徐永鵬 (合肥市市政設(shè)計研究總院有限公司,安徽 合肥 230041)
合肥市南淝河(潛山路-環(huán)城西路)排水管網(wǎng)系統(tǒng)的肥西路箱涵、長豐路箱涵出水口和琥珀泵站自排箱涵等雖然進(jìn)行旱季截污,但是截污管和雨水箱涵均高水位運行,存在雨天溢流風(fēng)險[1]。
目前,清溪污水廠和望塘污水廠運行規(guī)模合計約為25 萬m3/d(設(shè)計規(guī)模40 萬m3/d),有充足的余量來解決溢流污染問題。為防止城市污水溢流進(jìn)入南淝河,保護(hù)南淝河水環(huán)境,合肥市排水管理辦公室擬實施南淝河(潛山路-環(huán)城西路)排水管網(wǎng)系統(tǒng)改造及杏花泵站污水外調(diào)工程。該工程具體建設(shè)目的如下:
①緩解琥珀雨水管涵、長豐路箱涵、肥西路箱涵內(nèi)的沉積物排入南淝河,造成“黑龍”現(xiàn)象;
②擴(kuò)建劉郢泵站,使泵站規(guī)模滿足其服務(wù)范圍產(chǎn)污量提升需求;
③通過實施杏花污水泵站調(diào)水工程,實現(xiàn)王小郢污水系統(tǒng)與望塘污水系統(tǒng)局部互聯(lián)互通,保障污水排水系統(tǒng)安全運行;
④為劉郢泵站及杏花泵站創(chuàng)造維護(hù)檢修條件。
混接、錯接點改造。針對南淝河(潛山路-環(huán)城西路)排水管網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的雨水與污水混接、錯接點進(jìn)行改造。此工程措施對緩解“黑龍”現(xiàn)象會起很大的作用。目前合肥市蜀山區(qū)、廬陽區(qū)正在進(jìn)行雨水與污水混接、錯接點進(jìn)行改造,此工程措施不納入本次工程范圍內(nèi)。
截流點改造。對現(xiàn)有琥珀箱涵、長豐路箱涵,肥西路箱涵已實施的重力截流進(jìn)行改造、改造成泵截流,防止污水管道高水位時,通過截流管道進(jìn)入箱涵內(nèi)。
安豐巷管道改造。對現(xiàn)狀安豐污水管道清淤維護(hù)。新建污水管,管道起點為安豐巷,終點為琥珀泵站,采用頂管施工。生活污水通過污水管道排入新建的污水泵站。
杏花調(diào)蓄池改造。為便于杏花污水泵站清淤,本次設(shè)計利用杏花調(diào)蓄池和放空泵進(jìn)行臨時排水。當(dāng)杏花泵站清淤時,將污水引入杏花調(diào)蓄池,利用杏花調(diào)蓄池放空泵(更換)將污水排入杏花污水泵站出水壓力管,從而對杏花污水泵站進(jìn)行清淤,清淤時間為24 小時。杏花污水泵站集水井處增設(shè)閘門,更換杏花調(diào)蓄池放空泵。
杏花泵站調(diào)水及劉郢泵站擴(kuò)建方案。新建(杏花泵站-劉郢泵站)管徑為DN1000 的污水壓力管道,利用現(xiàn)狀杏花污水泵站內(nèi)水泵旱季將污水轉(zhuǎn)輸至劉郢泵站現(xiàn)狀DN1000 壓力管,進(jìn)入清溪路污水重力管;擴(kuò)建劉郢泵站(規(guī)模為3.0 萬m3/d),新建壓力管DN1200,將污水排至污水處理廠。
本項目由于位于城市建成區(qū)范圍,排水系統(tǒng)復(fù)雜,且新建壓力管的清溪路屬于城市主干道,管道的布置不僅要考慮現(xiàn)狀復(fù)雜的地下管網(wǎng),還需要考慮密集的道路交通流量,同時還需保證施工期間現(xiàn)狀排水系統(tǒng)的正常運行。為此,針對管位的布置本次把整段管道分四段,分析不同路段的管位。
A 段路線分析:南、北車行道、非機(jī)動車道及人行道現(xiàn)狀管線擁擠,無合適的位置布置本次設(shè)計壓力管道,僅道路中心線下有較寬??臻g,采用開挖施工,施工期需封閉中間兩個車道。
圖1 系統(tǒng)方案平面布置圖
圖2 管路分析圖
B 段路線分析:南、北人行道現(xiàn)狀管線擁擠,本次DN1200 污水壓力管布置在南側(cè)車行道,距離道路中心線1m,采用開挖施工,施工期需封閉中間兩個車道。
C 段路線分析:現(xiàn)狀C 路段為下穿路段,兩側(cè)輔道地下管線密集,考慮到規(guī)劃條件不允許,此路段無法將管網(wǎng)布置在現(xiàn)狀道路上。根據(jù)上文的路線分析圖可知,C 段管網(wǎng)還有條件自南淝河南岸開挖施工,現(xiàn)場調(diào)查后發(fā)現(xiàn)路線可實施性較大,但對現(xiàn)狀沿岸的綠化存在影響,需要遷改,同時需對水岸云錦小區(qū)北門道路進(jìn)行破復(fù)。
D 段路線分析:杏花泵站至合肥市圖書館西側(cè),該段開挖實施空間小,需頂管施工。部分開挖段與現(xiàn)狀管線較近,不易開挖施工,本次考慮設(shè)置在現(xiàn)狀道路和綠化交接處。采用開挖施工,施工期需封閉中間兩個車道。
3.1.1 琥珀箱涵截流泵站
圖3 A段管線綜合標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
圖4 B段管線綜合標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
圖5 C段管線綜合標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
混接面積為12.70hm2,綜合生活用地污水量指標(biāo)取值為0.85 萬m3/(km2·d),設(shè)計截流倍數(shù)為2,泵站規(guī)模為1000m3/d。與安豐巷污水泵站合建,中間采用隔墻分隔。本次設(shè)計污水泵站安裝2 臺潛污泵,1 用1 備。單臺流量Q=35L/s,揚程H=10m。
3.1.2 安豐巷污水泵站
泵站匯水面積0.5km2,綜合生活用地污水量指標(biāo)取值為1.0 萬m3/(km2·d),泵站規(guī)模為5000m3/d。本次設(shè)計污水泵站與琥珀箱涵截流泵站合建,安裝2 臺變頻潛污泵,1 用1 備。單臺流量Q=137L/s,揚程H=18m。本泵站設(shè)置離子除臭設(shè)施,處理風(fēng)量為8000m3/h。
混接面積為18hm2,綜合生活用地污水量指標(biāo)取值為0.85 萬m3/(km2·d),設(shè)計截流倍數(shù)為2,泵站規(guī)模為1500m3/d。本次設(shè)計污水泵站安裝3 臺水泵,其中2 臺泵用于截流:Q=52L/s,H=10m,其中1 臺水泵用于放空雨后箱涵內(nèi)積水,流量Q=306L/s,揚程H=10m。本泵站設(shè)置離子除臭設(shè)施,處理風(fēng)量為6000m3/h。
混接面積為80hm2,綜合生活用地污水量指標(biāo)取值為0.85 萬m3/(km2·d),設(shè)計截流倍數(shù)為2,泵站規(guī)模為6800m3/d。本次設(shè)計污水泵站安裝2 臺潛污泵,1用1備。單臺流量Q=118L/s,揚程H=12m。本泵站設(shè)置離子除臭設(shè)施(與劉郢泵站合用),處理風(fēng)量為35000m3/h。
劉郢泵站現(xiàn)狀規(guī)模為5.5 萬m3/d,位于清溪路和肥西路交口的西北角。目前泵站內(nèi)安裝污水泵4臺,3用1備,型號為 Q=1325m3/h、H=15m、N=90kW。由于水泵使用年限較長,運行效率低,本次考慮全部更換。
劉郢泵站(擴(kuò)建)規(guī)模為3 萬m3/d,擬建于現(xiàn)狀劉郢泵站西側(cè)。本次設(shè)計安裝5 臺潛污泵,4 用1 備。三臺大泵數(shù)值為:Q=427L/s,H=18m,兩臺小泵數(shù)值為:Q=214L/s,H=18m。本泵站設(shè)置離子除臭設(shè)施(與肥西路截流泵站合用),處理風(fēng)量為35000m3/h。
圖6 D段管線綜合標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
難點一:本次設(shè)計管道雖位于車行道下,但靠近南淝河處的部分管位下地質(zhì)情況較差,在管段深度大于8m 時還需考慮機(jī)械頂管,沉井還需采用高壓旋噴止水帷幕樁[2]保證施工安全。
難點二:現(xiàn)狀清溪路下存在供水、供電、熱力、燃?xì)獾榷鄺l管線[3],本次設(shè)計管道與現(xiàn)狀管線存在多處交叉,壓力管可根據(jù)實際交叉情況增加彎頭穿越現(xiàn)狀管,但同時需考慮管網(wǎng)局部高點或低點增設(shè)排氣閥或排泥閥,并復(fù)核水泵揚程條件。
難點三:泵站土建設(shè)計中,單體構(gòu)筑物埋深大、抗?jié)B要求高,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后,本次采用支護(hù)開挖方案,擬采用鉆孔樁+兩道鋼筋混凝土內(nèi)撐方式進(jìn)行支護(hù),因泵站臨近南淝河,為滿足基坑降水要求,樁間采用高壓旋噴止水帷幕并在地面設(shè)置排壓密注漿孔進(jìn)行填土段壓密注漿。
難點四:管段施工位于老城區(qū),交通影響較大[4],施工期需考慮好圍擋并做好交通導(dǎo)改措施,并減少對周邊居民的生活影響。
本次杏花污水調(diào)水工程既能盡快有效地解決區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀污水處理問題,保護(hù)區(qū)域內(nèi)水體水質(zhì),給王小郢污水處理系統(tǒng)調(diào)水提供另外一個通道,同時還能在望塘系統(tǒng)污水處理廠建成后相當(dāng)一段時期內(nèi)解決進(jìn)水量不足的問題,充分發(fā)揮污水廠的投資效益,使其能夠盡早達(dá)到設(shè)計負(fù)荷運行狀態(tài)。通過該項目可實現(xiàn)王小郢污水系統(tǒng)與望塘污水系統(tǒng)局部互聯(lián)互通,保障污水排水系統(tǒng)安全運行,為劉郢泵站及杏花泵站創(chuàng)造維護(hù)檢修條件。
綜上所述,老城區(qū)排水系統(tǒng)的改造不僅需要考慮規(guī)劃條件,還需考慮城區(qū)的實際建設(shè)情況,尤其本項目中的管道位于現(xiàn)狀城市道路下,管線復(fù)雜,交通密集,在保證項目實施目的的前提下,實際施工時也需要根據(jù)實際情況優(yōu)化施工方案,最小程度地減小對項目周邊地塊的影響。