張開順，蔣嵐嵐，蔡丹新

（無錫市政設(shè)計研究院有限公司，江蘇無錫 214072）

1 工程概況

惠聯(lián)生活垃圾焚燒發(fā)電項目總投資3.77億元，建設(shè)規(guī)模為日處理城市生活垃圾1000 t，目前每天基本保持日處理生活垃圾1000 t以上、年度處理生活垃圾約33萬t，日供蒸汽約2000 t，日均上網(wǎng)電量約20萬kW·h。因工藝原因，每天需排出污水約2000 m3。這些污水將送至惠山污水處理廠進(jìn)行處理。熱電廠距離污水處理廠進(jìn)廠主管約3 km。

由于熱電廠的污水BOD5和COD濃度高、金屬含量較高且有一定的腐蝕性，因此在轉(zhuǎn)輸過程中，不允許對周邊的環(huán)境，尤其是水體出現(xiàn)污染。因重力流管線長期運(yùn)行后，易出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致接口松動脫節(jié)，污水外溢滲入地下，污染地下水，且重力流管線與大氣是直通的，對于有惡臭的污水，一旦出現(xiàn)冒溢，對周邊居民生活影響較大，影響環(huán)境和諧。故采用壓力輸送來解決重力流管線容易存在的污水滲漏及外溢問題。污水管將沿滬寧高速公路東側(cè)綠化帶接入惠山污水處理廠d1600進(jìn)廠主管。具體走向詳見圖1所示。

圖1 污水管走向圖

2 管道材料的比較分析

常用的低壓壓力管材有球墨鑄鐵管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、給水用聚乙烯管等，每種管材都有其適用的場合。

2.1 球墨鑄鐵管

常規(guī)球墨鑄鐵管一般用于給水工程，具有鐵的本質(zhì)、鋼的性能，防腐性能優(yōu)異、延展性能好，密封效果好，安裝簡易、承受局部沉陷能力強(qiáng)。

新型的污水專用球墨鑄鐵管繼承了傳統(tǒng)球墨鑄鐵管的特性，由于使用介質(zhì)為污水，對耐腐蝕性要求較高，內(nèi)外壁都經(jīng)過防腐處理。同時，與其配套的橡膠密封圈也具有耐油、耐腐蝕性能。但其在使用時需注意防止管道柔性接口的滑脫。

2.2 鋼管

鋼管具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，在抗壓、韌性、耐沖擊和耐震動等方面具有很大的優(yōu)勢，運(yùn)輸和施工都較方便，焊接接口方式、施工條件要求比較低，易于加工生產(chǎn)，敷設(shè)方便，適用于地形復(fù)雜地段。最大的缺陷是使用壽命短和耐腐蝕性差，內(nèi)外壁必須經(jīng)過防腐處理，特別是針對酸堿性污水，管道使用壽命較短，而且對地表不均勻沉降適應(yīng)性差，沉降過大時接頭焊口容易開裂。

2.3 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）

PCCP管生產(chǎn)工藝簡單，具有高外荷載、高內(nèi)壓值，耐腐蝕性強(qiáng)、抗?jié)B能力良好。因其采用離心澆鑄工藝，一般不生產(chǎn)小口徑管材，其單支管材質(zhì)量較大、運(yùn)輸、吊裝和施工相對不便，且PCCP管不可彎曲、不能切割，無韌性、脆性大，特別是承插口較易破損，容易造成接口漏水，維修較困難。 此外，PCCP管配件制作困難，如采用鑄鐵配件又使得相互間的兼容性差，接口處防漏水性不強(qiáng)。

2.4 玻璃鋼管

玻璃鋼管也稱玻璃纖維纏繞夾砂管（RPM管）。主要以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料，以高分子成分的不飽和聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂等為基體材料，以石英砂及碳酸鈣等無機(jī)非金屬顆粒材料為填料作為主要原料。管的標(biāo)準(zhǔn)有效長度一般為6 m和12 m，其制作方法有定長纏繞工藝、離心澆鑄工藝及連續(xù)纏繞工藝三種。其耐腐蝕性能良好，可以輸送各類污水；重量輕，安裝方便；表面光滑，水力條件好。由于管壁較薄，對基礎(chǔ)及回填要求較高，但抗沉降能力一般。

2.5 給水用聚乙烯管（HDPE管）

給水用聚乙烯管具有優(yōu)越的物理性能，相對鋼管在水力條件、耐腐蝕、抗應(yīng)力開裂性、抗快速裂紋傳遞能力、價格等方面都具有優(yōu)勢，電熔連接，密封性好，使用壽命長。HDPE管在污水行業(yè)中主要應(yīng)用于小口徑牽引管道。

2.6 管道材料的選擇

考慮到該項工程位于高速公路的綠化帶內(nèi)，為了減少樹木遷移，工程采用定向鉆進(jìn)牽引施工方式施工。由于小口徑鋼管防腐處理比較困難，故只考慮采用PE實(shí)壁管。隨著PE管道生產(chǎn)工藝的更新，目前絕大部分的廠家都已停止生產(chǎn)PE63、PE80級別聚乙烯管，而將PE100級作為主打產(chǎn)品。

由于定向鉆進(jìn)的工藝要求，用于定向鉆進(jìn)施工的管材短期彈性模量不小于800 MPa，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不小于19 MPa，環(huán)剛度不小于8 kN/m2，斷裂伸長率不小于150%，管材允許的拖拉應(yīng)力按12 MPa控制。該項工程選用的管材等級為為PE100級、SDR17、公稱壓力 1.0 MPa。

3 水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)施工工藝特點(diǎn)

水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)是我國非開挖鋪設(shè)地下管線施工方法中發(fā)展最快速、技術(shù)最先進(jìn)、設(shè)備最完善、應(yīng)用最廣泛的一種施工方法。其對土質(zhì)要求較高，不適用有塊石或礫石的地質(zhì)。該項工程地處粉砂粉土層，故可采用此施工工藝。如是其他地質(zhì)，需采用大開挖施工。

水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)是指在不開挖地表的情況下，鉆頭和鉆桿在導(dǎo)航儀的引導(dǎo)下，穿越地層先形成一個導(dǎo)向孔，隨后在鉆桿柱端部換接大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和直徑小于擴(kuò)孔鉆頭的待鋪管線，在回拉擴(kuò)孔的同時，將待鋪設(shè)的管線拉入鉆孔，完成鋪管作業(yè)。水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)施工占地面積小，一般不阻礙地面交通，不影響人們的日常生活，由于一般不需要開挖工作井和接收井，土方開挖與回填量很少；水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)施工可沿多種曲線和直線組合在一起的管道鋪設(shè)軌跡中鉆進(jìn)，在遇到障礙物時，處理較頂管施工容易；水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)施工不破壞綠地，不產(chǎn)生大氣粉塵，對周邊環(huán)境影響很少；水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)施工精度高，施工周期短，有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

4 平面布置

滬寧高速公路為現(xiàn)狀道路，東側(cè)綠化帶寬度約30～50 m，樹林為人造林，樹齡約5 a，樹木高度約6 m。公路東側(cè)為西環(huán)路。西環(huán)路為城市道路，周邊均為居住小區(qū)，平面布置時考慮管道在施工中可能對周邊居民產(chǎn)生的影響。工程設(shè)計的管道在綠化帶內(nèi)布設(shè)，遠(yuǎn)離高速公路，同時應(yīng)靠近西環(huán)路，以利于今后養(yǎng)護(hù)車輛的進(jìn)入。排泥井及排氣閥井布置盡量隱蔽，牽引機(jī)出入土點(diǎn)避開現(xiàn)狀樹木，以減少對樹木的損傷。

5 縱斷面布置

全線地面高差約3.5 m，最高處約3.0 m，最低處約0.5 m，河道底高程約-0.5 m。根據(jù)定向鉆進(jìn)施工的覆土要求及植被生長的需要，確定平均覆土厚度約3 m。需穿越的幾處河道均為排澇河道，無通航要求，但須考慮清淤時的作業(yè)深度，預(yù)留河底覆土為2 m。

根據(jù)管道高程合理設(shè)置自動排氣閥及排泥井。排泥井設(shè)置于過河及過路前管道的上游，排氣閥設(shè)置于過河及過路后的管道最高處，以利于利用水流壓力排氣[2]。

6 附屬構(gòu)筑物

對于污水壓力管，《室外排水設(shè)計規(guī)范》中沒有明確提出設(shè)計要求，因其與給水管類似，同屬壓力管道，可參考《室外給水設(shè)計規(guī)范》設(shè)計。該項工程的壓力管道，只用于單純的排水作用，故只需考慮排泥及排氣即可。出于環(huán)境保護(hù)的考慮，排泥濕井不可直接接入周邊雨水井或河道，污泥需用泵車抽出后送進(jìn)污水廠處理。排氣閥采用316不銹鋼自動排氣閥，排氣閥置于檢查井內(nèi)。

7 結(jié)語

現(xiàn)在人們對居住環(huán)境的要求越來越高，對環(huán)境質(zhì)量越來越關(guān)注，作為市政配套工程，在設(shè)計前期應(yīng)考慮到工程周邊的實(shí)際情況，結(jié)合國家規(guī)范、地質(zhì)情況、施工工藝統(tǒng)一考慮。確保工程施工順利進(jìn)行，確保運(yùn)行后對周邊居民生活及環(huán)境的影響降到最小。

垃圾污水是需重點(diǎn)處理的對象，故確保管道的長期穩(wěn)定運(yùn)行是重中之重，對于社會和諧有著重要的意義。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地污水壓力管線會越來越多，而該項工程設(shè)計的管道線路長，地形多變，環(huán)境保護(hù)要求高，并已成功安全運(yùn)行了2 a，希望可為類似工程提供參考。

[1]王建鈞,曹凈,劉海明,林濤.水平定向鉆進(jìn)技術(shù)[J].西部探礦工程,2008，（3）:49.

[2]張之玨,蘇海濱.壓力管道輸水進(jìn)、排氣系統(tǒng)的設(shè)計方法[J].中國給水排水，2005，（4）:61-64.