楚紀鋒

（中電建生態(tài)環(huán)境集團有限公司，廣東深圳 518101）

濟南市是山東省的政治、經濟、文化中心。近年來城市經濟發(fā)展迅速，市政基礎設施飛躍發(fā)展，尤其是在城市水環(huán)境和水安全方面，政府做了大量的建設工作。但是，受城區(qū)雨污分流不徹底、排水系統(tǒng)混接錯接以及現(xiàn)行雨水系統(tǒng)建設標準偏低等因素影響，城區(qū)依然存在降雨時污水溢流、水體黑臭以及低洼地區(qū)積水易澇等問題。為創(chuàng)造宜業(yè)宜居城市環(huán)境、促進城市可持續(xù)發(fā)展、適應濟南市城市快速發(fā)展的需要，政府提出緊盯環(huán)境保護重點領域、關鍵問題和薄弱環(huán)節(jié)，著力解決突出環(huán)境問題，尤其是加快水污染防治。

1 工程概況分析

濟南市大明湖排水分區(qū)雨污分流改造工程建設范圍為濟南市城市六大污水分區(qū)中的大明湖污水分區(qū)，范圍位于中心城區(qū)中部，西起英雄山路、緯六路、無影山路，東至二環(huán)東路，建設用地面積約為81 km2，規(guī)劃城市人口約120 萬人。

2 城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1 城市雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1.1 雨水排水能力評估

濟南市中心城區(qū)建成區(qū)范圍內共有雨水管線3 117.3 km，其中，雨水干管或渠道共計1 576 km（不含支管）。根據(jù)前期調研，濟南市中心城區(qū)2000 年之前建設的雨水管渠，多為0.5～1 年一遇標準；2000 年至2006 年間建設的雨水管渠多為1～2 年一遇標準；2006年以后建設的雨水管渠多為2 年一遇以上標準。按照濟南市2015 年修訂后的暴雨強度公式，對中心城內所有的雨水干管和渠道進行排水能力評估。現(xiàn)狀雨水干管排水能力見表1?？梢钥闯?，濟南市中心城區(qū)39%的管線不滿足2 年一遇新規(guī)范要求的雨水管道設計標準。其中新區(qū)達標率較高，老城區(qū)達標率較低，整體難以滿足新規(guī)范的要求。

表1 現(xiàn)狀雨水干管評估統(tǒng)計表

2.1.2 內澇風險評估

內澇風險評估沒有成熟的經驗可以借鑒，最理想的是使用計算機進行現(xiàn)狀風險評估，因數(shù)據(jù)量巨大，本次采用多指標綜合評判法評估。評判指標確定為地形標高、現(xiàn)狀積水區(qū)域、是否是建成區(qū)和是否有雨水管網4 個。按其重要性4 個指標權重分別定為0.5、0.3、0.1、0.1?；贒EM 利用arcgis 進行高程分析，再采用與實際積水區(qū)域、現(xiàn)狀城建區(qū)域、現(xiàn)狀管網區(qū)域進行疊加分析，采用上述4 因子指標，將中心城分為高中低3 類內澇風險級別區(qū)[1]。

2.2 城市污水系統(tǒng)

2.2.1 污水處理設施

濟南市城區(qū)污水處理廠（站）共計41 座，其中10座已關停，4 座廠（站）作為中水回用處理設施，不外排，6 座廠（站）關停后改為其他用途。截至2020 年底，正常運行的現(xiàn)狀廠站共有31 座，總設計處理能力154 萬m3/d，日均處理量125 萬m3/d。根據(jù)污水廠站的設計規(guī)模，污水廠站分為大型污水廠、中型污水廠、小型處理站3 類。濟南市城區(qū)共有大型污水廠4 座（規(guī)模大于等于10 萬m3/d），中型污水廠6 座（規(guī)模3～10 萬m3/d），小型處理站21 座（規(guī)模0.3～3 萬m3/d）。

2.2.2 污水收集管網

1）基本情況。根據(jù)濟南市中心城區(qū)排水管網普查數(shù)據(jù)，截至2020 年底，濟南市中心城區(qū)已建設市政排水管（渠）總長度約5 428.3 km。其中，雨水管（渠）長度3 117.3 km，污水管（渠）長度2 160.6 km，合流管（渠）長度150.4 km（表2）。合流管（渠）主要分布在城中村、城鄉(xiāng)結合部、老舊社區(qū)范圍和部分市政道路下。

濟南市中心城區(qū)污水系統(tǒng)可劃分為9 大污水系統(tǒng)，自西向東分別為大金系統(tǒng)、濟齊路系統(tǒng)、濟濼路系統(tǒng)、大明湖系統(tǒng)、柳行頭系統(tǒng)、黃臺七里河系統(tǒng)、王舍人系統(tǒng)、董家（唐冶郭店）系統(tǒng)和孫村系統(tǒng)。

①大金系統(tǒng)：范圍西起濟南西編制組，東至二環(huán)西路，片區(qū)內污水以經十路為界，經十路以北的污水經收集后進入水質凈化四廠處理，經十路以南的污水經收集后進入臘山污水處理廠。②濟齊路系統(tǒng)：范圍西起二環(huán)西路以西，東至緯六路-無影山路，片區(qū)內污水經收集后進入水質凈化二廠處理。③濟濼路系統(tǒng)：范圍西起緯六路及無影山路，東至緯一路-東工商河，片區(qū)內污水經收集后進入濟南水質凈化一廠處理。④大明湖系統(tǒng)：范圍西起緯一路-東工商河，東至歷山路以西，片區(qū)內污水經收集后進入濟南水質凈化一廠處理。⑤柳行頭系統(tǒng)：范圍西起歷山路以西，東至全福河，片區(qū)內污水經收集后進入濟南水質凈化一廠處理，二環(huán)東路以東的污水經收集后進入水質凈化三廠處理。⑥黃臺七里河系統(tǒng)：范圍西起二環(huán)東路以西區(qū)域，東至大辛河，片區(qū)內污水以二環(huán)東路為界，道路以西污水經系統(tǒng)收集后進入濟南水質凈化一廠處理，道路以東污水經系統(tǒng)經收集后進入水質凈化三廠處理。⑦王舍人系統(tǒng)：范圍西起大辛河，東至東繞城高速，片區(qū)內污水經收集后進入濟南水質凈化三廠處理。⑧董家（唐冶郭店）系統(tǒng)：范圍西起東繞城高速，東至圍子山-膠濟鐵路-東巨野河，片區(qū)內污水經收集后進入唐冶污水處理站及董家污水處理廠處理。⑨孫村系統(tǒng)：孫村系統(tǒng)西起圍子山，東至西巨野河，片區(qū)污水經收集后進入孫村污水處理廠及巨野河污水處理廠處理[2]。

2）排水管線分布情況。①市政排水管線分布情況：濟南市中心城區(qū)內歷下、市中、槐蔭、天橋、歷城5 個行政區(qū)及高新區(qū)市政排水管線，各區(qū)內雨污水管（渠）分布相對平均，雨污合流管（渠）主要分布在天橋區(qū)，占比為30%，其次是市中區(qū)和槐蔭區(qū)，占比分別為27%和21%。②建筑小區(qū)雨污水管線分布情況：濟南市中心城區(qū)建筑小區(qū)排水管（渠）總長度約5 428.3 km，其中雨水管（渠）長度3 117.3 km，污水管（渠）長度2 160.6 km，合流管（渠）長度150.4 km。

3）雨污合流及雨污混接區(qū)域分布情況。近年來，隨著濟南市中心城區(qū)雨污分流工程的大力實施，建成區(qū)內已基本實現(xiàn)雨污分流，污水干管系統(tǒng)和支管網絡較為完善。因受城市區(qū)域發(fā)展不平衡和部分區(qū)域未實施雨污分流改造等因素影響，建成區(qū)部分地區(qū)仍存在雨污合流或雨污混接區(qū)域。

4）管網空白區(qū)分布情況。隨著城市的不斷發(fā)展，建成區(qū)內出現(xiàn)了局部管網空白區(qū)。根據(jù)2020 年濟南市城區(qū)排水管網普查結果，發(fā)現(xiàn)建成區(qū)內的管網空白區(qū)主要分布于城市東西區(qū)域，東部區(qū)域主要集中在唐冶、孫村及兩河片區(qū)，西部區(qū)域主要集中在陡溝、臘山片區(qū)和吳家堡片區(qū)。空白區(qū)需隨區(qū)域市政基礎設施建設而不斷完善污水收集系統(tǒng)，提高污水收集率[3]。

3 城市排水分區(qū)雨污分流改造工程施工要點

3.1 雨水溝

本水溝（箱涵）結構安全等級為二級，設計使用年限50 年，結構重要性系數(shù)1.0。工程抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.1，設計地震分組為第三組，建筑場地類別為Ⅱ類，場地特征周期0.45 s。工作環(huán)境類別為二（b），標準凍深為0.5 m，抗浮設計水位為設計地面，雨水暗溝（箱涵）利用自重進行抗浮。本工程雨水溝（箱涵）設計荷載：主干路——A 級；次干路、支路——B 級；綠化帶及人行道按人群荷載4 kN/m2，堆積荷載10 kN/m2用于計算雨水暗溝（箱涵）側墻。設計要求雨水暗溝（箱涵）基礎以原狀土為地基持力層，要求地基承載力特征值大于等于120 kPa。

本工程雨水溝均采用鋼筋混凝土結構。主體結構混凝土采用C3O，鋼筋采用HRB400，墊層采用C20 混凝土。雨水暗溝（箱涵）應沿長度方向設置變形縫，縫距25 m。當雨水暗溝（箱涵）地質情況有較顯著變化處，應加設變形縫?？p寬30 mm，采用聚乙烯低發(fā)泡填縫材料填塞，雙組分聚硫密封膏50 mm 厚封堵。雨水暗溝（箱涵）兩側采用素土回填，要求壓實系數(shù)不小于0.94。若雨水暗溝（箱涵）位于道路范圍內，按照道路要求進行基坑回填。

3.2 管道接口

承插式鋼筋混凝土管采用橡膠圈接口。企口鋼筋混凝土管接口采用橡膠圈接口。接口橡膠圈的性能指標應符合06MS201-1《混凝土排水管道基礎及接口》-40 要求，并應與管材配套供應。HDPE 管接口采用承插式連接，橡膠圈密封，接口橡膠圈的性能指標應符合06MS201-2《埋地塑料排水管道施工》-38、39 的規(guī)定，并應與管材配套供應。

3.3 管溝基礎及回填

3.3.1 管道基礎及回填

一般地質條件下，當?shù)鼗休d力特征值fak≥100kPa時，基底可鋪設一層厚度為100～200 mm 的中粗砂基礎層；當?shù)鼗休d力要求達不到標準要求，需要采用級配碎石對地基進行處理，將碎石分層鋪設擠實，壓實度大于等于95%，地基處理厚度為40 cm，與基礎同寬，地基處理后，承載力應滿足地基承載力要求；對軟土地基，地基承載力特征值fak＜55 kPa，采用拋石處理地基；或因施工原因地基原狀土被擾動而影響地基承載力時，必須先對地基進行加固處理，在達到規(guī)定地基承載能力后，再鋪設中粗砂基礎?；A表面應平整，其密實度應達到85%~90%。遇有地下水時，應采取可靠的降水措施，將地下水降至槽底以下不小于0.5 m，做到開槽施工。

管溝基礎。采用180 度砂石基礎，做法需符合國標06MS201-1-11。管道基底設計要求地基容許承載力P≥100 kPa。

管道位于車行道或人行道下時，采用3%水泥石屑回填，并加適量水拌合均勻后分層振動夯填，每層厚度200 mm 為宜，壓實度按CJJ 169—2012《城鎮(zhèn)道路路面設計規(guī)范》中道路路基設計要求。

管線道于綠化帶內時，采用素土回填，地面以下1.0 m 范圍內回填種植土?；靥顣r溝槽應無積水，回填材料從管底基礎面至管頂以上0.5 m 范圍內的溝槽回填材料可用碎石屑、粒徑小于40 mm 的砂礫、中粗砂。管底掖角部位必須用中砂或粗砂填充密實，與管壁緊密接觸，不得用土或其他材料填充[4]。

3.3.2 雨水溝基礎及回填

雨水溝地基承載力特征值應不小于120 kPa，當?shù)鼗休d力要求達不到標準要求，需要采用級配碎石對地基進行處理，將碎石分層鋪設擠實，壓實度大于等于95%，地基處理厚度為40 cm，與基礎同寬，地基處理后，承載力應滿足地基承載力要求。雨水溝位于車行道及人行道下時，采用3%水泥石屑回填，并加適量水拌合均勻后分層振動夯填，每層厚度200 mm 為宜，回填至雨水溝頂以上50 cm 范圍內；雨水溝位于綠化帶時，采用素土回填至綠化帶以下100 cm，地面以下100 cm范圍內回填種植土?；靥钔羶炔坏煤兴榇u、碎石及大于100 mm 的硬土塊。

3.3.3 檢查井及雨水口

1）檢查井。污水檢查井：管徑小于等于300 mm時，采用Φ700 mm 圓形混凝土污水檢查井；管徑大于等于400 mm 小于等于500 mm 時，采用Φ1 000 mm 圓形混凝土污水檢查井；管徑大于等于600 mm 小于等于700 mm 時，采用Φ1 250 mm 圓形混凝土污水檢查井；管徑為800 mm 時，采用Φ1 500 mm 圓形混凝土污水檢查井，詳見國標20S515《鋼筋混凝土及磚砌排水檢查井》-30、31；管徑大于800 mm 時，采用矩形直線混凝土檢查井，詳見國標20S515-43。管道覆土小于等于4.5 m 時，蓋板采用安全防護井蓋Y03B10-1，管道覆土大于4.5 m 小于等于6.5 m 時，蓋板采用Y03B10-2。

雨水檢查井。管徑小于等于300 mm 時，采用Φ700 mm 圓形混凝土雨水檢查井；管徑大于等于400 mm小于等于500 mm 時，采用Φ1 000 mm 圓形混凝土雨水檢查井；管徑大于等于600 mm 小于等于700 mm時，采用Φ1 250 mm 圓形混凝土雨水檢查井；管徑為800 mm時，采用Φ1 500 mm 圓形混凝土雨水檢查井；管徑大于800 mm 時，采用矩形直線混凝土雨水檢查井，矩形90°三通混凝土雨水檢查井；矩形90°四通混凝土雨水檢查井，詳見圖集20S515《鋼筋混凝土及磚砌排水檢查井》-80；90°扇形混凝土雨水檢查井；135°扇形混凝土雨水檢查井。

2）雨水口及連接管。雨水口：車行道下雨水口采用磚砌偏溝式四箅、六箅雨水口，做法詳見16S518《雨水口》-9～13，機動車道雨水口需加固。雨水口箅子采用防沉降球墨鑄鐵箅子（鑄鐵井圈、防盜型），詳見國標16S518-60、61。雨水口連接管：偏溝式雙、四箅雨水口連接管采用d300 mm鋼筋砼管，偏溝式六箅雨水口連接管采用d400 mm鋼筋砼管，均以大于0.01的坡度坡向干管。

3.4 施工方法

目前，常使用的排水管道施工方法有開槽施工、頂管施工和拉管施工。其中，在有條件的情況下應盡量采取開槽施工，可確保管道施工時對管線平面位置、管底標高、管道接口等工程質量有效控制；若確無開槽施工條件，可視現(xiàn)場條件采用頂管施工或拉管施工工藝。部分位于市政道路的大管徑污水管、雨水溝埋深較大，位于地下水位以下，需進行降水排水；現(xiàn)狀道路下方專業(yè)管線密集，需進行槽鋼或鋼板樁支護開挖，施工范圍需進行彩鋼圍擋；由于管位空間狹小，部分管溝改造需原位拆除重建，現(xiàn)狀污水管改造需考慮施工期間的施工導水，需制定詳細的施工導水方案，確保施工期排水安全。涉及管道更新改造的，位于管道開槽范圍內的應挖除，位于管道開槽范圍外的采用磚砌封堵廢除。

3.5 路面恢復

管道施工過程中，需破壞現(xiàn)狀道路，應對因管道施工破壞的道路進行原狀恢復，部分道路寬度小于6 m、路面破損嚴重的，結合本次工程全路面恢復；同時為了保證路面恢復效果，新舊路面需進行搭接。道路恢復按照城市主干道、城市次干道、城市支路及混凝土道路原狀恢復現(xiàn)狀道路[5]。

4 結束語

綜上所述，目前，各地區(qū)城市的快速發(fā)展與舊城區(qū)的改造升級中，雨污分流是各大城市改造升級的關鍵工程之一，本文通過實際的工程案例，通過分析該工程未改造前的城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，再采取對應的城市排水分區(qū)雨污分流改造施工技術對該工程進行改造升級，有效地解決了排水系統(tǒng)雨污分流問題，減少了污水對該城市的污染，使城市的環(huán)境整體得到提升，居民生活環(huán)境得到有效改善。