度較為嚴(yán)重，可采用開(kāi)挖修復(fù)的方法，包括整體開(kāi)挖和局部開(kāi)挖修復(fù)。針對(duì)異物穿入等缺陷，可采用切割清除和點(diǎn)狀原位固化的措施修復(fù)；針對(duì)滲漏、脫節(jié)等缺陷，可采用化學(xué)注漿堵漏和不銹鋼快速鎖修復(fù)；針對(duì)腐蝕缺陷等缺陷，可采用水泥基噴涂法修復(fù)。

針對(duì)排水管道沉積等功能性缺陷，可采用人工清掏和吸污車吸取，對(duì)于結(jié)硬性塊體，可采用打磨切割機(jī)去除。針對(duì)排水管道結(jié)垢，可采用噴砂除銹清洗、化學(xué)處理劑處理后用鋼絲刮刷清刷，最后用高壓水槍沖洗。針對(duì)排水管道障礙物等，可采取高壓水槍沖洗、人工清除等措施，殘墻壩根可采用人工拆除，浮渣等可采用人工清撈[5]。

3.4 隔油設(shè)施設(shè)置

隔油設(shè)施設(shè)置包括兩種情況：一種是針對(duì)現(xiàn)有的餐飲商鋪，新增隔油設(shè)施；另一種是提前應(yīng)對(duì)一樓商鋪存在后續(xù)變更為餐飲商鋪的可能。因此，針對(duì)一樓商鋪宜全部進(jìn)行污水系統(tǒng)改造（見(jiàn)圖6），即在商鋪污水接入污水管網(wǎng)前均增設(shè)隔油設(shè)施，且在化糞池前端增設(shè)隔油池。

圖6 沿街商鋪隔油池改造示意圖

3.5 垃圾堆放點(diǎn)改造

首先，可根據(jù)小區(qū)規(guī)模優(yōu)化小區(qū)內(nèi)垃圾收集點(diǎn)的位置；其次，對(duì)收集點(diǎn)進(jìn)行改造，新建垃圾收集池，并設(shè)置不銹鋼地漏以及污水管道，沖洗廢水進(jìn)入地漏和污水管道后，通過(guò)新建的截流井截流進(jìn)入污水系統(tǒng)（見(jiàn)圖7）。降雨時(shí)，雨水可以通過(guò)截流井進(jìn)入雨水系統(tǒng)，有效避免清水進(jìn)入污水系統(tǒng)。

圖7 垃圾收集點(diǎn)改造示意圖（單位：mm）

4 工程案例分析

4.1 工程案例基本情況

廈門(mén)湖里某小區(qū)占地3.75 hm2，竣工時(shí)間為1996 年，小區(qū)綠化覆蓋率為35%，小區(qū)以多層住宅為主，共有24 棟建筑（見(jiàn)圖8）。小區(qū)入口處的21 棟、22 棟為商場(chǎng)、酒店、餐館、百貨商店等，19 棟為幼兒園及社區(qū)居委會(huì)，23 棟、24 棟為小區(qū)變電所及煤氣站，其余建筑均為8～9 層磚混或框架結(jié)構(gòu)的商住房。

圖8 小區(qū)平面圖

小區(qū)內(nèi)排水體制為不完全分流制，其中雨水管徑DN300～DN800，污水管徑DN300～DN400。目前小區(qū)內(nèi)存在多處雨污水混接現(xiàn)象，主要存在陽(yáng)臺(tái)污水通過(guò)雨水立管進(jìn)入雨水系統(tǒng)、污水管道堵塞等問(wèn)題。

4.2 排水能力復(fù)核

小區(qū)內(nèi)雨水管道長(zhǎng)度4 680 m，排水管徑為DN200～DN800，市政接駁口1 個(gè)。經(jīng)復(fù)核，現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)基本滿足3 a 一遇降雨重現(xiàn)期的排水要求。

小區(qū)排水單元數(shù)為24 棟868 戶，戶籍人口共2 566 人，現(xiàn)狀污水樓前管管徑為DN300，共有市政接駁口3 個(gè)。經(jīng)復(fù)核，現(xiàn)狀污水支管及污水主管均基本滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 方案設(shè)計(jì)

4.3.1 雨水立管改造

小區(qū)內(nèi)共有雨水立管127 根，其中：43 根立管改造采用方案二，新建側(cè)入式雨水口，雨水立管進(jìn)行改造，另外84 根采用方案三，以樓棟為單位設(shè)置截流井。圖9 為新建雨水立管點(diǎn)位圖。

圖9 新建雨水立管點(diǎn)位圖

4.3.2 管網(wǎng)混錯(cuò)接改造

根據(jù)排水管網(wǎng)摸排成果及實(shí)地踏勘資料，小區(qū)室外雨污水混接整治點(diǎn)共計(jì)22 處，共新建雨水管道258 m，新建污水管道180 m，并對(duì)原錯(cuò)接管道進(jìn)行封堵。同時(shí)，在排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，小區(qū)內(nèi)138# 等樓棟污水在污水管網(wǎng)收集后沒(méi)有接入化糞池，而是直排管網(wǎng)，遂在樓棟前增設(shè)化糞池2 座，化糞池出水排入小區(qū)內(nèi)污水干管。

4.3.3 排水系統(tǒng)缺陷改造

（1）針對(duì)井蓋破損、井蓋打不開(kāi)的現(xiàn)象，共更換井蓋256 個(gè)井蓋。

（2）針對(duì)小區(qū)內(nèi)3 個(gè)化糞池進(jìn)行清淤疏通。

（3）針對(duì)埋地管網(wǎng)缺陷病害，考慮經(jīng)濟(jì)因素，當(dāng)管道存在滲漏，破裂2 級(jí)及以上，變形3 級(jí)及以上，錯(cuò)口3 級(jí)及以上，脫節(jié)3 級(jí)及以上，腐蝕3 級(jí)及以上等缺陷時(shí)，對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)。若管段內(nèi)病害較多（局部修復(fù)環(huán)數(shù)＞3），且管道管徑較小（管徑＜300），對(duì)管道進(jìn)行翻排。

參考以上原則，小區(qū)共翻排雨水管道長(zhǎng)度420 m，翻排污水管道長(zhǎng)度458 m，雨污水管網(wǎng)局部樹(shù)脂固化共計(jì)169 環(huán)。

4.3.4 隔油設(shè)施建設(shè)

老舊小區(qū)原有化糞池3 座，新建化糞池2 座，均在化糞池前端增設(shè)隔油池。針對(duì)商鋪，共增設(shè)小型隔油池16 個(gè)。隔油池采用不銹鋼地埋式。

4.3.5 垃圾收集點(diǎn)改造設(shè)計(jì)

在垃圾收集點(diǎn)處新建垃圾收集池。由于原垃圾收集點(diǎn)設(shè)置有雨棚，雨水不會(huì)進(jìn)入垃圾收集池，故本次設(shè)計(jì)直接通過(guò)地漏將垃圾滲濾液和沖洗廢水排入污水管網(wǎng)，不用增設(shè)截污井。圖10 為垃圾收集點(diǎn)改造實(shí)景照片。

圖10 垃圾收集點(diǎn)改造實(shí)景

4.4 改造成效

改造后（見(jiàn)圖11），根據(jù)小區(qū)污水產(chǎn)生量和收集量進(jìn)行計(jì)算，該小區(qū)可以從雨水系統(tǒng)中分離出約8.9 m3/d污水，一年可分離出3 281 m3/a 污水。

圖11 排水管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)圖

5 結(jié)論和建議

（1）老舊小區(qū)排水管網(wǎng)改造提升方案，應(yīng)結(jié)合城市更新規(guī)劃和人居環(huán)境提升需求，考慮改造提升的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，選擇最佳的改造方案。

（2）對(duì)老舊小區(qū)排水管道開(kāi)展“繡花針式”改造提升，需加強(qiáng)對(duì)小區(qū)排水管道的詳細(xì)排查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。同時(shí)，設(shè)計(jì)單位需要詳細(xì)復(fù)核管道排查成果，在施工過(guò)程中設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，保證設(shè)計(jì)方案在施工過(guò)程中得到有效落實(shí)。

（3）方案設(shè)計(jì)要具有前瞻性，如要提前考慮底樓商鋪后續(xù)或改為餐飲、居民或?qū)⑽鬯苯觾A倒進(jìn)入雨水篦子等問(wèn)題。設(shè)計(jì)方案應(yīng)做到面面俱到、應(yīng)改盡改。

（4）在老舊小區(qū)排水系統(tǒng)改造的過(guò)程中融入海綿城市理念，可考慮設(shè)置植草溝、雨水花園、下凹式綠地以及雨水調(diào)蓄等海綿設(shè)施，可有效減緩降雨初期徑流污染對(duì)水環(huán)境的影響。