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污水管網存在的問題與改造設計要點
近年來舊路改造項目越來越受到政府的重視,各地也加大改造力度,積極推進地下管網建設。本文就漳州臺商投資區(qū)舊鎮(zhèn)區(qū)道路改造項目中污水管網改造設計提出了建議和看法。
舊鎮(zhèn)區(qū)污水管網改造主要為污水主干管、污水干管、污水支管、污水接戶管及沿舊鎮(zhèn)區(qū)內河兩側設截流管等,經過污水管網系統(tǒng)的建設,舊鎮(zhèn)區(qū)污水管道普及率一般可以達到 80%.本文污水管網改造主要介紹污水干管及支管的設計。
1 現(xiàn)狀管線調查
道路改造項目,地下管線較多,主要有雨水管線、污水管線、給水管線、弱電管線(電信、移動、聯(lián)通、有線等)、燃氣等,地上有電桿,進行污水管線改造之前需要調查現(xiàn)狀管線,為后期設計提供必要資料。(1)可以到各管線管理部門要現(xiàn)狀管線竣工圖,充分了解管線平面位置,管徑大小、埋設深度、水流方向及出口、弱電管線孔數(shù)等。(2)對地下管線建設年代較久,目前沒有圖紙可查的情況下,可以到養(yǎng)護管理部門了解要改造項目地下管線使用情況,使用年限,排水方向、出口及與周邊小區(qū)銜接情況。(3)了解項目改造基本情況后,還得對改造項目地下管線進行現(xiàn)場調查,從現(xiàn)狀檢查井蓋標記了解地下管線的種類,可以向周邊居民詢問雨水排向,污水排放出口等。(4)進一步安排測量人員進行地下管線測量及探測,各種地下管線位置、埋設深度、管徑大小、排水方向及出口等。
2 污水管網存在的問題
結合現(xiàn)場調查、測量結果及地下管線探測結果表明,目前污水管網存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)項目大部分路段沒有埋設污水管道。(2)由于歷史的原因,規(guī)劃調整的原因,部分路段埋設的污水管道上下游污水無法銜接。(3)已埋設的污水管道臨時接入雨水井,由于污水管道埋深較深,污水出口高程提高接入雨水井,致使污水管道淤積嚴重。(4)較早建設的排水管缺乏有效的管理,管網年久失修,堵塞、破損情況較為普遍,造成局部地段生活排水不暢和匯合污水滿溢問題,也造成了部分居民日常生活的不便和居住環(huán)境的破壞。針對目前污水管網中存在的問題,對污水管網進行改造,完善污水管網系統(tǒng),勢在必行。
3 污水管網改造設計要點
污水管網的改造設計應結合城市污水專項規(guī)劃,以完善污水管網為目的。改造設計前應對現(xiàn)狀管線進行調查測量,對改造路段的雨污水進行分流,新建污水管道。采用技術先進、便于施工及工程造價合理的改造方案,確保設計可實施性,減少施工中的不確定性因素,保證施工進度和施工質量,提高經濟效益。
3. 1 污水管網方案
(1)污水管網規(guī)劃方案。漳州臺商投資區(qū)舊鎮(zhèn)區(qū)道路改造項目主要為角海路、文圃大道、仁和東路、霞興路、鎮(zhèn)興路及僑興街等六條道路。該項目污水分四個出口排入污水主干管,霞興路、文圃大道、角海路及共和街各一個出口分別排入洪岱路、翁角路污水主干管,最終排入污水處理廠。改造項目污水管道結合現(xiàn)狀地勢布置,以重力流方式排水。污水管網平面規(guī)劃總圖,如下圖 1.
(2)污水管網優(yōu)化方案。由于征遷問題及工程造價控制問題,所以在霞興路與洪岱路交叉口處目前道路不具備實施條件,所以污水沿霞興路出口就無法接入洪岱路主干管。需要調整污水的走向,霞興路的污水先排入仁和路,再接入文圃大道污水管道,才能確保改造項目的污水全部接入主干管,最終進入污水處理廠。污水管網平面總圖優(yōu)化,如下圖 2.
綜上所述污水管道設計思路應根據市政污水專項規(guī)劃,結合道路縱坡、道路實施情況及周邊地塊標高等條件,對污水管道提出可實施的方案,使污水管道能更好的收納服務片區(qū)內的污水量。經優(yōu)化后的污水管網需報規(guī)劃部門批復后才能實施。
3. 2 污水管材選用
目前常用的污水管材主要有 HDPE 纏繞管、玻璃纖維增強塑料夾砂管等。這兩種管材具有水力性能好,沿程阻力小,耐腐蝕性能好,不用內外防腐,單根管道長,接口少,管道基礎簡單,接口密封性好,施工速度快。
參照地質報告沿線地下水位較高,地質情況差異較大(淤泥層、黏土層),管道極有可能發(fā)生不均勻沉降,當管道埋深較大時,管道的不均勻沉降極易造成管道接口破裂,引起滲漏;同時污水管道流程長,采用 HDPE 纏繞管可減小管徑,降低埋深。為保證施工質量與施工工期,經綜合分析,采用 HDPE 纏繞管作為污水管管材,更具安全、可靠性,符合本工程的現(xiàn)實情況和要求。
3. 3 特殊節(jié)點:污水倒虹吸設計
(1)由于舊鎮(zhèn)區(qū)水系發(fā)達,污水管道難免要穿越河道。當污水管道高程上無法穿越河道或高程與現(xiàn)狀構筑物(如箱涵、雨水管等)矛盾時需設置倒虹管,倒虹管的設計按《室外排水設計規(guī)范》(GB50014 -2006)(2014 版) 的有關規(guī)定進行,主要考慮如下幾點:①倒虹管設置管線盡量與河流斷面正交通過,以縮短倒虹管的長度;②倒虹管的管頂距規(guī)劃河底距離應滿足規(guī)范中的相關規(guī)定;③為防止倒虹管內污泥淤積,控制倒虹管流速應大于 0. 9m/s,并大于進水管內的流速。
(2)污水倒虹吸計算公式。倒虹吸管內的污水流動是依靠上下游管道中的水面高差(進、出水井的水面高差)H 進行的,該高差可以克服污水通過進、出水井及倒虹吸管時的水頭損失。倒虹吸管內水頭損失 H 計算公式及相關公式:
3. 4 污水管道施工方案
管道施工可視管道埋深、管徑大小、管道沿線地形以及周邊環(huán)境等合理選擇開槽埋管、定向鉆法及頂管法等方法進行施工。當管道埋深較淺、沿線場地較為開闊、周邊環(huán)境較為簡單時,可采用開槽埋管施工;當管道埋深較深、周邊環(huán)境較為復雜時,可采用定向鉆法施工或頂管法施工,其中定向鉆法施工適用于小口徑管道,目前較成熟的最大口徑為DN600,頂管法施工適用于大口徑管道。根據改造項目特點,擬采用開槽埋管施工。結合地質報告沿線地下水位較高,地質情況差(淤泥層較淺),為了減小開挖面積,擬采用溝槽兩側打拉森鋼板樁施工,圍護鋼板樁 + 水平支撐支護,由于地下水位較高,所以需采取合適的降排水處理。拔除鋼板樁時,要求開挖一段,埋設一段。當管線附近有房屋或其它設施時,采用支護進行保護,并加強監(jiān)測。
3. 5 污水管網改造設計還應考慮以下幾個方面
(1)合理確定改造后污水管道橫斷面位置,盡量布置在非機動車道內或避開車輪跡線位置;(2)污水高程控制應考慮小區(qū)污水出口的高程,地勢較低處的污水收集。污水管網改造要確保服務范圍內污水都能被收集;(3)市政污水管網改造預留支管應能與小區(qū)現(xiàn)狀污水管道做好銜接,確保小區(qū)污水能被收集到污水處理廠;(4)污水管道施工時應對現(xiàn)狀管線進行的保護,必要時采用加固措施。
4 結語
污水管網改造是比較復雜的工作,需通過現(xiàn)狀地下管線進行調查,弄清楚現(xiàn)狀污水的走向,分析現(xiàn)狀污水管網存在的問題。以漳州臺商投資區(qū)舊鎮(zhèn)區(qū)道路改造項目中污水管網改造設計為例,結合工程特點從污水管網方案、管材選擇、特殊節(jié)點、施工方案選擇等方面提出了在改造設計過程中的具體設計方法、設計要點和處理措施等,以提高市政工程建設的經濟性和安全性。
參考文獻
[1]王祥勇,王峰。 城市排水管道改造設計要點及施工工藝方案[J]. 中國市政工程,2009(3):69 -71.
[2]李駿。 市政管網改造設計要點探討[J]. 中國高新技術企業(yè),2011(7):14 - 15.
[3]室外排水設計規(guī)范 GB50014 -2006(2014 版)。
舊鎮(zhèn)區(qū)污水管網改造主要為污水主干管、污水干管、污水支管、污水接戶管及沿舊鎮(zhèn)區(qū)內河兩側設截流管等,經過污水管網系統(tǒng)的建設,舊鎮(zhèn)區(qū)污水管道普及率一般可以達到 80%.本文污水管網改造主要介紹污水干管及支管的設計。
1 現(xiàn)狀管線調查
道路改造項目,地下管線較多,主要有雨水管線、污水管線、給水管線、弱電管線(電信、移動、聯(lián)通、有線等)、燃氣等,地上有電桿,進行污水管線改造之前需要調查現(xiàn)狀管線,為后期設計提供必要資料。(1)可以到各管線管理部門要現(xiàn)狀管線竣工圖,充分了解管線平面位置,管徑大小、埋設深度、水流方向及出口、弱電管線孔數(shù)等。(2)對地下管線建設年代較久,目前沒有圖紙可查的情況下,可以到養(yǎng)護管理部門了解要改造項目地下管線使用情況,使用年限,排水方向、出口及與周邊小區(qū)銜接情況。(3)了解項目改造基本情況后,還得對改造項目地下管線進行現(xiàn)場調查,從現(xiàn)狀檢查井蓋標記了解地下管線的種類,可以向周邊居民詢問雨水排向,污水排放出口等。(4)進一步安排測量人員進行地下管線測量及探測,各種地下管線位置、埋設深度、管徑大小、排水方向及出口等。
2 污水管網存在的問題
結合現(xiàn)場調查、測量結果及地下管線探測結果表明,目前污水管網存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)項目大部分路段沒有埋設污水管道。(2)由于歷史的原因,規(guī)劃調整的原因,部分路段埋設的污水管道上下游污水無法銜接。(3)已埋設的污水管道臨時接入雨水井,由于污水管道埋深較深,污水出口高程提高接入雨水井,致使污水管道淤積嚴重。(4)較早建設的排水管缺乏有效的管理,管網年久失修,堵塞、破損情況較為普遍,造成局部地段生活排水不暢和匯合污水滿溢問題,也造成了部分居民日常生活的不便和居住環(huán)境的破壞。針對目前污水管網中存在的問題,對污水管網進行改造,完善污水管網系統(tǒng),勢在必行。
3 污水管網改造設計要點
污水管網的改造設計應結合城市污水專項規(guī)劃,以完善污水管網為目的。改造設計前應對現(xiàn)狀管線進行調查測量,對改造路段的雨污水進行分流,新建污水管道。采用技術先進、便于施工及工程造價合理的改造方案,確保設計可實施性,減少施工中的不確定性因素,保證施工進度和施工質量,提高經濟效益。
3. 1 污水管網方案
(1)污水管網規(guī)劃方案。漳州臺商投資區(qū)舊鎮(zhèn)區(qū)道路改造項目主要為角海路、文圃大道、仁和東路、霞興路、鎮(zhèn)興路及僑興街等六條道路。該項目污水分四個出口排入污水主干管,霞興路、文圃大道、角海路及共和街各一個出口分別排入洪岱路、翁角路污水主干管,最終排入污水處理廠。改造項目污水管道結合現(xiàn)狀地勢布置,以重力流方式排水。污水管網平面規(guī)劃總圖,如下圖 1.
(2)污水管網優(yōu)化方案。由于征遷問題及工程造價控制問題,所以在霞興路與洪岱路交叉口處目前道路不具備實施條件,所以污水沿霞興路出口就無法接入洪岱路主干管。需要調整污水的走向,霞興路的污水先排入仁和路,再接入文圃大道污水管道,才能確保改造項目的污水全部接入主干管,最終進入污水處理廠。污水管網平面總圖優(yōu)化,如下圖 2.
綜上所述污水管道設計思路應根據市政污水專項規(guī)劃,結合道路縱坡、道路實施情況及周邊地塊標高等條件,對污水管道提出可實施的方案,使污水管道能更好的收納服務片區(qū)內的污水量。經優(yōu)化后的污水管網需報規(guī)劃部門批復后才能實施。
3. 2 污水管材選用
目前常用的污水管材主要有 HDPE 纏繞管、玻璃纖維增強塑料夾砂管等。這兩種管材具有水力性能好,沿程阻力小,耐腐蝕性能好,不用內外防腐,單根管道長,接口少,管道基礎簡單,接口密封性好,施工速度快。
參照地質報告沿線地下水位較高,地質情況差異較大(淤泥層、黏土層),管道極有可能發(fā)生不均勻沉降,當管道埋深較大時,管道的不均勻沉降極易造成管道接口破裂,引起滲漏;同時污水管道流程長,采用 HDPE 纏繞管可減小管徑,降低埋深。為保證施工質量與施工工期,經綜合分析,采用 HDPE 纏繞管作為污水管管材,更具安全、可靠性,符合本工程的現(xiàn)實情況和要求。
3. 3 特殊節(jié)點:污水倒虹吸設計
(1)由于舊鎮(zhèn)區(qū)水系發(fā)達,污水管道難免要穿越河道。當污水管道高程上無法穿越河道或高程與現(xiàn)狀構筑物(如箱涵、雨水管等)矛盾時需設置倒虹管,倒虹管的設計按《室外排水設計規(guī)范》(GB50014 -2006)(2014 版) 的有關規(guī)定進行,主要考慮如下幾點:①倒虹管設置管線盡量與河流斷面正交通過,以縮短倒虹管的長度;②倒虹管的管頂距規(guī)劃河底距離應滿足規(guī)范中的相關規(guī)定;③為防止倒虹管內污泥淤積,控制倒虹管流速應大于 0. 9m/s,并大于進水管內的流速。
(2)污水倒虹吸計算公式。倒虹吸管內的污水流動是依靠上下游管道中的水面高差(進、出水井的水面高差)H 進行的,該高差可以克服污水通過進、出水井及倒虹吸管時的水頭損失。倒虹吸管內水頭損失 H 計算公式及相關公式:
3. 4 污水管道施工方案
管道施工可視管道埋深、管徑大小、管道沿線地形以及周邊環(huán)境等合理選擇開槽埋管、定向鉆法及頂管法等方法進行施工。當管道埋深較淺、沿線場地較為開闊、周邊環(huán)境較為簡單時,可采用開槽埋管施工;當管道埋深較深、周邊環(huán)境較為復雜時,可采用定向鉆法施工或頂管法施工,其中定向鉆法施工適用于小口徑管道,目前較成熟的最大口徑為DN600,頂管法施工適用于大口徑管道。根據改造項目特點,擬采用開槽埋管施工。結合地質報告沿線地下水位較高,地質情況差(淤泥層較淺),為了減小開挖面積,擬采用溝槽兩側打拉森鋼板樁施工,圍護鋼板樁 + 水平支撐支護,由于地下水位較高,所以需采取合適的降排水處理。拔除鋼板樁時,要求開挖一段,埋設一段。當管線附近有房屋或其它設施時,采用支護進行保護,并加強監(jiān)測。
3. 5 污水管網改造設計還應考慮以下幾個方面
(1)合理確定改造后污水管道橫斷面位置,盡量布置在非機動車道內或避開車輪跡線位置;(2)污水高程控制應考慮小區(qū)污水出口的高程,地勢較低處的污水收集。污水管網改造要確保服務范圍內污水都能被收集;(3)市政污水管網改造預留支管應能與小區(qū)現(xiàn)狀污水管道做好銜接,確保小區(qū)污水能被收集到污水處理廠;(4)污水管道施工時應對現(xiàn)狀管線進行的保護,必要時采用加固措施。
4 結語
污水管網改造是比較復雜的工作,需通過現(xiàn)狀地下管線進行調查,弄清楚現(xiàn)狀污水的走向,分析現(xiàn)狀污水管網存在的問題。以漳州臺商投資區(qū)舊鎮(zhèn)區(qū)道路改造項目中污水管網改造設計為例,結合工程特點從污水管網方案、管材選擇、特殊節(jié)點、施工方案選擇等方面提出了在改造設計過程中的具體設計方法、設計要點和處理措施等,以提高市政工程建設的經濟性和安全性。
參考文獻
[1]王祥勇,王峰。 城市排水管道改造設計要點及施工工藝方案[J]. 中國市政工程,2009(3):69 -71.
[2]李駿。 市政管網改造設計要點探討[J]. 中國高新技術企業(yè),2011(7):14 - 15.
[3]室外排水設計規(guī)范 GB50014 -2006(2014 版)。
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