北方农村地区生活污水管网工程设计探索

王宏宇

WANG Hong-yu

（中电建路桥集团有限公司）

（Power China Road Bridge Group Co.，Ltd.)

1 工程概况

徐官屯村位于漷牛片区西南角，隶属于张家湾镇，距离张家湾镇中心直线距离约为10.2km，总体面积约为340 128m2(不包含村庄周边厂房及农业用地)，根据通州区2015年统计年鉴，徐官屯村目前总户数约为362户，现状人口总数约为960人。村庄西部及北部均为农业用地，东部紧邻三支沟，西部靠近二支沟，村庄西南部为北京汉将家具公司厂房。村庄南部为牛高路，该段道路车流量较大，为该片区的主要交通道路之一。

村庄内部主要道路为水泥硬化路面，宽约4m，次要道路宽约3m，住户与住户之间的间隔横向道路约为3m，村庄周边架有电力输送线。村庄建筑分布较不规律，部分地区房屋排布整齐，间隔道路宽敞，部分地区房屋分布较为杂乱且紧凑，管线施工难度较大。

徐官屯村建筑结构以一层平楼为主，高约4m，屋顶排水形式主要以散排为主。室外无污水管道，住户排水分为两路，厕所排水通过住户内置抽排设备抽排至化粪池，化粪池漏底下渗，厨房废水、洗涤废水都收集至渗井，村西北存在排水沟，高度为1m左右，向北排入凤岗碱河，其余大部分雨水均为散排。

2 现状问题

（1）徐官屯村现状室外无污水管道，餐厨废水和洗涤废水采用渗井方式排除，化粪池内污水也通过漏底下渗，常年累月导致土壤以及地下水中氮磷含量的集聚。不仅对土壤和地下水产生污染，而且由于地下水和地表水的互补作用，也会造成周边地表水体的富营养化 污染。

（2）村庄内多处排水沟渠淤堵严重。村庄内雨水排放多依赖于村道周边的排水沟渠，村舍的屋面雨水也多采用散水形式排放至屋外的排水沟。根据本次现场实际踏勘的情况，发现村庄内多处沟渠淤堵现象严重，通过了解，在暴雨季节会出现排水不畅、村道积水的情况。

3 污水量预测

3.1 用水量

华北农村地区用水类型包括自来水、井水和河水等。近年来随着新农村建设的推进农民生活水平日益提高，部分发达地区农村的用水量已接近城市居民用水量。根据《农村生活饮用水量卫生标准》（GB11730-89）和《农村给水设计规范》（CECS82-96），在结合调查当地居民的用水现状、生活习惯、经济条件、发展潜力等情况的基础上酌情确定用水量。华北地区农村居民日用水量标准可参考表1。

表1 华北地区农村居民生活用水量参考取值

3.2 排水系数

农村生活污水排放量应结合卫生设施水平、排水系统完善程度等因素确定，生活污水排放系数一般为总用水量的75%～80%。

3.3 收集系数

为了达到农村污水全收集全处理的目标，结合徐官屯村地势平坦和村舍集中的特点，确定本项目农村污水的收集系数按100%计。

3.4 污水量

根据对徐官屯村的现场走访及调查，确定徐官屯村村庄的类型属于“户内由给水排水卫生设备和淋浴设备”，用水量以120L/人·d计。污水综合排放系数以总用水量的80%计。

则徐官屯村的污水量可以按该公式计算：

式中：W为污水量，L/人·d；Q为用水量，L/人·d；m为污水综合排放系数。

代入相关数值，则漷牛片区的污水量计为96L/人·d。

根据调查了解徐官屯村户共362户，常住人口数为960人，流动人口为192人，规划人口数为1219人，确定本次设计徐官屯村生活污水量为117m3/d。

4 污水收集系统设计

4.1 概述

目前漷牛片区大多农村环卫管理薄弱，加之村民多年来形成的生活习惯，污水没有进行收集处理而是直接排放到附近的河流中，造成农村地表水环境恶化的同时，还严重威胁到地下水，甚至有的浅层地下水已经遭到污染，不能取用。由于漷牛片区农村排水方面基础资料缺乏，导致农村排水系统建设速度缓慢。本次方案通过实地勘察徐官屯村排水情况，分析区域特点，确定其污水收集方式和处理方式。

本区域污水处理设施的设置是根据村庄的布局，将联村的污水集中收集后建立污水处理站，独立的村庄单独建设污水处理厂站。

4.2 设计思路

坚持以雨污分流制为指导思想，把排水系统尽量按照雨、污分流制加以完善，污水系统的完善按照由大到小、先主干后分支、逐步推进，最终从源头上实现雨污分流；坚持做到与规划相协调、衔接一致的原则，设计管道的管位、管径尽量与规划一致；管道布置充分利用地形地势，尽可能采用重力自流，对部分低洼地区，污水管网很难靠自流纳入已建污水管，则采用泵站抽排。

充分注意支管网建设工程与周边现状、在建及拟建管网的协调配套，从实际出发，使工程便于实施，快速发挥工程效益[1]。根据污水量预测结果与排水体制的选择进行管道计算，排污管线原则上按远期计算水量一次设计、一次性完成。结合勘察和管线测量资料，优化设计，以减少施工难度和对环境的影响，采用合理施工方案和方法，减少施工周期，尽可能减少施工中对环境和交通等方面的影响。同时应做好对交叉管线、渠道的保护工作。

4.3 排水管线工程设计方案

徐官屯村目前无污水管网埋设，生活污废水收集后通过化粪池以及渗井下渗至地下。

根据现场勘察情况及施工条件，建议废除原来的渗井和化粪池，新建废水收集口和成品玻璃钢化粪池，建造一套完整的生活污水排放管网将化粪池污水与生活废水合并流入新建生活污水管网。

徐官屯村总体地形呈现中间高四周较低，且建筑分布密度总体均匀且集中，道路宽度较均匀，主道路约4m，支小路约3m，总体便于管道的埋设施工。徐官屯村北部和东北部生活污水经由新建污水管网向北最终汇入村庄北部大军沟截污管网中；徐官屯村西部、南部和东南部生活污水经由新建污水管网向西南最终汇入村庄西部徐龙沟截污管网中。

保留村庄内原有的排水沟渠，淤堵处进行清掏疏浚。同时，在村庄中部两条纵向道路上新建800mm宽钢筋砼排水沟，在村庄的东北角新建一条600mm宽钢筋砼排水沟，在漷大路上埋设一条D800-D1200雨水管。将村庄内雨水分成两个大的系统分别排入大军沟和徐龙沟两条水系中。

4.4 接户管设计方案

本次设计对接户管网进行了典型设计，通过典型设计，得出每户接户污水管的综合单价。本次接户方案的要点为：

①废除渗井，将厨房废水、淋浴废水以及洗涤废水排入接户管；

②废除原化粪池，将厕所污水接入新建玻璃管化粪池预处理后再排入室外污水管网；

③小吃厨房废水必须先经过隔油池处理后方能排入室外污水管网；

④厨房废水以及洗涤淋浴废水不得接入化粪池；

⑤房屋雨水不得计入污水管网中。

徐官屯村户共362户，接户管道接入户数为362户，接户率为100%。接户管网总体的接户标准为30m/户。

4.5 管材选择

本工程污水管管径主要集中在DN200～DN300，管材选用时既要考虑节省投资，又要考虑管材性能、供货和施工方便、工程上马快等因素。本工程推荐采用HDPE中空结构壁缠绕管。

4.6 管道竖向设计

应合理控制雨、污水管道起点埋深，给其他管道预留充裕的铺设空间，同时避免干管埋深过深，增加工程造价[2]；根据规范要求，并尽量结合现状地形，采用合理的管径及坡度，减少管道埋深，降低工程造价；管线的最小埋深不应小于覆土0.7m的要求，特别地段覆土＜0.7m时，应对管线做特殊处理；污水支管的埋深应保证沿途现状所有的接入点及小区内的污水管道的污水能顺利接入，且满足汇入截污干管的高程要求。

4.7 管道结构设计

根据高营村污水管网的总体设计，将本次管道参照地质勘测资料，污水管道沿线基础做法如下：

1）管道埋设深度≤1.5m

采用直立开挖断面，中粗砂基础，管基支撑角180°范围内的管底腋角部位必须采用中粗砂（或当地石粉）填充密实，不得用土或其他材料填充；管侧及管顶以上0.5m范围回填材料可用碎石屑、最大粒径＜40mm级配砂砾或沟槽开挖出的良质土。施工时应做好回填土颗粒级配试验，控制回填材料的最佳含水量。回填时不得损伤管道，在管道两侧和管顶以上50cm范围内应采用轻夯压实。分段回填压实时，相邻段的接茬应呈梯形，且不得漏夯。回填土回填距管顶800mm以内严禁压路机等重型机械碾压。

2）管道埋设于路面结构层、开挖深度＞1.5m，＜3.0m

为减少开挖路面量，采用撑板支护方式，直立开挖。回填与管道基础要求与上同。

3）管道埋设于路面结构层、开挖深度＞3.0m，＜4.0m

为减少开挖路面量，采用撑板支护方式，直立开挖。回填与管道基础要求与上同。

5 结语

长远来讲，农村污水治理任重道远。污水的产生、收集、输送、处理、排放构成了一个完整污水系统。通过这个系统，污染得到了遏制，黑臭水体环境明显改善，体现了污水治理的重要性。截污管网是治污的基础工程、源头工程，加快农村生活污水处理设施建设，特别是管网工程的建设，能从源头上防止污水横流直排进入河道。