直埋管沟和综合管廊在工业污水集中收集工程中的应用

宓益磊

（宁波市城建设计研究院有限公司，浙江 宁波 315012）

0 引 言

2015年底，国家发改委、财政部、住建部、环保部联合印发《关于同意江苏省等3个省市环境污染第三方治理试点实施方案的复函》，批复同意《宁波经济技术开发区工业污水集中收集处理环境污染第三方治理试点实施方案》，实施方案选取宁波经济技术开发区内工业较为集中的青峙工业区地块为试点范围[1]。

园区内企业废水成分、浓度各异，不同企业在经济利益面前诉求也各不相同，因此为便于管理、计量，新建工业污水集中收集采用“一企一管”输送模式。

1 工程概况

工业污水“一企一管”集中收集，通过在管路中设置流量计、控制设施（阀门）、水质监控系统等，构建了第三方治理企业与委托处理排污企业合同管理的基础。

本次集中收集管网服务的区域是小浃江以西的工业区块，区块内企业以印染、化工为主。

通过前期调查，确定宁波经济技术开发区工业污水集中收集处理项目小浃江以西的企业用水量及生产时间，见表1。收集管网分布如图1所示。

表1 企业污水量及生产时间表

图1 小浃江以西接入企业及收集管网分布

2 “一企一管”基础设计

2.1 管径、管材

企业污水管计算管径的时候，遵循管道经济流速0.7～2.0 m/s。同时污水量大的企业，按企业的生产时间10 h/d考虑；污水量特别小的企业按自建调蓄井，管径不小于DN100考虑。

“一企一管”的管材及配件采用如下原则。

（1）印染企业污水：可能偶尔水温较高，采用耐温、耐腐蚀、可架空敷设的钢骨架聚乙烯塑料复合管（表2中简称“SRPE”）[2]。其中DN100～DN200，PN1.6；≥DN250，PN1.0。

（2）化工企业污水：以耐腐蚀为主，采用PE给水实壁管[3]（表2中简称“HDPE”），PE100，PN1.0 MPa；综合管廊廊内有架空需求时采用同规格钢骨架聚乙烯塑料复合管。

阀门等管配件采用304L不锈钢。

各家企业的管径、流速、管材见表2。

表2 企业污水管道管径及流速表

2.2 管网监测设施

按第三方治理企业与委托处理排污企业合同管理需求，管路上设置必要的监测设施。

“一企一管”在每根管道上均设置了电磁流量计（分体式）、远传压力表和pH计（具备水温测试功能）。电磁流量计和压力表均具有远传功能，将管道内流量、压力、pH值和温度传输至小港预处理厂控制中心，如图2所示。

图2 “一企一管”管网监测设施

3 直埋管沟和顶管廊架设计

3.1 马路下直埋管沟断面设计

“一企一管”收集管网位于现状的青峙工业区，用地紧张，无法在路外侧做架空管架，因此收集管网原则上布置于现状道路下。同时现状道路交通流量大，管理部门要求施工范围控制在一个车道内。项目方案阶段对管道直接地埋和管沟铺设方案进行比选。管材见表2。

（1）直接地埋：住建系统规范[4，5]对于污水管多管铺设时，未对污水管道之间水平净距提出明确数值要求。参照石化行业标准[6]，综合考虑回填施工和开挖维修，直接地埋不同管径的污水管道水平净距不宜小于0.4～0.6 m。本项目7根管道，同沟槽开挖，沟槽开挖尺寸约5.2 m，施工需要占据2个车道。管道直埋断面如图3所示。

图3 管道直埋断面尺寸图（单位：mm）

（2）管沟：采用管沟形式时，7根污水管道由C30钢筋混凝土管沟保护，污水管道水平净距主要考虑安装施工和拆卸维修的需求，工程中按0.15 m控制。沟槽开挖尺寸约3.3 m，施工可以满足仅占据1个车道的需求。管沟断面布置如图4所示。

图4 管沟断面尺寸图（单位：mm）

因管沟断面尺寸小，施工对交通影响小，马路下最终采用直埋管沟形式铺设，实际施工反馈良好。

3.2 过小浃江顶管管架设计

小浃江河道宽度约60 m，根据管理部门意见，需考虑景观效果及后期人员检修，最终过小浃江采用“外套顶管+内部支架敷管”的方式从小浃江河底过河。支架敷管均为SRPE管。

（1）过小浃江的管道共7根，套管采用DN2200钢筋混凝土顶管（F型接口，Ⅲ级）。人行通道尺寸700 mm×1 800 mm（宽×高）。断面布置如图5所示。

图5 顶管管廊断面尺寸图（单位：mm）

顶管内支架采用铝镁合金支架，纵向间距3.0 m。铝镁合金支架实际安装如图6所示。

图6 铝镁合金支架安装图

铝镁合金支架为整体内张式，无需在混凝土顶管外套管上打设膨胀螺栓之类的固定措施，保证外套管结构安全。立柱支架材料选用6 063铝镁合金，预应力冷弯成型，所有孔位预留。横担托臂材料选用6 063铝镁合金，所有孔位预留。铝镁合金材料是一种防腐性能良好的材料，在管廊微潮湿的环境中，比碳钢+涂料防腐效果更好。

（2）现状小浃江河道宽度约60 m，河底标高约-1.68 m，顶管覆土不小于1.5倍管外径，DN2200钢筋混凝土管外径2.64 m，则覆土厚度取4 m。图7为过小浃江顶管剖面图。

图7 过小浃江顶管剖面图

由于现场施工场地狭小，特别是W2井位于小港工业污水预处理厂内，受现状水池结构和高压电力杆保护净距限制。工程对顶管的工作井和接收井尺寸进行了优化，最终工作井W2沉井尺寸7 m×6.5 m×17.2 m（长×宽×高），接收井W1沉井尺寸7 m×5 m×16 m（长×宽×高）。

7根管道在W1井下井前，均设置了排气阀，排出管网积气，利于管道运行。7根管道在W2井上井前，均设置了泄水阀，方便管道检修时的放空。

（3）考虑后期人员检修的需求，参照《城市综合管廊工程技术规范》，设置通风、排水、照明等系统。

a.通风系统：采用机械通风，在W1井设置进风口和进风风机1台、W2井设置出风口和出风风机1台，风机风量400 m3/h，风压300 Pa，功率1.5 kW。

b.排水系统：W1井和W2井均设置集水坑，顶管和井内设排水沟引至集水坑，集水坑内设Q=20 m3/h，H=15 m，P=3.0 kW的潜水泵2台(1用1备)。

c.污水处理厂内配备便捷式的H2S，CH4气体探测器，每次下井前，先通风，待气体检测安全后，再下井。实际出入口如图8所示。

图8 W2井出入口及排风口

4 结语

青峙工业园小浃江西片区“一企一管”项目是宁波经济技术开发区国家环境污染第三方治理试点实施方案的重要组成部分。项目建成近两年来，管网运行稳定，为企业污水精确计量发挥了重要作用。

（1）流量、水温、pH和管道压力的在线仪表价格适中、安装方便、数据采集快捷，建议“一企一管”中必备安装。而其他水质指标，如COD、氨氮、总氮、总磷等，建议根据企业不同情况，按重点污染因子进行安装监测，比如印染企业重点监测COD等。水质在线分析仪表价格昂贵，一般需要设置仪表小屋且安装空调、定期补充药剂等，因此具体安装位置还要具体工程具体分析。

（2）青峙工业园建成多年，现状道路下管线众多。针对现状管线复杂的情况，工程实施时，采用了“管线普查+物探+管线单位交底会+精探”四阶段保护措施，确保工程顺利完工。

（3）多根污水管道通过管沟保护后，管道之间的净距按安装和拆卸考虑较为合适，如此可以减小净距，使总断面尺寸缩小。另外，如有条件，建议管沟放置在道路外侧，盖板升至地面，更有利于后期检修。

（4）顶管廊架实施时，建议内支架采用铝镁合金支架，防腐性能好。同时，支架形式建议采用整体内张式，如此可不破坏外套顶管结构。

（5）为了保证管网的稳定运行，“一企一管”的企业端必须加强格栅管理，最大程度地减少杂质进入管道，减少管道淤堵的风险。同时，管网系统必须设置泄水点，以备检修之需。