雨污分流改造中特殊情况下渠箱内挂管几种形式及优缺点

2021-12-16于龙岩朱燕飞郜建杰

城市道桥与防洪 2021年11期

于龙岩，朱燕飞，郜建杰

（1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安 710000；2.中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁沈阳 110179）

0 引言

渠箱，或称地下箱涵，是广州地下排水管道的一种，多由过去的排水明涌、明渠改造封盖而来[1]。

2018年7月26 日，为全面贯彻党的十九大精神，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，按照习近平总书记在全国生态环境保护大会上的重要讲话精神和习近平总书记对广东“四个走在全国前列”的工作要求，推进落实国务院《水污染防治行动计划》中关于黑臭水体治理的工作部署，全面完成2020年黑臭水体整治任务，广州市制定了《广州市全面剿灭黑臭水体作战方案（2018—2020年）》（以下简称“《作战方案》”）。

《作战方案》提出：全面贯彻党的十九大精神，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面践行党和国家关于生态文明建设特别是黑臭河涌治理的决策部署，按照市委、市政府营造更干净、更整洁、更平安、更有序城市环境的要求，在上一阶段全市黑臭河涌整治工作基础上，全面推动水环境综合治理向纵深发展，着力剿灭黑臭水体，着力促进水环境的根本好转，着力营造宜居宜业的城市水生态环境，为实现“四个走在全国前列”奠定坚实的生态环境基础。

坚持找准“敌人”。充分认清“问题在水里，根源在岸上”，深入查找排水口，从违法排水、工业废水污染、农业面源污染、排水设施隐患等方面，全面摸清导致污水溢流的每一个“敌人”，为全面作战提供精确的目标指向。

《作战方案》通过3 a 的时间，打赢黑臭水体剿灭攻坚战，实现全市水环境质量得到明显提升。到2018年底，35 条黑臭河涌整治全面实现“长制久清”；152条黑臭河涌整治完成不少于92 条（60%），其余60 条黑臭河涌整治取得明显实效；全市污水处理能力达570 万m3/d，城镇污水处理厂进水氨氮年平均浓度达到19.2 mg/L。到2020年底，187 条黑臭河涌全面消除黑臭并实现“长制久清”；全市污水处理能力达770 万m3/d，公共污水收集处理系统基本完善，城镇污水处理厂进水氨氮年平均浓度达到23.6 mg/L。

基于上述大背景，广州市各区开展以河涌排水口整治为切入点，大力提升污水收集处理效能。将有序推进合流渠箱改造纳入《作战方案》主要任务。按照“摸清底数、一渠一策、制定方案、分步实施”的原则，在152 条黑臭河涌主要合流渠箱中选取试点，逐步开展改造工作。为开展整治工作的黑臭河涌，具备条件的，同步实施流域内合流渠箱的改造工作。

本文结合工程实例，针对老城区房屋侵占、骑压渠箱，导致渠箱两侧无空间实施工程的特殊情况，提出几种在渠箱主体结构范围内新建管道的形式，并综合论述几种形式的优缺点。

1 工程概况

某工程位于广州市中心城区。由于城市发展进程的加快和城市人口密度增大，现状渠箱两侧已建满房屋，如图1、图2 所示。房屋的生活污水通过渠箱侧壁直接排入渠箱内，如图3 所示，影响河涌水质。又由于现状房屋密集，空间受限，渠箱两侧直接骑压在渠箱上，没有空间实施工程[2]。

图1 现状渠箱两侧构筑物实拍

图2 现状渠箱两侧构筑物示意图

图3 渠箱内排口照片

2 改造方案

由于现状渠箱两侧骑压房屋严重，且为合法住宅，有产权证，现场无条件再新建一条排水通道。为避免拆迁，本工程方案考虑保留利用现状合流渠箱改造为雨水渠作为雨水主通道，同时在合流渠箱内新建污水管收集渠箱两侧沿线房屋直排污水。具体方案如下：

2.1 方案一：渠箱底埋管

为避免新建污水管侵占渠箱过流断面，在渠箱下部敷设新建d300Ⅱ级钢筋混凝土污水管。渠箱两侧污染源通过DN 150 UPVC 管与转接弯头，接入新建的污水主管中，如图4 所示。新建污水主管通过密封井盖与现状渠箱保持“雨污分流”，避免污水深入雨水渠箱。检修时，通过上下层井盖进行养护。

图4 渠箱底埋管示意图

优点：新建污水管未侵占渠箱过流断面，不影响渠箱过流能力。

缺点：新建污水管位于渠箱底部，管道日常检修和维护存在困难。

2.2 方案二：渠箱内单边挂管

本方案采用在渠箱内支架挂管的方式，敷设一条d300 的污水主管，如图5 所示。管材采用HDPE双壁波纹管，支架做法参照国标图集03S402 P69。渠箱内两侧排污口利用DN 150 接驳管就通过渠箱顶部横接入污水主管。DN 150 接驳管采用管卡固定在渠箱箱壁，避免雨季流速大将接驳管冲毁。

图5 渠箱内单边挂管示意图

优点：单侧新建管道，占用渠箱过流断面面积较小，对渠箱过流能力影响小；采用HDPE+支架的形式，施工进度快。

缺点：（1）主管支架部分容易钩挂垃圾，影响渠箱过水。（2）DN 150 接驳管与水流方向垂直，当渠箱内流速过大或满流时，容易将接驳管冲断、冲走。（3）管材为轻质材料，当渠箱内水位高于挂管高程时，管道抗浮、接口密闭都存在问题隐患。

2.3 方案三：渠箱内双边挂管

在渠箱尺寸较大，能够充分满足过流能力的情况下，在渠箱两侧各新建一条d300 污水管，分别接收渠箱两侧直排的污水，管道底部采用素混凝土支座支撑，如图6 所示。污水管道采用离心球墨铸铁管（GB/T26081—2010）[3]，管道应采用ISO 9001 系列标准进行生产。污水用球墨铸铁管和管件防腐应满足以下要求：

图6 渠箱内双边挂管示意

（1）管道内图层采用高铝水泥砂浆，其中氧化铝含量大于50%，内涂的水泥砂浆必须满足现行国家标准《球墨铸铁管和管件水泥砂浆内衬》（GB/T 17457—2009）[4]的要求。该工艺应在生产厂家内完成。

（2）管道外涂层采用外表面带综饰层的喷锌涂料（GB/T 17456.1），锌涂层质量的平均值不应小于130 g/m2，局部最小值不应小于110 g/m2。综饰涂层为沥青漆综饰层干膜平均厚度不小于70 μm。不超过250 μm，局部厚度不小于50 μm。

渠箱内污染源排口采用DN 150 球墨铸铁管接驳，邻近的排口通过三通或四通相连，汇集后接入污水主管，如图7 所示。

图7 渠箱内污染源点接收示意图

优点：保证了管道在渠箱内的稳定性和牢固性，避免雨季流量过大时冲毁污水管道。

缺点：两侧建管占用渠箱断面过多，应充分校核渠箱过流能力，确保不影响雨季过流产生内涝的情况下，方可采用此方案。

3 结论

本工程最终选用方案三，采用渠箱内双边挂管形式，如图8 所示。经水力计算及过流能力校核[5]，原渠箱过流恰好满足2 a 一遇，过流流量6 008 L/s。工程完工后，过流能力为4 953 L/s，满足1 a 重现期要求。过流能力减少1 055 L/s，经业主与专家论证，不会造成新的水浸点，满足工程要求。