某工业园污水管长距离输水可行性研究方案探讨

王涛

（湖北省城建设计院股份有限公司，湖北 武汉 430051）

1 工程概况

1.1 项目区位

石首市沿江产业园（图1），位于长江南岸，规划面积约57.0km2，下设张城垸工业园、新洲工业园和东升工业园三个园区。现状部分区域已开发，主要位于张城垸工业园内。

1.2 污水设施现状概况

沿江产业园区内目前仅有楚天大道一条现状城市道路，从现状张城垸工业园内起往东至终点规划经八路，总长约14.50km，在规划经三路至规划经五路路段内北侧敷设有一段污水管，服务于该路段上的一家企业，排至产业园污水处理厂，其余路段暂无现状污水管。

图1 沿江产业园区位图

现状沿江产业园污水处理厂位于东升园区规划经三路东侧，近期（2016～2020年）处理规模5000m3/d，中期（2021～2030年）规划处理规模15000m3/d，远期（2031～2045年）规划处理规模30000m3/d，主要服务东升工业园和新洲工业园两个园区。

1.3 工程范围及内容

随着产业园的不断发展建设，一些企业相继入驻，配套污水收集管网亟待完善建设。依据项目建设单位委托书，本工程污水收集的范围为楚天大道自规划楚一路至规划6号路（现状新洲社区附近）范围内两侧地块区域，地块面积约90公顷，不考虑楚天大道自规划6号路至现状沿江产业园污水处理厂（规划经三路东侧）沿线地块（图2）。

图2 污水收集范围示意图

2 工程总体方案

2.1 污水收集输送方式

本项目范围内地块污水，由管道收集后沿着现状楚天大道向东输送至位于东升园区的沿江产业园污水厂。

自规划楚一路至沿江产业园污水厂，路线总长度约10.7km。依据现状道路测量地形图，并结合现状实地踏勘，现状楚天大道总体较为平坦。规划楚一路至规划12号路这段长度约6.6km范围内,一般路段（除张城垸外堤上路两侧各100m路段）道路高程为34.2～36.0m，张城垸外堤上路两侧各100m范围路段道路高程为35.6～37.6m；规划12号路至沿江产业园污水厂这段长度约4.1km范围内,道路高程为32.4～34.0m。

污水管输水距离较长，且现状道路总体平坦、地下水位较高，若污水管全程采用重力流方式铺设，随着长度的延伸，埋深也相对越来越大，达到一定的深度后，为避免对施工以及后期的维护产生不便，需设置中途提升泵站。依据设计规范并结合本项目实际情况，针对污水收集输送方式，提出两种方案进行比选：①重力流+中途提升泵站；②重力流+压力流。

（1）方案一：重力流+中途提升泵站。在项目污水收集区域内以及至沿江产业园污水厂范围内，污水管均采用重力流方式。根据现状道路地形高程并结合污水管起端一般埋深，污水管在规划6号路处埋深已约为4.5m，随着向下游延伸，埋深也基本继续增大，下游至污水厂距离还有约9.3km，综合现状道路地形、污水管坡度、埋深及现状地质条件等条件，全程需设置3座中途提升泵站（图3）。

图3 方案一系统示意图

（2）方案二：重力流+压力流。在项目污水收集区域内，即自规划楚一路至规划6号路，该段长度约1.40km的范围内，污水管采用重力流方式，以便于道路两侧地块污水的收集；自规划6号路至下游沿江产业园污水厂，该段长度约9.30km的范围内，因不考虑道路两侧地块污水的收集且污水管在规划6号路处埋深已较大（约4.5m），污水管采用压力流方式（图4）。

图4 方案二系统示意图

（3）输送方式比选。上述两个方案中，由于在项目污水收集区域范围内均采用重力流，故仅对自规划6号路至下游终点污水厂范围内的污水输送方式进行比较。

通过表1综合比较，结合本项目实际情况，本工程污水管输送方式采用方案二。根据现状楚天大道两侧管线的埋设情况，污水管铺设在道路南侧。

2.2 污水提升泵站

目前，工程中常用的污水泵站主要有传统的钢筋混凝土和新型的一体化成品预制两种形式。两种形式的泵站比较如表2所示。

表1 方案一与方案二的比较

综合比较，本工程采用一体化成品预制污水泵站。

泵站埋设于规划6号路与现状楚天大道交叉口西南侧，即现状新洲社区村庄水泥路西侧农田地头，无拆迁，电力设施通达，条件良好（图5和图6）。

2.3 管材的选用

本工程污水管收集工业园区污水，需要较强的耐腐蚀性，且污水管径不大，重力管管径为DN500，压力管管径为DN350，综合比较常用的管材，选用塑料管材。重力流采用增强聚乙烯（HDPE）缠绕管，柔性橡胶圈接口，压力流一般路段采用聚乙烯（PE）实壁管，热熔连接。

2.4 附属构筑物

（1）检查井。重力污水管检查井采用抗渗及耐腐蚀的混凝土检查井，规格按照现行国标图集选择，设置间距按照现行设计规范执行。压力污水管上设置压力检查井。对于该类检查井，现行设计规范和国标图集并没有相关标准做法，参考建筑物内部排水管检查口及类似工程经验，在污水管上安装成品的法兰三通配件，采用法兰盲板密封，检修时打开法兰盲板即可，检查井采用砖砌。关于设置间距，现行设计规范并无规定，但若按照重力管道检查井最大间距设置，则长度约9.30km压力污水管压力检查井数量较多，系统运行隐患大，参考给水管阀门井设置间距，直线段上两个阀门井的间消火栓数量不宜超过5个，即按500m左右的间距设置。

表2 传统污水泵站与一体化污水泵站比较

图5 污水泵站站址卫星图

图6 污水泵站站址实景图

（2）排气阀。为防止水锤对管道及水泵的影响，在压力污水管的高点以及每间隔1000m处，设置用于排气的井，井内安装复合式自动排气阀。

（3）排空井。在管道的低点以及每隔一定距离处，设置排泥井，井内设排泥阀，湿井内的放空水可采用临时移动泵抽排的方式外排。

2.5 压力管过河

春风渠宽度约28m，河底距路面约3.5m，现状水深0.5m左右，无通航要求，参考类似工程做法，压力污水管采用钢管架空一跨过河，支墩采用浆砌块石重力式结构，埋设在两侧岸坡上。

3 结语

污水的长距离输送，是一个复杂的系统工程，需要结合诸多实际条件，对传统的重力流方式和压力流方式进行技术经济等多方面的综合比较，以确定较安全可靠、经济合理的运行系统方案。