某城市主干路雨污分流改造项目难点问题与对策研究

邓 剑

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

我国许多城市旧城区的排水系统受早期经济、技术与理念等因素制约，大多是采用雨污合流制，而截流式合流制系统是目前比较常用的解决方案。由于城市旧城区存在大范围的合流制区域，在实际运行过程中，一方面造成雨季合流污水通过溢流排入下游水体导致污染，另一方面大量合流污水进入污水处理厂，增加了污水处理厂运行负荷，且进水污染物浓度低还导致了污水厂处理效率下降[1-2]。

本文以天水市羲皇大道雨污分流改造工程为例，介绍了旧城区主干路雨污分流改造的主要思路及具体措施。并针对同一条道路同期实施雨污分流改造、有轨电车、综合管廊多专业交叉问题进行了分析，对实施过程中的重点、难点问题进行总结。

1 项目背景

天水市有轨电车示范线工程位于甘肃省天水市，一期工程1 号线于2020 年5 月1 日正式开通运营，是我国西北地区首条有轨电车。本项目为天水市有轨电车二期工程，线路全长21.597 km，新建车站19 座（高架站1 座、地面站18 座）、停车场1 处，同步实施建设羲皇大道雨污分流改造工程、综合管廊工程。二期项目建成后将极大加强秦州区和麦积区之间的联系，成为天水市城区东西方向的公共交通骨干线路。

羲皇大道是横穿天水市秦州、麦积两区的核心主干道，建设期较早，整体风貌趋旧，路面破损状况严重。有轨电车及综合管廊的实施，改变了原有道路断面型式及地下管线布局，亟需通过道路改造实现地上、地下空间的协同发展。

2 排水系统现状

天水市属于合流制排水系统建设的城市，因为历史原因，绝大部分地区都已按雨污合流制建设。本次羲皇大道道路改造范围内红线宽度50 m，道路等级为城市主干路。道路排水体制为雨污合流式，道路南北两侧非机动车道下方各有1 根雨污合流管道，管径为d500～d1650 mm，下游按系统分别排入相交道路的雨污合流管道，最终通过截污管道排入污水处理厂。通过现场踏勘发现，还存在个别沿街居民、商户等向雨水口倾倒污水、私接污水管道现象。

此外现状道路范围内管线种类较多，包括现状雨污合流管道、给水管道、燃气、热力、电力、电信等。典型道路管线横断图如图1 所示。

图1 典型道路管线横断图

3 改造措施

3.1 新建雨、污水管道

按照《天水市城市总体规划（2015-2030 年）》规定，天水市城市新建（扩建）街区采用分流制；原有污、雨合流制排水系统采用不完全分流制，并逐步改造为分流制。工业企业废水，必须经过处理达到GB/T 31962—2015《污水排入城市下水道水质标准》后，方能排入城市污水管网。城市污水通过城区排污管网系统汇集进入城市污水处理厂。

设计标准如下。

（1）雨水工程

本项目暴雨强度公式采用天水市暴雨强度公式：

其中q 为设计暴雨强度（L/s·ha）；P 为设计重现期（年），本设计P=3；t 为降雨历时。径流系数ψ：市政道路ψ=0.9，绿化带ψ=0.15。

（2）污水工程

污水管道设计流量计算采用面积负荷法，即管道服务面积与面积比流量乘积，再乘以生活污水量总变化系数而得。根据《天水市城市总体规划（2015-2030年）》及其他相关规划资料确定本设计区域面积内面积比流量为0.45L/（s·hm2）。

（3）设计方案

羲皇大道红线宽度为50 m，根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》，本工程沿道路两侧布置雨水管道。羲皇大道两侧地势总体上呈南高北低特征，因此南侧雨水管道主要收集路面及羲皇大道南侧地块范围内的雨水，管径d500～d800 mm，道路北侧雨水管道主要负责收集路面雨水，管径d500～d1350 mm；此外在道路南侧新建1 根d400～d600 mm 污水管道，用来收集道路南侧地块的污水。新建雨水管道采用钢筋混凝土管，污水管道采用钢带增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管。

此外分别在地块内及相交路口处预留支管及街坊井，以期为远期排水系统预留条件。现状破损的雨水口予以拆除新建，并根据现场走访调查结果，在易积水路段增设雨水口。既有雨污合流管道因建设年代较为久远，疏于养护，运行状况较差，设计在完成新建雨污水管线后予以废除。

3.2 新建弃流井

羲皇大道道路两侧地块尚未实现雨污分流改造且尚未有雨污分流改造计划。如将道路红线外的合流管道统一接入新建雨水管道，将会造成下游水体污染；统一接入新建污水管道，将会造成雨季入水水量超出污水处理厂处理能力、出水水质不达标等危害。

本工程设计将现状接入羲皇大道的合流管道接入拟建雨水支管的弃流井内：非雨季时，居民污水通过弃流井的弃流管排入新建污水预留支管街坊井内；雨季雨水流量增加时，雨水溢流排入新建预留雨水支管。弃流井采用钢筋缓凝土检查井，弃流管采用d400 mm 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，弃流井结构图、弃流系统示意图如图2、图3 所示。

图2 弃流井结构图

图3 弃流系统示意图

待羲皇大道两侧地块按规划实现雨污分流改造后，再相应地将地块雨水、污水接入本工程预留街坊井，实现雨污分流。

3.3 初期雨水净化

考虑有轨电车对既有道路断面的影响，本项目道路设计断面取消了绿化带，导致无法通过生物滞留带、生态树池等海绵设施净化初期雨水。雨水口作为收集城市道路径流雨水的起端构筑物，不仅将路面的雨水排入市政雨水管网，同时还会引入泥沙、树叶、生活垃圾等污染物。本工程设计采用增设截污装置的环保型雨水口以替代传统的雨水口，以对初期径流雨水进行源头净化的作用[3]。

3.4 沿街商户污水处理

理发店的废弃毛发、含有大量油脂残渣的餐饮业污水进入污水系统后，会在一定程度上造成污水管道的淤积、堵塞等危害。针对此类问题，根据不同的商户性质提出针对性的解决方案，如在理发店的排污口增设毛发收集器，在餐饮业商户的排污口增设隔油池等。

3.5 道路路基回填压实

羲皇大道建设年代久远，道路交通量较大、重车比例高，路基已具有较大的密实度。为避免因新建雨污水管线工程的沟槽开挖及回填造成新旧路基压实度差异导致的交接处不均匀沉降问题，结合本工程管线开挖范围，设计在路基顶面满铺双向土工格栅，纵横向抗拉强度≥50 kN/m。

4 难点问题分析

4.1 管道布置与综合管廊、有轨电车多专业交叉

羲皇大道综合管廊位于道路路中线，形式为双舱综合管廊，分别为热力舱和综合舱。入廊管线包括热力、给水、电力、电信管线。管廊总宽度为9.35～11.5 m，高度为4.1 m，总长度约为11.64 km。雨污水管线为重力流管线，埋深随着管线长度的增加而增加，新建雨污水横向过路管如果埋深过大，在与综合管廊交叉时，将造成综合管廊局部下弯进行避让，进而增大管廊埋深，增加基坑支护难度，同时也会增加管廊纵断折点，影响廊内管线布置及人员通行、操作；同时，与综合管廊共线段的有轨电车采用无砟轨道，基床厚度1.2 m，结构分别为0.4 m 厚的基床表层以及0.8 m 基床底层。新建雨、污水横向过路管埋深需大于1.2 m，以避免对有轨电车基床造成影响[4]。排水管道与综合管廊、有轨电车相对位置关系如图4 所示。

图4 排水管线位置示意图

在设计新建雨、污水管线时，需根据道路纵坡、相交道路排水下游规模等因素综合考虑雨、污水管线的管径、坡度以及系统划分，合理控制管线埋深，在尽量减小管线埋深的同时做到规避新建管线侵占有轨电车路基。还需与有轨电车、综合管廊专业紧密配合，为车站建筑、区间给排水等专业提前预留排水支管，在平面布置中也要避让综合管廊的分支口。

4.2 主干路交通导行

天水城区地形狭长，东西长约40 km，南北宽约1～4 km，是典型的带状河谷城市。羲皇大道作为横贯天水市的城市核心主干道，车流量大、行人众多且周边无其他可替代道路。有轨电车二期项目涉及有轨电车工程、综合管廊工程以及市政道路改造三部分，工期长、工作面分散、施工期间多工序交叉作业。因此，尽可能减少因工程施工对现状羲皇大道行车、行人造成的影响是本工程交通导行方案的重点与难点。

交通导行方案的制定所考量的主要因素之一便是新建管线沟槽开挖范围。新建管线横断面的布置，需满足GB 50289—2016《城市工程管线综合规划规范》中相关要求，在缺少管线断面规划资料时还应使检查井盖尽量避开车辙，提高行车舒适性。在满足前述各交叉专业要求确定管线开挖深度后，还应结合地勘资料、管线调查资料等，合理确定沟槽开挖边坡系数，适当情况下还可采取钢板桩等支护措施，以缩小开挖上口宽度，减少施工围挡的封闭范围。

4.3 管线物探存在误差

建设单位提供的管线调查资料为本工程实施前几年所测得，期间羲皇大道又局部新建了热力、给水等管线，各产权单位提供的竣工图与现场实际存在较大出入，加之管线物探技术的限制，因此新建雨污水管线沟槽的开挖过程中不可避免地会遇到一些未知管线，一方面影响重力流管线的施工，另一方面也影响了施工安全性。

建议在沟槽开挖前由建设单位委托相关单位对既有管线调查资料进行复核，确保物探资料的准确、详实，必要时可现场挖探坑刨验后再进行开挖。施工时由排水系统下游向上游进行施工，遇到未探明的管线及时与建设单位、相关产权单位、设计单位等沟通，对未知管线联系产权单位、建设单位等进行相应的迁改、保护或开展设计方案的变更工作[5]。

4.4 排水下游问题

羲皇大道沿线现有东十里村、慕滩村等数个村镇，本次雨污分流改造工程部分雨水需排入上述村镇内的既有管线，此类管线主要服务于村镇且产权归村镇所有，施工过程中出现部分村镇禁止本次新建的市政雨污水管线下游接入的情况，导致工程停滞，影响项目进度。鉴于雨污水管线为重力流的特殊性，施工前需提前对排水下游规模、高程、权属单位等进行核实。

4.5 全面“合改分”的实施难度

雨污分流改造是一项复杂且庞大的系统性工程，彻底的“合改分”面临着诸多困难：

（1）既有市政道路地下管线错综复杂，新建管线路由紧张。

（2）逐片的雨污分流改造工程量大，总体投资高，对当地政府部门的财政支付能力提出较高要求。

（3）对民生影响较大。旧城区大多车流量大、行人众多，雨污分流改造工程大多实施周期较长，将对居民出行、城市交通等方面造成较大影响。

（4）全面实现雨污分流，需要当地政府部门的决心以及相应配套资金的落实，在绝大部分区域均为雨污合流制的情况下，单独改造某一条道路或某几个小区，而后续的改造如果无法连续落地，将会成为浪费资金而没有明显效果的“半拉子”的工程[6]。

（5）改造后仍可能出现排污管道私接、混接的现象，雨污分流效果大打折扣。

5 结论

（1）雨污分流改造工程不同于传统意义上的新建管线工程，尤其是在城市旧城区施工，人口密集、建筑密度大、交通量大、地下管线错综复杂，需根据改造道路的具体情况，因地制宜地提出有针对性的可行方案。

（2）在现场实际情况与管线物探资料存在出入时，管线沟槽开挖过程中不可避免地会遇到未探明管线。一方面需做好应急预案，避免挖断管线造成施工安全事故，另一方面应及时与建设单位、管线产权单位、设计单位等进行沟通，现场灵活处置，有条件的进行管线的迁改或就地保护，不具备迁改、保护条件情况下进行实施方案的变更。

（3）在绝大部分区域均为雨污合流制的情况下，单独改造某一条道路或某几个小区，无法彻底实现地区的雨污分流，全面的雨污分流改造工程需要有规划的逐步推进，并保证后续改造按规划落实。新建项目需严格执行雨污分流，有条件的地区建议逐渐推进老城区雨污分流改造。

（4）雨污分流改造工程需要耗费大量的人力、物力，从前期现场调查、方案设计再到后期的施工、方案的调整甚至变更，都需要设计单位、施工单位在项目中紧密配合，因此推荐采用EPC 工程总承包模式，更好地发挥总包单位的管理优势，有效地解决设计与施工的衔接问题。