广州城中村片区污水转输工程设计探讨

何思勤

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

0 引言

广州市水系发达，河涌众多，对城市起着排水，调节气候等作用[1]。然而由于近年来城市发展突飞猛进，人民生活水平日益提高，人口飞速增长，而城市基础设施相对落后，市政污水主管管径偏小，远期污水主管埋深深管径大，管道建设往往受征地、协调等问题影响，实施进度慢，沿线村落污水转输问题无法及时解决，造成污水溢流河涌，污染水体。本文以大源村片区污水的转输问题为例，就方案比选、设计、及存在问题等方面进行分析总结。

1 项目背景

大源村处于沙坑涌上游，为保证沙坑涌下游水质，石湖村军民路已设置一体化处理设施截流沙坑涌水，将涌水一部分引流至一体化处理设施，处理后排入沙坑涌中，一部分提升至现状d600污水管中。一体化设施现状污水处理量为1万t/d，将于2020年底撤除。

大源北路上已敷设d800~d1800污水管，保证污水的顺利收集转输，该管即将投入使用，近期接入到石湖村军民路现状d600污水管中，远期接入到白云五线规划污水主管中。

拟建白云五线道路工程及污水主管预计于2022年完成，2020年一体化污水处理设施撤除后石湖军民路d600现状管将成为大源村两大片区和石湖村南片区污水的唯一出路，现状管过流不及将导致污水溢流至沙坑涌中，造成水体污染。

为及时解决大源村两大片区和石湖村南片区的生活污水及工业污废水的转输问题，避免污水溢流至沙坑涌及其他水系，亟需采取措施保证污水转输。

2 存在问题

①一体化污水处理设施处理出水水质不满足沙坑涌水质要求。②污水系统主管管径偏小，整体管道过流能力不足，管道运行情况差，沿线村落污水无法顺利转输，污水溢流河涌。③在拟建污水主管工程随道路工程一同实施，受征地、拆迁、工程规模等因素影响，实施进度较慢，污水转输问题无法及时解决。④由于片区污水无法转输至污水处理厂，污水厂进水水量无法达到要求，影响污水厂的运行。

3 方案比选及论证

3.1 总体方案比选及论证

大源村南坑坑贺屋坑片区和主涌片区现状人口约20万人，现状污水量约4.5万t/d，最高日最高时污水量约2540m3/h，为解决该片区污水的转输问题，缓解下游管网压力，提出方案如下：

方案一：将大源村污水接驳至一体化污水处理设施中，延长现状一体化污水处理设施的服务期限，并对一体化污水处理设施进行提标扩容，直至远期白云五线d2000~d2400污水管道完成建设。

方案二：新建一座污水提升泵站及配套污水管，将片区内污水提升后，通过压力管沿市政道路转输至下游污水进厂主管中，管道总长约6km。待白云五线污水主管建成后，本方案重力管可与白云五线污水主管相接，压力管可与白云五线污水主管一同运行，减轻白云五线污水主管运行压力，同时提高污水主管检修的可实施性。

方案三：新建d1200污水重力管对大源村污水进行转输（管道总长约6km），并沿途收集部分村落的生活污水，与白云五线规划污水管道共同进行污水的转输和沿线村落污水的收集，并通过改接部分现状管，梳理整个污水系统。

表1 总体方案比选

通过以上方案比选，方案三对污水系统作用最大，但无法解决近期污水溢流，污水管网过流能力不足的问题；方案一实施进度快，但存在运营维护成本高，出水水质不稳定等问题；而方案二既能及时缓解下游污水管道的压力，避免污水溢流，又能缓解污水厂进水水量不足的问题，本工程推荐方案二。

3.2 泵站结构形式论证

泵站结构形式主要分为传统土建型泵站和预制一体化泵站。近年来一体化泵站在城中污水设计中得到广泛运用[2]，本工程考虑对传统土建型泵站和预制一体化泵站进行比选。

表2 泵站结构形式比选

对比泵站的结构形式，一体化泵站相比传统泵站所具有操作简单，对周围环境影响小等特点，考虑本工程用地、工期等问题，推荐采用预制一体化泵站。

4 方案设计

4.1 泵站位置的选取

考虑一体化污水泵站占地小、噪音小等优势，本工程拟将泵站设置于石湖军民路南侧沙坑涌边，现状为荒地，无征地、拆迁问题。

4.2 污水重力管设计

由于大源北路现状d1800污水管设计终点位于石湖军民路路口附近，与新建泵站之间仍有一段距离，新建污水重力管衔接现状污水管道与泵站，管道管径与现状管管径相同，取d1800。根据地面坡度与埋深控制，管道坡度取8‰，管道起点标高为23.82m，终点标高为18.50m。

4.3 污水压力管设计

根据本工程设计规模，污水压力管考虑最高日最高时污水的转输。根据规范污水压力管建议流速，本工程污水压力管管径采用DN800，高日高时水量流速为1.4m/s。

本工程服务范围内污水在被有效收集、提升后需接入到现状污水管网中。由于本工程服务范围内污水量大，下游污水管道管径小，无法满足过流需求，因此考虑将本工程服务范围内污水经压力管转输接入到106国道西侧d2400现状污水管中。

4.4 泵站设计

本工程泵站采用一体化预制泵站。根据最不利点反算污水出泵后所需压力，计算得到泵站所需扬程为22.82m，取25m；泵站规模为片区日均水量4.5万t/d，选泵时考虑最高日最高时水量，水泵单台流量为850m3/h，3用1备。

4.5 施工工法及管材确定

本工程重力管段管径大，埋深深，明挖施工对周边房屋影响较大，存在安全隐患，且相比顶管施工费用更高，因此重力管段采用顶管的施工工法；压力管段受地形影响较小，主要施工工法为明挖，针对穿过国道、主干道等重要节点，考虑采用顶管施工，尽量减小对交通的影响。

给排水管道的水管材质选择适当与否对于排水工程非常重要[3]，综合考虑管材性能、价格及管道压力，本次设计压力管采用焊接钢管，重力管（顶管）采用III级钢筋混凝土管，过河段采用焊接钢管。

5 工程实施效果分析

本工程实施后，大幅缩减了溢流河涌的污水量，改善水环境后减少因水污染而造成的经济损失等的间接效益；同时，通过优化水环境，美化居民生活环境，提高居民生活水平，提高市民的幸福感，有利于和谐社会的创建。