江苏省某市开发区提质增效工程排查及设计实践

荣梅1   ,张云飞2

1.天津市政工程设计研究总院有限公司，天津 300051

[摘要] 

通过对达标区内排水管道进行排查，对系统内存在的雨污合流、庭院排水管道错接混接、庭院排水管道缺陷进行改造修复设计，提高城市生活污水收集和处理效能，有效巩固城市黑臭水体治理成果，为实现区域污水处理提质增效的目标贡献力量。

[关键词]：提质增效  排查  污水管网

1.建设背景

根据《江苏省城镇污水提质增效精准攻坚“333”行动方案》(苏污防攻坚指[2020]1号)要求，某市开展以“三消除”、“三整治”、“三提升”为主要内容的城镇污水处理提质增效精准攻坚行动。行动方案提出“以污水处理提质增效达标区”、“污水处理提质增效达标城市”建设为载体，坚持试点先行，由点扩面，到2025年底城市建成区60%以上面积建成“污水处理提质增效达标区”。

为科学开展污水提质增效达标区建设，某市经济技术开发区进行了达标区划分工作。将建成区范围内共划分15个污水提质增效达标区，总面积35.56km2。为落实2022年度工作任务要求，结合区域污水处理提质增效达标区实际情况，本论文以其中一个达标区为例进行城区污水处理提质增效工程排查及设计工程。

本项目主要位于320871-02-06号达标区，达标区面积约2.99 km2。工程范围为本达标区内居住小区和公建内部排水管道的提质增效工程，包括现状庭院内雨、污水管网测绘、调查、检测、疏通及改造修复等，现状排水管道长度约68.89km；排水管道管径 DN150～DN600mm。工程位置示意图如下：

图1.1工程范围示意图

2.区域污水现状

2.1.排水体制

本工程区域基本是新建城区，按照城市总体规划和开发区控规基本采用雨污分流体制，少部分区域为雨污合流体制。

2.2.达标区污水收集处理设施现状

达标区范围内市政道路范围的污水管道管径为DN400-DN1200mm，敷设总长度约为12.5km；达标区范围仅涉及开发区污水厂收集系统中的1#污水泵站，区域污水通过污水管收集，经过1#污水泵站提升送至开发区污水处理厂。开发区污水处理厂总规模8万m³/d，分两期建成，一期规模4万m³/d，2019年二期投运，规模4万m³/d。占地面积195亩，处理厂尾水全面达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准，排放至河道。

3.排水管网排查和清淤

3.1.总体要求

管网排查应按照测绘、调查、检测和评估的“四位一体”方法开展。 排查对象包括排水口、排水管网和排水户。查清排水管道的基本情况，包括管道走向、管径、标高、坐标、材质、建设年代及权属单位等信息； 摸清污水直排、错接混接、溢流污染、地表水倒灌、外水入渗、排水户接管情况等问题；检测管道及检查井缺陷。

3.2.技术方案

管道排查检测流程主体技术方案为收集管线资料；踏勘、管网测绘；施工前准备；管道封堵、抽水；检查井清捞；管道疏通、清洗；二次清捞、抽水；淤泥外运；CCTV检测；拆堵、清理现场；编制报告。

3.2.1 管网测绘

对排查区域内无现状排水管网资料或资料不完整的要进行补测；对排查区域现状排水管网资料有偏差的应进行修测。测量资料作为后续调查工作的基底材料，可将后续排查的各类问题直接定位于具体点位，提高调查效率；并且部分管道混接问题可通过测绘成果直接体现。本次排查检测的主要内容有以下两部分：

（1）排水设施的调查测绘：在对调查区域排水设施进行资料收集、调查测绘的基础上，形成满足工程设计要求的管网平面图，真实反映排水设施的现状（包括管网位置坐标、高程、流向、管径、管材等），主要手段包括人工调查、坐标高程测绘。

（2）错混接问题清单梳理：对排水户内部阳台排水、排水管道进行排查梳理，查明明显的错接混接处，梳理问题清单。

3.2.2 管道清淤

排水管道功能性缺陷整治主要针对沉积、结垢、障碍物、树根、坝头、浮渣等，可采用疏通清理等方式，恢复管道过水断面。及时清除排水管道及检查井中的沉积物，可有效减少进入水体污染物量。目前常用的管道疏通清洗技术主要有以下几种：高压水射流清洗、绞车清洗的方法、化学清洗、多功能管道机器人、水力驱动切割技术等。本工程范围内推荐采用高压水射流清疏方式，在高压清洗车无法进入的地方采用绞车清淤。对于大块混凝土等难以清除的障碍物，可采用多功能管道机器人和水力驱动切割技术。

3.2.3 淤泥清捞、外运及处置

淤泥清捞就是使用各种工具或设备将淤泥由井下或雨水口内清捞至路面的工作，其根据清捞方式不同可分为手工清捞、机械清捞。污泥输运是排水养护工作的最后一环，只有在污泥运输至指定堆放点或填埋场后，整个养护疏通工作才为完成的过程，因此淤泥运输环节也应加以足够的重视。其可根据运输污泥的含水量不同分为湿式污泥运输和干式污泥运输。 本次污泥运输的工具主要为槽罐式污泥运输车，在污泥含水量较小且气味较轻的情况下也可使用一般敞开式货车进行。根据前期调研，本次清淤污泥统一运输到指定污泥处置堆场，处置方式为通过各种土壤、肥料与加药剂后的污泥复混加工后生产营养土。其中，工厂管道污泥在运输前要进行底泥检测，检测底泥重金属元素含量是否超标。

3.2.4 管网检测

管网检测主要为了掌握排水管道的功能性和结构性状况。管网检测技术：闭路电视法（CCTV）检测设备、潜望镜法（QV）检测设备。

（1）功能性检测主要是以检查管道排水功能为目的，一般检测管道的有效过水断面，并将管道实际过流量与设计流量进行比较，以确定管道的功能性状况。功能性缺陷种类主要有：沉积、结垢、障碍物、残墙、坝根、树根、浮渣等，这类检测出来的问题一般可通过日常养护等手段进行解决。

（2）结构性检测主要是以检查管道材料结构现状为目的，主要了解管道的结构现状以及连接状况，通过综合评估后确定管道对地下水资源及市政设施是否带来影响。结构性缺陷种类主要有：破裂、变形、腐蚀、错口、起伏、脱节、接口材料脱落、支管暗接、异物穿入、渗漏等，这类结构性问题被检测出来后一般需要通过修复的手段来解决。

（3）管道缺陷汇总

通过排查，本次达标区内6座小区和12座公共建筑及企事业单位共发现功能性缺陷1452段，结构性缺陷2356段。

4.排水管网改造修复设计

4.1.改造修复设计概述

本次工程范围为本达标区内居住小区和公建内部排水管道的提质增效工程，具体实施范围为6座居住小区和12座企事业及公建单位。

表4.1-1排水情况概述

排水户类型	数量	排水体制	排水情况概述
居民小区	6	均为雨污分流	1、阳台立管私接混接； 2、居民小区内部排水管道错接混接； 3、居民小区管道塌陷。
公共建筑及 企事业单位	12	8家雨污分流，4家雨污合流	1、雨污合流需改为雨污分流； 2、公共建筑及企事业单位庭院排水管道错接混接； 3、公共建筑及企事业单位庭院排水管道有缺陷；

结合排水情况概述，本次改造修复设计涉及雨污分流改造设计、混接错接改造设计、阳台立管改造设计、管道修复设计等四个方面，分别叙述如下：

4.2.雨污分流改造设计基本设计原则及示例

（1）原则

①现状排水体制为雨污分流制，对雨污水管道进行排查检测，确定是否存在雨污混接的现象，对发现的问题进行改造。②现状排水体制为雨污合流制，对庭院范围内的排水管网进行雨污分流改造，按照规范要求布置雨水管道、污水管道及检查井。③新建管道系统，通过管网优化布置，减少管道埋深，减少施工开槽深度，避免施工难度过大造成施工隐患。

（2）以某小学和某幼儿园为例

①排水现状

某小学和某幼儿园雨污水管道合建，雨污水主管道合流。某小学雨水通过雨水立管进入地面雨水管道，小学食堂、厕所产生的污水通过污水立管接入地面污水管道，雨水支管和污水支管汇合后沿小学道路合流主管从幼儿园大门DN400合流主管接入徐州街DN1200市政雨水管道。

②为实现某小学和某幼儿园雨污分流，改造方案如下：

在小学教学楼西侧道路新建DN300污水管道接收厕所污水，由小学北门排入徐州街DN400污水管道。体育馆厕所污水新建污水管道接入市政污水管道。原合流管道改为雨水管道。将幼儿园教学楼南侧DN200污水管道接入徐州街DN400污水管道。将幼儿园教学楼西侧雨水管道反向接入小学雨水管道。改造后的排水系统图如下：

图4.2-1 某小学和某幼儿园排水系统图（改造后）

4.3.混接错接设计原则及示例

（1）原则

①污水出户管接入宅前雨水：废除并封堵连接管，将污水出户管就近接入宅前污水管，视需要增设检查井；②雨水落水或收水井接入污水管：如就近有雨水主管，则废除并封堵连接管，之后将雨水落水或收水井接入雨水管，视需要增设检查井。③雨污水主管道错误联通：废除并封堵连接管，彻底分离雨污水系统。

（2）以某小区为例

根据管道检测结果，小区存在雨水落水或收水井接入污水管，雨污水主管道错误联通的问题，混错接数量为：31处。

1）方案一：收水支管误接污水检查井

封堵误接管道，新建收水井及收水支管，就近接入雨水检查井。新建收水支管管径为dn200，管材采用PE实壁管。

2）方案二：雨水主管误接污水检查井

小区采用雨污分流制，但存在雨水主管误接污水检查井，导致雨污混接的情况。采用M10防水水泥砂浆砌管堵，封堵误接管道，即可实现雨污分流，雨污水系统各自正常运行。

4.4.阳台立管改造设计原则及示例

（1）原则

原则上采用空中改造为主要措施，若不具备空中改造条件的，则改造其落地后的接出系统。

（2）以某小区为例

1）通过现场调查以及管网检测结果，阳台立管混接主要是冷凝水管接入雨水立管、阳台洗衣机污水接入雨水立管、低层私接污水立管接入雨水井、厨房污水接入雨水立管

2）改造方案：

①原为雨水立管，私接较多或高层私接；原立管改做污水立管用，新建雨水立管；

②低层住户私接，截断原管，改接入新建污水立管；

③特殊情况下，建筑高度>14层或无条件新建立管时，在原立管末端设置截污井。

4.5.排水管道修复设计原则及示例

（1）原则：

根据《江苏省城镇污水处理提质增效工作指南》中对管道缺陷设计原则：

①对于结构性缺陷中能直接影响地下水环境的各级渗漏均予以修复；②结构性缺陷中破裂I～II级、脱节I～II级根据管道破损状况进行评估；若需要，则优先采用非开挖式修复；破裂III～IV级、错口III～IV级原则上开挖翻建新管道；④对管道目前运营不造成严重影响的洼水、起伏暂不进行修复；⑤对于未渗漏的II级及以下错口、脱节变形可暂不进行修复，有条件的可自行提高建设等级予以修复；⑥两井段间若管道缺陷数量≥3处，有条件的地区建议全段翻建。⑦对于存在支管暗接问题的管道，根据具体情况，采用新建检查井，或者将其就近引入现状检查井并对原管段进行换管修复的措施。

（2）排水管道修复技术的选择：

分类	方法介绍	适用条件
开挖修复	使用挖掘机器开挖沟槽，在管道安装、修复或者置换完成后再回填沟槽。	（1）对于起伏、渗漏等缺陷，由于其缺陷产生原因的特殊性，必要时直接开挖修复； （2）当管道变形严重时，进行非开挖修复牵引装置难以穿过管道，一般直接进行开挖修复，置换缺陷管材； （3）对于破裂、异物穿入等缺陷，当管道内出现重大的结构性缺陷时； （4）对于管道脱节、错口严重，或者有接口材料脱落过多影响过水； （5）两井段间若管道缺陷数量≥3处。
非开挖修复技术	在不开挖的情况下，利用旧管道，采用相关技术对现有管道进行修复。 （1）局部非开挖修复技术； （2）整体非开挖修复技术；	（1）敷设于交通繁忙、新建道路、环境敏感等地区的排水管道； （2）采用非开挖修复方式时，需对管道进行预处理，接口和破损点没有渗漏，接口平顺，垃圾和异物清理干净；

分类	优点	缺点	经济比选（以d300mm管为例，在小区内管径≤300mm管达到95%以上）
开挖修复	（1）管道埋深较浅，成本较低；新管的使用寿命较长。 （2）由于开挖修复的管道使用年限重新算起；通过对居民小区建设年代统计，管道大部分为2000年左右建设，管道使用年限越久，采用开挖修复越有必要。	施工过程需破除修复现状场地或道路，在一定程度上会影响居民小区居民或公建企事业单位人员出行。	（1）开挖修复980元/m；
非开挖修复技术	对交通影响较小；施工周期短；	（1）成本较高； （2）局部修复只增加了缺陷管段的使用寿命，无缺陷管段使用寿命并未增加；非开挖修复的管道使用年限按剩余年限算；	（1）局部修复： 点状原位固化法3500元/处； （2）整体修复： 紫外光原位固化法1700元/m； 短管内衬法2210元/m。

经过综合比较，本次工程主要针对管道的III级、IV级结构性缺陷和各级渗漏进行修复设计，依据相关规范和指南要求，考虑到经济性、适用性、延年性等，修复方式均采用开挖修复。

（3）管道修复方案：

针对某小区排水管道3级及4级结构性缺陷及渗漏采用开挖修复，如两井段间若管道缺陷数量≥3处，建议全段翻建；管材选用实壁PE管，管径与现状管道一致，检查井选用混凝土模块式排水检查井。

5.管网排查和设计工作总结

实施开发区城镇污水处理提质增效，整治住宅小区、公建和工业企业内部雨污混接错接，减少城市河道污染、提高污水收集系统利用程度；加强住宅小区阳台污水排放管理，防止废水通过立管排入市政雨水管道；同时，根据排水管道的检测评估结果，对管网进行修复和改造。是落实《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019-2021 年）》和《江苏省城镇污水处理提质增效精准攻坚“333”行动方案》的内在要求，项目实施是必要且迫切的。本工程实施后可基本实现城市建成区本达标区污水管网全收集、全处理；逐步建立污水管网排查修复机制，显著提高城市生活污水收集和处理效能，有效巩固城市黑臭水体治理成果，实现明显的社会效益和环境效益。

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参考文献

1、《江苏省城镇污水处理提质增效精准攻坚“333”行动方案》（苏污防攻坚指[2020]1号）；

2、江苏省城镇污水处理提质增效系列工作指南：《住宅小区、阳台污水整治工作（试行）》

《公共建筑和企事业单位庭院排水整治工作指南（试行）》；

3、CJJ 68-2016 城镇污水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程[S]

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