某市截污干管工程设计的几点总结

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摘要：华南某市截污干管位于河道两侧河漫滩上，工程地质情况比较复杂，主要为淤泥质粘土和砂层，地下水位较高。本文根据设计施工过程的情况，对整个设计过程的过程和经验进行总结。

关键词：截污井；倒虹管；骑马井

中图分类号：TB21 文献标识码：A

1.工程概况

1.1项目简介

华南某市随着工业、经济的快速发展、城镇人口的增加，供水量和排放的污水量也逐渐增加。目前，生活污水和工业废水污染尚未得到有效控制，污染治理基础设施建设相对滞后，排水系统现状基本上为雨污合流制，大部分工业废水和全部生活污水直接排入江河，导致地面水环境污染，不仅影响当地居民的生活环境及身体健康，而且影响下游城市的用水安全，成为制约经济发展的重要因素。

兴建污水收集系统和集中污水处理厂是是实现可持续发展的根本保证、实现节能减排目标的有力措施。为了确保可持续发展，在经济高速发展的同时，保护好水体环境，实现经济效益、社会效益和环境效益的统一，必须兴建污水收集系统和集中污水处理厂。因此，根据城市总规将兴建一座污水处理厂，近期将城区部分雨、污合流直排系统改造为截流式合流系统，并将截流污水输送至污水处理厂处理。

1.2设计过程

（1）设计规模的确定

科学地预测污水量是合理确定管道系统、中途提升泵站及污水处理规模最重要的前提和基础。

污水量预测的方法有多种，如城市人口综合用水量、不同用地性质用水量预测法、单位建设用地水量预测法等。根据《某市城市总体规划》、《某市城市生活污水处理厂可行性研究报告》，其他现有规划资料及我院在类似工程中积累的经验，本项目采用城市人口综合用水量预测法设计城市污水量，并采用单位建设用地水量预测法或不同用地性质用水量预测法校核城市污水量。

对于合流制排水系统，截流倍数的选取关系到城市水环境控制目标。截流倍数与受纳水体的功能区划、环境容量、水文特性、工程投资、水厂规模等因素有关。截流倍数既要经济合理，又要技术可行，要兼顾环境效益、经济效益和社会效益。根据《室外排水设计规范》，在我国截流倍数一般为1~5。结合当地的具体情况，本工程设计合流污水截流倍数：n0=1.0。

城市生活污水处理厂配套截污主干管工程的服务范围为市中心城区江河两岸。近期旱季污水量为4x104 m3/d，雨季污水量为8.00x104 m3/d。远期污水量为8.0x104 m3/d。

综合上述污水量预测计算，根据近、远期水量结合原则，截污主干管工程规模定为8.0 x104m3/d。

（2）建设环境分析

根据当地城市建设情况及河流、排污状况, 在河流两岸设截污管会导致大量的征地拆迁，工程实施困难，工期难以保证。

岸边道路（排污口起点）标高（16.32m）与排污口标高(10.373m)相差较大，约6m，在岸边道路埋设截污主干管，将导致管道埋深加深，工程投资增加，同时需要设置污水中途提升泵站，增加运行、管理、维护费用。

而城市河道较宽、近岸河床标高（10.32m），与排污口标高相近，埋深设计可采用最小覆土，管道埋深较浅，工程投资少；可不设或减少设置污水中途提升泵站，降低运行、管理、维护费用。

河床由于水流的长期冲刷，工程地质条件通常较好，管道地基处理费用低。截污主干管既要能收集到现状污水，也要为以后改造为分流制留有条件。

（3）截污总体思路

沿河段在河床内设置截污主干管，具体形式采用河床内埋设污水管道，检查井井面为河床面。北岸截污主干管在用倒虹管过江、东岸截污主干管用倒虹管过江，与西、南岸截污主干管汇合排入污水处理厂。

城市生活污水处理厂厂址位于城市下游，自然地形地势为西北高，东南低，截污主干管的走向与水流向一致，可充分利用地形地势，污水采用重力自流，由于管道起点标高较低，导致后续管道埋深较大，因此可设中途提升泵站。

（4）近期截污形式

根据城区段现状排污口调查资料，排污口的性质有雨水、污水、雨污合流，排污口的形状有管道、箱涵；排污口尺寸：管道排水为d500~d1200，小到d200～d350，大到d1350，箱涵排水为0.5mx0.6m-1.75m~1.9m (黄海高程)。

截污方式：雨水管道不截污，保留其出口。污水及较小合流管道的截污采用检查井的形式直接引入截污干管污水检查井，尺寸较大的合流箱涵（边长大于0.7m）采用在箱涵和支流排出口附近设置截污沟截污，用管道将其旱流污水和初期雨水引入截污主干管检查井。

（5）远期污水收集

截污主干管远期作为城市污水主干管。随着旧城区改造，街区内雨、污合流管道将改造为雨、污水分流排水。建议充分利用现状雨污合流管作为污水排水支管，断面较大的箱涵和支流作为雨水排放设施。完全实施雨、污分流后，将箱涵和支流截污沟封堵。

（6）截污管道系统设计

截污管道总长度约11km，管道布置在河漫滩上。北岸截污主干管管径d500～d600，采用双管DN377X8倒虹管过江；鉴江东岸截污干管管径d700～d1000，采用双管DN720X10倒虹管过江；南岸截污干管管径d900~d1400。

2.设计经验

2.1管道定线

截污管道为重力流，线位的改变可导致后续管道标高的改变，从而引起流水不畅，管道淤积等问题。截污干管位于河堤内河漫滩上，部分河漫滩上有建筑物，管道是绕行还是拆迁建筑物，都需经过业主的确认。一方面减少变更量，确保后续管道标高，另一方面可防止重复勘察，节省工程造价。

2.2截污井设计

设计是对合流管道进行截污，截污井设计合理与否关系到污水处理系统的稳定运行。截污井近期起截流作用，截流生活污水和初期雨水；而远期排水体制为分流制，干管沿线需设置污水街坊井，可利用截污井作为街坊井，改造后污水支管和新建污水支管可通过截污井接入干管。考虑到截污井近远期作用不同，设计中截污井为两个井室，左侧井室起截流作用，通过两个井室之间的连通管控制截流量。右侧井室作为远期的街坊井，通过污水支管接入干管，其管径由远期污水量确定。截污井设计方式既可保证近期截流量，又可使远期污水支管顺利方便接入干管。

2.3 倒虹管设计

设计中有两处需设倒虹管。分别为北岸截污干管倒虹过江和东岸截污干管倒虹过江。两处倒虹管均设两条，一用一备，在进水井处设两道闸板进行控制。

倒虹管河水较深，施工工法采用顶管施工，考虑到顶管覆土的要求，倒虹管进出水井较深，维护清通较麻烦。为防止倒虹管道淤积，在进出水井处分别设置沉泥井，倒虹管设置坡度，在清通时，从高处向低处用水冲洗，使淤积物流向低处，利于清通。

2.4 骑马井设计

设计截污管道后半段约2km为顶管段，综合考虑顶管准确度和造价两方面因素，设计顶管间距确定为120m，顶管管径为d1400，按照规范d1400的污水管道检查井间距不宜大于100m，因此需在顶管段中间设置骑马井，以保证检查井井距在规范范围内。

2.5 河道转弯部分设计

管道局部位于河道的凹岸，处于水力冲刷段，时刻受到水力冲刷作用。本设计结合市政污水管道的规划，把截污干管位置迁移到河堤内规划路下，作为市政污水管的一部分，一方面河堤内施工条件和地质条件良好，可保证较好的施工质量和较低的施工造价，另一方面可保证截污管道的长久安全。

本方案与市政污水管结合，根据最新市政管线规划，提前设计施工，一方面作为目前的截污管道，等附近城区开发后，可作为以后市政污水管线，减少后续市政建设投资。

3 总结

城市生活污水处理厂配套截污主干管工程是一项较为复杂的地下工程，地质条件直接决定了工程造价和施工难度。需本着总结经验和吸取教训的态度，在以后的设计工作中，充分了解把握地质情况，不断完善设计工作。