氣囊/套井在城市污水處理廠提標改造中的應用

湯 樺

(南京江寧水務集團有限公司，江蘇 南京 211100)

隨著國家對生態環境質量要求的不斷提高，江蘇省加快推進城市污水處理廠的提標改造工作，2016年江蘇省政府發布文件要求南京市江寧某污水處理廠于2017年年底完成一級(B)到一級(A)的提標改造工作。

1 項目概況

南京市江寧某污水處理廠總設計規模8萬t/d,分三期建設，一期、二期規模分別為2萬t/d, 三期規模分別為4萬t/d，2009年全部建成并投入運行。由于該廠周邊配套成熟，已無多余土地進行利用，該項目只能在不新增土地的情況下，合理規劃、優化布局，對原有部分建構筑物進行拆除、遷建和改造。由于該廠進水負荷率已達90%左右 ，停產施工期間極易造成污水外溢，所以必須對施工期間的停產時間和停產規模進行嚴格控制，對施工方案進行詳細研究，盡可能減少污水外溢，杜絕大規模污染事件的發生。

2 減產施工期間需注意的問題

由于某污水處理廠周邊以及廠區內部已無多余土地用于建設，該廠的提標改造工作是在沒有條件創造的情況下實施的，對廠內生產功能較弱的機修車間、倉庫、污泥濃縮池等進行拆除遷建，而我們能做的就是將施工對生產的影響降到最小。

1)由于施工涉及生產設備和構筑物的拆除和遷移，肯定會對污水處理廠正常生產造成一定的影響。一方面，廠里做好應急預案，將不利影響降到最低；另一方面，加強與政府環保部門、住建部門、園區等進行溝通和匯報，項目只有得到他們的支持方可實施。

2)隨著政府監管工作的不斷細化，污水處理廠出水儀表間數據不僅要上傳至環保的省市級平臺，同時住建省市級平臺也進行了生產全過程數據的采集，該項目涉及出口在線儀表間設備及監控的多次遷移，要及時做好監管部門的報備，以及遷移后設備的比對入網上傳工作。減產施工前必須與政府、園區、環保等部門進行充分溝通，盡可能避開政府考核、檢查、大型活動的時間進行，盡可能安排在廠外水量最少的時間段進行。停產前加大產能，將廠外管網和泵站前池的水位降到最低。停產過程中做好污水泵站間的水量調配，加大未停產部分的產能(可適當放寬內控指標)，防止廠外污水的外溢。

3)在布設氣囊和帶水破除井室時要做好安全措施，防止安全事故的發生。

4)熟悉施工單位的施工能力，根據施工單位的能力來制定合理的施工方案，施工方案必須得到施工單位和施工班組的一致認可。施工前必須做好充分的方案交底工作，以最不利的情況進行資源的配備，施工過程中做好全程跟蹤和監控。

3 工藝管道改造遷移方案

針對施工單位提供的施工方案進行了全面調整，對施工的順序、施工時間的安排和資源的配置提出新的要求。該項目不可能以按部就班的方法來組織施工，必須先將遷移管道全部安裝到位，停產期間只進行管道開頭和碰頭工作，停產的時間盡可能安排在一天中廠外水量最少的時間進行，施工單位需做好夜間施工的準備。停產前做好與園區和環保部門的充分溝通，得到相關部門允許和支持后方可實施。

考慮到主要構筑物濾池周邊，有二沉池、高壓電塔基礎、軍用電纜等重大危險源，深基坑施工采用鉆孔灌注樁+旋噴樁止水帷幕，施工前需將基坑范圍內的生產管線全部遷移至基坑之外。具體實施順序如下：

1)進行一、二期儀表間及廠內中水回用泵房的遷移。儀表間涉及出廠水水質在線上傳，以及加氯接觸消毒池的破除，施工期間加氯消毒只能通過投加消毒片的方式進行，出廠水細菌指標會有一定的波動，需與環保、住建等相關部門溝通好，同時確定好遷移過程中在線儀表間和廠內回用水的臨時取水點位置。

2)進行一期氧化溝出水管線遷移和廠內自來水管線遷移。先將所有管道均鋪設對接到位，關閉3號、4號氧化溝出水閥門，安排潛水員用氣囊堵塞3號、4號二沉池分配水井的進水管，進行工藝管道的碰頭施工。具體工作量：管道開口4處、切斷管道3處，封堵管道3道焊縫、封閉天窗4道焊縫。具體減產狀態：一期規模2萬t/d，停產6 h。

3)進行一期二沉池出水管線的遷移。先將所有管道均鋪設對接到位，關閉3號、4號二沉池出水閥門，安排潛水員從臨時在線儀表取水口進入主管，用氣囊堵塞3號、4號二沉池出水主管，1號、2號二沉池正常運行，堵塞完畢后進行3號、4號二沉池出水主管開口和封堵工作，施工完畢后潛水員取出氣囊，3號、4號二沉池恢復生產(見圖1)。具體工作量：管道開口4處、切斷管道3處，封堵管道3道焊縫、封閉天窗4道焊縫。具體減產狀態：一期規模2萬t/d，停產8 h，二期規模2萬t/d，停產0.5 h。

4)進行一、二期總出水管的遷移。首先，將所有管道均鋪設對接到位，完成出水井的套井施工(見圖2)，將一、二期總出水管接入套井，并充分保養。停產后進行出水管的碰頭和原有出水井的破除施工(見圖3)。具體工作量：切斷管道3處，封閉管道1處，管道對接2道焊縫、修補焊縫1道、封閉天窗1道焊縫。減產時間：一、二期規模4萬t/d，停產8 h。

5)一、二期和三期出水管網并入新建的中間提升泵房。該步驟分兩次實施分別是：

a.一、二期出水管網并入新建的中間提升泵房。先將所有管道均鋪設對接到位，切斷并封堵原管道，對進入濾池管道進行開口(見圖4)。具體工作量：管道開口1處、封閉法蘭連接天窗1處。減產時間：一、二期規模4萬t/d，停產3 h。

b.三期出水管網并入新建的中間提升泵房。先將所有管道均鋪設對接到位，套井施工并保養完畢，采用氣囊對原有管道進行封堵，在原有管道增設閥門一個，提前將新建濾池的四格濾砂清洗干凈，三期出水通過新建濾池從一、二期原出口出水，全過程可無需停產(見圖5)。由于三期紫外消毒渠水下設備需拆除利用，三期需共停產3 h進行水下設備拆除，原有井室可在停產期間不帶水進行破除。

6)最后一段DN1 200總出水管施工。由于濾池與圍墻之間空間受限制，需破除部分基坑支護樁方可鋪設DN1 200總出水管。由于基坑支護樁的破除只能采用人工破除，施工速度極慢，為了確保項目按期完工，需將一、二期總出水管移除，鋪設DN1 200

總出水管，一、二期臨時總出水管需要再次遷移，該管道施工期間不影響一、二期的正常運行。具體方案如下：

a.完成除基坑段DN1 200總出水管線施工。

b.關閉新設DN900一、二期出水管主閥，一、二期出水通過濾池外排，將一、二期總出水管與DN1 200總出水管聯通，無需停產，一、二期出水從新建濾池通過。

c.對接完最后的一段主管道，進行管道盲板切除。提前將管道的天窗做好，放置好封堵氣囊，進行兩道盲板的割除，取出氣囊后進行天窗的封堵，最后封堵一、二期總出口。具體工作量：分兩次停產，一次潛水員下水放置氣囊2處，另一次潛水員下水取回放置氣囊2處，封閉法蘭連接天窗2處(見圖6)。減產時間：一、二期規模4萬t/d，停產0.5×2 h。

4 施工效果達到預期目標

在10個月的施工周期內，共進行管線對接6次，涉及減產2萬t/d的時間為14 h，減產時間僅為常規施工方法的19%；涉及減產4萬t/d的時間為15.5 h，減產時間僅為常規施工方法的18%；停產施工的時間均安排在一天中廠外水量最少的夜間進行，經過精密籌劃和合理的組織安排，未出現全廠停產的情況，也將施工對生產的影響降到了最小，達到預期的效果。

5 結語

合理采用潛水員氣囊封堵需改造工藝管道，可以起到臨時閥門的作用，可以解決工藝管道改造和碰頭施工過程中長時間停產的問題，同時也大大減少了施工前抽水的時間；管道天窗采用法蘭連接，可以在帶水的情況下封閉天窗，減少停產施工的時間；由于混凝土和砌體結構的保養周期長，工藝管道接入井室需要長時間停產方可施工，該廠采用套井的施工方法，做到工藝管道入井施工不停產。