何思勤

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

廣州市水系發(fā)達，河涌眾多，對城市起著排水，調(diào)節(jié)氣候等作用[1]。然而由于近年來城市發(fā)展突飛猛進，人民生活水平日益提高，人口飛速增長，而城市基礎設施相對落后，市政污水主管管徑偏小，遠期污水主管埋深深管徑大，管道建設往往受征地、協(xié)調(diào)等問題影響，實施進度慢，沿線村落污水轉(zhuǎn)輸問題無法及時解決，造成污水溢流河涌，污染水體。本文以大源村片區(qū)污水的轉(zhuǎn)輸問題為例，就方案比選、設計、及存在問題等方面進行分析總結。

1 項目背景

大源村處于沙坑涌上游，為保證沙坑涌下游水質(zhì)，石湖村軍民路已設置一體化處理設施截流沙坑涌水，將涌水一部分引流至一體化處理設施，處理后排入沙坑涌中，一部分提升至現(xiàn)狀d600污水管中。一體化設施現(xiàn)狀污水處理量為1萬t/d，將于2020年底撤除。

大源北路上已敷設d800~d1800污水管，保證污水的順利收集轉(zhuǎn)輸，該管即將投入使用，近期接入到石湖村軍民路現(xiàn)狀d600污水管中，遠期接入到白云五線規(guī)劃污水主管中。

擬建白云五線道路工程及污水主管預計于2022年完成，2020年一體化污水處理設施撤除后石湖軍民路d600現(xiàn)狀管將成為大源村兩大片區(qū)和石湖村南片區(qū)污水的唯一出路，現(xiàn)狀管過流不及將導致污水溢流至沙坑涌中，造成水體污染。

為及時解決大源村兩大片區(qū)和石湖村南片區(qū)的生活污水及工業(yè)污廢水的轉(zhuǎn)輸問題，避免污水溢流至沙坑涌及其他水系，亟需采取措施保證污水轉(zhuǎn)輸。

2 存在問題

①一體化污水處理設施處理出水水質(zhì)不滿足沙坑涌水質(zhì)要求。②污水系統(tǒng)主管管徑偏小，整體管道過流能力不足，管道運行情況差，沿線村落污水無法順利轉(zhuǎn)輸，污水溢流河涌。③在擬建污水主管工程隨道路工程一同實施，受征地、拆遷、工程規(guī)模等因素影響，實施進度較慢，污水轉(zhuǎn)輸問題無法及時解決。④由于片區(qū)污水無法轉(zhuǎn)輸至污水處理廠，污水廠進水水量無法達到要求，影響污水廠的運行。

3 方案比選及論證

3.1 總體方案比選及論證

大源村南坑坑賀屋坑片區(qū)和主涌片區(qū)現(xiàn)狀人口約20萬人，現(xiàn)狀污水量約4.5萬t/d，最高日最高時污水量約2540m3/h，為解決該片區(qū)污水的轉(zhuǎn)輸問題，緩解下游管網(wǎng)壓力，提出方案如下：

方案一：將大源村污水接駁至一體化污水處理設施中，延長現(xiàn)狀一體化污水處理設施的服務期限，并對一體化污水處理設施進行提標擴容，直至遠期白云五線d2000~d2400污水管道完成建設。

方案二：新建一座污水提升泵站及配套污水管，將片區(qū)內(nèi)污水提升后，通過壓力管沿市政道路轉(zhuǎn)輸至下游污水進廠主管中，管道總長約6km。待白云五線污水主管建成后，本方案重力管可與白云五線污水主管相接，壓力管可與白云五線污水主管一同運行，減輕白云五線污水主管運行壓力，同時提高污水主管檢修的可實施性。

方案三：新建d1200污水重力管對大源村污水進行轉(zhuǎn)輸（管道總長約6km），并沿途收集部分村落的生活污水，與白云五線規(guī)劃污水管道共同進行污水的轉(zhuǎn)輸和沿線村落污水的收集，并通過改接部分現(xiàn)狀管，梳理整個污水系統(tǒng)。

表1 總體方案比選

通過以上方案比選，方案三對污水系統(tǒng)作用最大，但無法解決近期污水溢流，污水管網(wǎng)過流能力不足的問題；方案一實施進度快，但存在運營維護成本高，出水水質(zhì)不穩(wěn)定等問題；而方案二既能及時緩解下游污水管道的壓力，避免污水溢流，又能緩解污水廠進水水量不足的問題，本工程推薦方案二。

3.2 泵站結構形式論證

泵站結構形式主要分為傳統(tǒng)土建型泵站和預制一體化泵站。近年來一體化泵站在城中污水設計中得到廣泛運用[2]，本工程考慮對傳統(tǒng)土建型泵站和預制一體化泵站進行比選。

表2 泵站結構形式比選

對比泵站的結構形式，一體化泵站相比傳統(tǒng)泵站所具有操作簡單，對周圍環(huán)境影響小等特點，考慮本工程用地、工期等問題，推薦采用預制一體化泵站。

4 方案設計

4.1 泵站位置的選取

考慮一體化污水泵站占地小、噪音小等優(yōu)勢，本工程擬將泵站設置于石湖軍民路南側沙坑涌邊，現(xiàn)狀為荒地，無征地、拆遷問題。

4.2 污水重力管設計

由于大源北路現(xiàn)狀d1800污水管設計終點位于石湖軍民路路口附近，與新建泵站之間仍有一段距離，新建污水重力管銜接現(xiàn)狀污水管道與泵站，管道管徑與現(xiàn)狀管管徑相同，取d1800。根據(jù)地面坡度與埋深控制，管道坡度取8‰，管道起點標高為23.82m，終點標高為18.50m。

4.3 污水壓力管設計

根據(jù)本工程設計規(guī)模，污水壓力管考慮最高日最高時污水的轉(zhuǎn)輸。根據(jù)規(guī)范污水壓力管建議流速，本工程污水壓力管管徑采用DN800，高日高時水量流速為1.4m/s。

本工程服務范圍內(nèi)污水在被有效收集、提升后需接入到現(xiàn)狀污水管網(wǎng)中。由于本工程服務范圍內(nèi)污水量大，下游污水管道管徑小，無法滿足過流需求，因此考慮將本工程服務范圍內(nèi)污水經(jīng)壓力管轉(zhuǎn)輸接入到106國道西側d2400現(xiàn)狀污水管中。

4.4 泵站設計

本工程泵站采用一體化預制泵站。根據(jù)最不利點反算污水出泵后所需壓力，計算得到泵站所需揚程為22.82m，取25m；泵站規(guī)模為片區(qū)日均水量4.5萬t/d，選泵時考慮最高日最高時水量，水泵單臺流量為850m3/h，3用1備。

4.5 施工工法及管材確定

本工程重力管段管徑大，埋深深，明挖施工對周邊房屋影響較大，存在安全隱患，且相比頂管施工費用更高，因此重力管段采用頂管的施工工法；壓力管段受地形影響較小，主要施工工法為明挖，針對穿過國道、主干道等重要節(jié)點，考慮采用頂管施工，盡量減小對交通的影響。

給排水管道的水管材質(zhì)選擇適當與否對于排水工程非常重要[3]，綜合考慮管材性能、價格及管道壓力，本次設計壓力管采用焊接鋼管，重力管（頂管）采用III級鋼筋混凝土管，過河段采用焊接鋼管。

5 工程實施效果分析

本工程實施后，大幅縮減了溢流河涌的污水量，改善水環(huán)境后減少因水污染而造成的經(jīng)濟損失等的間接效益；同時，通過優(yōu)化水環(huán)境，美化居民生活環(huán)境，提高居民生活水平，提高市民的幸福感，有利于和諧社會的創(chuàng)建。