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        公務(wù)碼頭截流工程設(shè)計(jì)

        2015-01-14 00:59:32趙紅玉
        河南建材 2015年3期
        關(guān)鍵詞:合流隔墻孔洞

        趙紅玉

        廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司(361000)

        公務(wù)碼頭截流工程設(shè)計(jì)

        趙紅玉

        廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司(361000)

        結(jié)合廈門本島公務(wù)碼頭的截流工程設(shè)計(jì),闡述截流流量的計(jì)算,防倒灌方案的選擇及泵站型式選擇,為今后此類設(shè)計(jì)提供了參考。

        截流;初期雨水;截流倍數(shù)

        隨著廈門市新一輪跨越式發(fā)展,廈門島內(nèi)建設(shè)和發(fā)展不斷加快,建成區(qū)范圍不斷擴(kuò)大,人口不斷增加,區(qū)域內(nèi)的生活污水也顯著增加。與此同時(shí),城市的環(huán)境保護(hù)是城市發(fā)展必不可少的組成部分,隨著城市的發(fā)展,環(huán)境保護(hù)的地位也日趨重要。廈門素有“海上花園”的美名,擁有“國家衛(wèi)生城市”、“國家園林城市”、“國家環(huán)境保護(hù)模范城市”等眾多榮譽(yù)稱號;但目前廈門本島沿線有眾多排污口,據(jù)調(diào)查,島內(nèi)排污口數(shù)量近200個(gè),對廈門周邊海域環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為此,廈門市委市政府高度重視,要求對各排污口進(jìn)行截污工作。只有把污水的收集和處理做好了,改善了廈門島內(nèi)周邊海域的水質(zhì),才能走上環(huán)境和經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的良性循環(huán)軌道,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

        1 截流流量計(jì)算

        1)計(jì)算原則

        ①須合理地確定截流點(diǎn)的位置、截流干管的線位。

        ②水力計(jì)算方法同分流制中的雨水管道。

        ③按照總設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì),用旱季流量校核。

        2)截流管道的設(shè)計(jì)工況

        ①旱季時(shí),合流排水管涵均為旱流生活污水,通過設(shè)置于現(xiàn)狀排水管涵上的截流井收集旱季污水進(jìn)入提升泵站,經(jīng)過提升泵站提升至周邊現(xiàn)狀污水重力管道系統(tǒng),最終進(jìn)入筼筜污水處理廠或前埔污水處理廠。同時(shí),在截流井中間設(shè)一堵隔墻,中間留有過流面積不小于現(xiàn)狀排水管涵面積的孔洞,并于孔洞出口下游設(shè)置閘門,旱季時(shí)常關(guān),以隔絕外海漲潮時(shí)海水的倒灌。

        ②降雨時(shí),合流排水系統(tǒng)內(nèi)為雨水和污水的合流污水。在降雨初期,初期雨水夾雜大量地表污染物混合生活污水,通過合流管涵排放。合流污水在截流井處被截留,經(jīng)過提升泵站提升至周邊的污水重力管道系統(tǒng),最終進(jìn)入筼筜污水處理廠或前埔污水處理廠。隨著雨水徑流量的逐漸增大,當(dāng)合流污水量(以雨水為主,污染程度減輕)超過提升泵站的設(shè)計(jì)提升流量,泵站集水池內(nèi)的水位將逐漸上升。當(dāng)集水池內(nèi)的水位上升至設(shè)計(jì)最高水位時(shí),截流井中隔墻出口下游的閘門將打開,截流井內(nèi)截流干管進(jìn)水口的閘門將關(guān)閉,中后期雨水(以雨水為主,污染程度減輕)從截流井處沿原有的合流管涵排至外海。

        ③降雨停止后,合流管涵上游來水量逐漸減少,待海水水位退潮至比中隔墻孔洞內(nèi)底標(biāo)高低的時(shí)候,中隔墻出口下游的閘門關(guān)閉,截流干管進(jìn)水口的閘門打開,截流系統(tǒng)回到旱季時(shí)設(shè)計(jì)工況。

        (2)雖然壩肩槽總體巖體質(zhì)量較好,但局部受層間及層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶切割、風(fēng)化卸荷等影響,爆破后局部容易產(chǎn)生裂隙,在壩基槽開挖的平整度、超欠挖、半孔率等質(zhì)量質(zhì)量指標(biāo)控制上難度較大。

        3)旱流污水流量計(jì)算

        根據(jù)《廈門本島雨水排放口截流匯報(bào)》(廈門中環(huán)污水處理有限公司),公務(wù)碼頭排污口的現(xiàn)狀排污量規(guī)模為1 800 t/d。計(jì)算公式如下:

        式中,Q污:最高日最高時(shí)旱流污水流量(L/s);Q平均:平均日平均時(shí)旱流污水流量(L/s);KZ:污水總變化系數(shù),等于日變化系數(shù)×?xí)r變化系數(shù),KZ=2.7/Q平均0.11。

        4)初期雨水合流量計(jì)算

        目前,我國對初期雨水量還沒有較為統(tǒng)一的計(jì)算方法,規(guī)范要求根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、對環(huán)境的要求、排水區(qū)域大小等因素確定,宜為旱流污水1~5倍。目前,由于人們越來越關(guān)心水體的保護(hù),采用的截流倍數(shù)有逐漸增大的趨勢,例如美國對于游泳和游覽的河段,采用的截流倍數(shù)甚至高達(dá)30倍以上。

        表1 擋潮建筑物主要方式技術(shù)分析比較

        根據(jù)我國國情及廈門市的實(shí)際情況,經(jīng)各相關(guān)單位多次商討決定,本工程截流倍數(shù)取2.0。經(jīng)計(jì)算初期雨水及污水合流量為5 400 m3/d,即62.5 L/s。因此本次設(shè)計(jì)提升泵站的規(guī)模為5 400 m3/d。

        2 截流工程設(shè)計(jì)

        1)防倒灌設(shè)施方案選擇

        擋潮構(gòu)筑物主要有閘門、拍門及鴨嘴閥等三種方式,對三種方式進(jìn)行技術(shù)分析比較,見表1。

        2)截流井的工藝設(shè)計(jì)

        在截流井的中隔墻上設(shè)置過水能力不小于上游匯入管道過水能力的連通孔洞,并于連通孔洞的下游設(shè)置閘門;截污管道的進(jìn)口處也設(shè)置閘門,并于截流井的兩個(gè)井室分別裝設(shè)液位控制器。旱流時(shí),中隔墻處的閘門關(guān)閉,隔絕外海潮水對截污管流量的影響;雨季時(shí),設(shè)置最高水位,當(dāng)截流井中水位到達(dá)最高水位時(shí),截污管道進(jìn)口處的閘門關(guān)閉,截流井中隔墻處的閘門打開,截流井中幾乎保持原有合流管涵的設(shè)計(jì)狀態(tài)。當(dāng)雨量逐漸減少,外海潮水逐漸退去,截流井中水位降至低于中隔墻連通孔洞的孔底標(biāo)高時(shí),中隔墻出口處的閘門關(guān)閉,截污管道進(jìn)口處的閘門打開,截污系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。

        截流井中液位的控制采用靜壓式水位傳感器來控制閘門的關(guān)閉及打開,且截污井的兩個(gè)井室內(nèi)均設(shè)置一套。截流井中隔墻連通孔洞處閘門及截污干管進(jìn)口處的閘門均為316 L不銹鋼材質(zhì)。

        在截流井中截污干管的進(jìn)口處或截流井室連通孔洞處設(shè)置格柵或格網(wǎng),以攔截水流中的較大尺寸懸浮物和漂浮物。格柵或格網(wǎng)的間隙為25 mm,可由閘門廠家一起供應(yīng)。

        截流井的井底落底0.6~0.8 m做為沉砂用??紤]泵站規(guī)模較小,且用地較為緊張,本次設(shè)計(jì)均考慮采用人工清砂及清渣的方式。

        3)截污管道的設(shè)計(jì)

        本次設(shè)計(jì)截污管道管徑為DN300~DN400的鋼管,將污水接至污水提升泵站或下游污水管道系統(tǒng)。

        4)提升泵站形式選擇

        經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)性比較,由于本項(xiàng)目在中心城區(qū),可用面積小,且工期短,從占地面積、施工便利以及經(jīng)濟(jì)效益方面擇優(yōu)考慮,推薦采用一體化泵站。

        3 結(jié)語

        綜上所述,截留工程設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合片區(qū)的現(xiàn)狀及規(guī)劃情況,合理確定旱流流量、截流倍數(shù)、截流管道斷面和截流泵站位置及規(guī)模,與其他專業(yè)充分協(xié)調(diào),以最經(jīng)濟(jì)的方案截流污水和初期雨水。

        [1]龍騰銳,郝以瓊,孫慧修.排水工程[M].中國建筑工業(yè)出版社,1993.

        [2]曾曉暉.廈門會(huì)展南路排洪箱涵的現(xiàn)狀及污水截污方案探討[M].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,7.

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