老城區雨污分流改造難題與解決對策探討

□文/王繼紅

新中國成立初期至20 世紀90 年代，我國城市排水管網建設多以合流制為主，隨著城市化進程的日益加快，城市規模不斷擴張，合流制排水方式逐漸顯露弊端，難以滿足資源環境可持續化發展的需要。實踐證明，城市排水管網雨污分流改造是提高城市雨水收集利用、防治城市內澇、減少受納水體環境污染、降低污水處理設施運行壓力的有效措施。

2016年，山西省人民政府要求，至2020年全省設市城市改造完成現狀合流制管網的60%[1]。目前看來雨污分流改造工程總體進展緩慢；主要是因為現狀合流管網處于老城區，改造過程存在許多難題，亟待解決。本文以運城市老城區雨污分流改造為例，提出解決對策。

1 運城市老城區排水管網概況

運城市位于山西省西南部，2000 年撤地設市，主城區2019年底常駐人口53萬，建成區面積81 km2，地勢由東北至西南傾斜，屬暖溫帶大陸性季風氣候，平均降水量573.3 mm/a。

主城區排水為雨污合流制與分流制共存，2017年底已建成排水管網287.45 km，其中合流制管網83.31 km，主要集中在老城區，匯水面積約16.75 km2。

2 改造過程存在的難題

管網改造技術層面，存在專項規劃和改造方案編制滯后問題，對市政管線和建筑小區原有管網、管材、管徑、介質的調查評估結果與實際狀況存在較大偏差，對改造片區內外銜接處理方面缺少總體方案指導，建筑小區內管網改造不徹底或改造后仍然存在支管與干管以及與市政排水管網混接問題；項目資金籌措方面，存在資金短缺和到位不及時問題；項目建設時序統籌方面，管網上下游不同管段由于建設時序安排不當，造成排水管網已經雨污分流又形成合流系統的混流；管理協調方面，存在因項目征拆影響不能及時提供排水管位問題；施工組織方面，存在工程進度受到改造現場其他市政管線復雜情況影響、雨季天氣影響、居民生活和交通出行相互干擾的問題。

本文主要針對技術層面問題進行研究，對其他問題不作過多討論。

3 改造技術路徑和關鍵環節

3.1 指導思想

通過對老城區現狀排水設施的調查摸底、分析研究、綜合評定，結合老城區市政道路、建筑小區布局等實際情況，以堅持銜接相關城市建設規劃、合理安排近遠期工程建設時序、切實提高財政投資效益為原則，以節水減排、綠色低碳、循環發展為理念，運用符合老城區實際情況的規劃理論和科學方法，對雨污分流改造計劃進行研究分析和綜合評估，制定出一套可操作性強，與現有排水設施銜接性好的雨污水分流改造方案。

3.2 現狀排水設施調查摸底

雨污分流改造設計最基本的要求是對改造范圍內所有的排水設施及系統進行全面準確的評估，然后提出工程設計方案和保障措施。對現狀管線系統進行準確細致的摸底調查，是進行雨污分流改造方案分析和評估的前提條件。

1）注重對建筑小區室外排水系統調查摸底，結合建筑屋面雨水與室內排水系統安裝情況，對現有管道位置、排水類別進行現場測量、調查摸底和鑒別。

2）注重對老城區市政管線綜合情況系統調查摸底，結合道路級別、路面布局情況和沿街單位小區出入口情況，按擬改造或新建排水管網走向和分布情況，適當擴大調查范圍，對現狀全部管線進行綜合探測。

3）注重對現有雨污管道進行聲吶檢測、CCTV 內窺鏡檢查，摸清現狀排水管道破損和堵塞情況，對管道系統過水能力進行評估鑒定，確保計劃保留的管網系統嚴密不漏。

4）注重利用BIM 信息技術對現場調查摸底的第一手資料進行整理和核對。

3.3 方案分析

3.3.1 相關規劃

對老城區現狀排水管道斷面逐段驗算，將滿足雨水排放標準的現狀合流管道作為雨水管，新增污水干管系統，要求上游污水干管及各排水單位嚴格做到雨污分流，將下游污水干管連成系統后排入污水處理廠。對合流制管道管徑偏小不宜作為雨水管道的，則保留為污水管道，同時增加雨水管道，進而做到雨污分流。

由于雨污排水管道是自重流，分流改造必須做到與其他市政管線的管位和高程之間不沖突。一般將排水管道布置在三塊板或兩塊板道路斷面的非機動車道下，一塊板道路斷面的機動車道下邊緣。根據道路寬度的不同，確定不同污水管道布置形式，一般當寬度＜40 m時，在道路一側布置；當寬度＞40 m時，可在道路雙側布置。若個別路段由于現狀其他市政管線存在，污水管道缺乏管位時，可在道路一側布置污水干管，摸清對側污水排放現狀，有組織地統一收集后，再間隔一定距離通過頂管與污水干管連接。

管道連接采用管頂平接或水面平接，不允許下游管道的管底高于上游管道的管底，避免上游管道內形成回水造成淤積。

當新增排水管道與其他市政管線高程沖突時，按照管線綜合規劃，以其他市政管線避讓排水管線為原則進行必要的調整。當雨水管與污水管高程沖突時，綜合考慮挖深及施工安全因素，一般挖深不宜超過6 m，當挖深過大時，在滿足過水流量的前提下，雨水宜做倒虹吸，確保污水管道高程滿足要求。

結合老城區海綿城市建設要求，局部新建雨水管道應利用地形，結合海綿城市建設設施，做到就近分散排放，管道淺置。可利用各類海綿設施，如透水鋪裝路面、下沉式綠地、生物滯留設施，改變地面徑流條件，增加降雨滲透作用，減少地面徑流量，減緩雨水管道向受納水體直排的高程、流量和壓力，為雨污分流方案實施創造條件。為進一步控制面源和點源污染、保護水環境、促進水資源持續利用，應因地制宜地實施截流式分流制排水系統，減少流入雨水管網的初期雨水量。

3.3.2 排水分區原則

一是深入研究現狀排水系統，充分利用現有管網；二是充分利用地形和受納水體，順勢排水，力求減少中途泵站的數量；三是高水高排，低水低排，避免易于排水的地段與低洼區分在同一排水分區。

3.3.3 管道設計基本參數校核

1）污水管道。可結合片區內管網實際使用情況，考慮管道堵塞、混接等不利因素，為遠景發展預留管道空間，綜合確定生活居住、公共服務設施及市政公用設施用地的污水排放面積比流量和污水設計流量。管道設計最大充滿度控制在0.5～0.75，流速控制在0.6～5 m/s，污水管道最小覆土1 m，管道的最大埋深控制在6 m左右。

2）雨水管道。可按照運城市暴雨強度公式，確定管段匯水面積、綜合徑流系數、管材粗糙系數、校核管段雨水設計流量、管道流速等水力計算參數。

3.3.4 管道斷面形式及材質選擇

原則上采用圓形斷面，污水管道或雨水支管一般選擇鋼帶增強型、高密度聚乙烯雙壁波紋管，雨水干管斷面＞800 mm 時可采用預制鋼筋混凝土管或鋼筋混凝土箱涵。

3.4 關鍵環節

3.4.1 建筑小區雨污分流改造

建筑小區污水管道必須改造成封閉式系統，杜絕與路面雨水口連接。雨水系統包括建筑屋面和地面（道路、廣場、綠化用地等）雨水收集排放系統，而建筑屋面雨水收集和排放是小區雨污分流工作的重點，可結合小區環境綜合治理和建筑物立面整治或節能改造機會，更換屋面落水立管，做到與室外地面雨水收集或排放管道系統連接[2]。逐段排查小區雨污排水管道，改造室內外雨污混接、錯接節點，嚴防室內污水直接排入雨水管道，要將陽臺洗衣機排水管改造后進入室外污水檢查井，在小區沿街門面商戶飯店排水管隔油沉淀檢查井前設置泔水池，對泔水直接向街面雨水口傾倒行為進行嚴厲處罰。建筑小區內排水管網改造完成后，應確保排出管對應接入市政管網。

占地面積不超過1 hm2的老舊小區，應結合海綿城市改造要求，采用雨水走地表、污水進管道的雨污分流改造方式，用淺型地表排水槽代替傳統雨水管溝或管涵，解決老舊小區雨污分流，管位難以落實的問題，同時大幅降低路面開挖與恢復的工程量[3]。

占地面積較大的建筑小區，可對原有散水明溝用石屑進行填埋壓實，設置具有一定排水坡度的散水坡和一定數量的雨水進水井，代替散水明溝實現收集和排放雨水功能[4]，解決排水不暢問題；可加設埋地出戶橫管，把排入散水明溝的原有排水立管逐一對應接入雨污井內。

3.4.2 小街小巷雨污分流改造

建筑密集、巷道狹窄、地下構筑物較多地段，盡量維持原有排水系統，因地制宜改善排水條件，可對原有排水系統全面疏通和清淤，將現有排水管道接入市政污水管道。房前屋后道路較寬，但不宜同時埋設雨污排水管涵時，可在散水邊緣設置弧形雨水淺槽和槽下埋設污水支管，既能滿足雨污分流改造要求，又可減少管溝和檢查井埋深[5]。

3.4.3 片區單元排水系統交界面連接改造

雨污分流改造工程通常劃分改造片區單元，受各種主觀或客觀條件限制，改造區域難免存在合流管段，導致排水管網系統一時不能全部實現雨污分流。特別是新老管網系統雨污混接后，將嚴重影響分流改造工作整體成效。因此，新老排水系統交界面正確連接不僅是一個管網改造期間需要妥善處理的技術問題，也是一個管網巡查整改期間需要面臨的實際問題。

具體處理措施：若新建雨污排水系統與原有排水系統均是雨污分流制，可直接對應接入排水管網；若新老系統上下游之間存在合流制管段，則應在系統合流制管段交界面設置截流式溢流井。

4 結語

老城區雨污分流改造難題客觀存在，嚴重制約城市雨污分流改造工作整體進度，影響改造工作整體成效，阻礙黑臭水體治理、城市內澇治理、雨水收集利用、增加污水處理廠運行負荷壓力；必須因地制宜研究對策、制定改造方案，結合城市建設其他項目、有計劃分批次地予以實施，同時加強排水設施運行管理，切實保障雨污分流改造工作提質增效。