城區雨污水管道正本清源改造

徐 蔚

（廈門市市政工程設計院有限公司，福建 廈門 361000）

1 項目概況

該工程建設范圍為五緣灣南片區，北至穆厝南路及五緣灣灣區，南至仙岳路，西至云頂北路，東至海域，該片區流域面積約4.7 萬km2。五緣灣南片區于2006 年后陸續開發建設，現已基本建設成型。片區內市政道路主要以貫穿片區的主干路及片區內部支路居多；地塊內以小區、公建（主要為寫字樓、學校、醫院）為主；片區內現有4 個城中村，但均已列入近期征拆名單的范圍內。現狀排水體制均為分流制，且片區內雨污水管道基本已建設完成。根據前期的溯源排查及現場摸排情況，該片區內主要存在兩個方面的問題，分別是市政道路及公建小區的雨污水系統問題。

2 設計原則

設計原則有以下5 個：1）貫徹執行《廈門市排水管網雨污混接改造技術導則》及其他相關規范標準。2）全面摸查，不留死角。不僅依賴溯源報告，還應現場實地摸查，污染源摸查細化到戶（樓），將每個污染源進行收集、處理。3）盡可能采用雨污分流制，對能實施雨污分流制的居住小區，應從源頭考慮，做到正本清源。4）根據現場走訪調查情況，分析存在問題。以現狀管線、設施為基礎，合理布置管道、完善管網，盡量避開障礙物、各種保護建筑物。5）堅持“統籌兼顧、近遠結合、分步實施”的方針，結合現有管線，考慮近期銜接和遠期發展，合理制定總體方案和工作計劃。

3 設計方案

遵循“源頭改造-過程補充”的設計原則，針對現存的主要問題，本次設計的改造內容主要包括建筑管道改造、雨污水錯接混接改造、現狀管道缺陷修復。

3.1 建筑管道改造

3.1.1 陽臺立管改造

陽臺立管混接和建筑給水排水設計標準的滯后有關。2010 年后廈門才明確規定各陽臺應設置獨立的排水系統，接入室外污水系統，屋面雨水管道應獨立設置，接入室外雨水系統，嚴禁其他任何廢水接入。所以本片區立管混接主要出現在2010 年前建設的老舊小區。

陽臺排水立管錯接亂排是導致室外排水系統雨污混流的主要原因，本次改造應循《廈門市排水管網雨污混接改造技術導則》中規定的相關原則，做到改造方案因地制宜，一樓一策，雨污盡量能分則分，少用末端截污設施。具體改造思路如下：1）14 層及以下建筑陽臺排水地漏支管與建筑屋面雨水排水立管道連通的，存在陽臺改變功能的，另增設一套雨水立管，現有雨水立管改用作污水管。雨水管道接入附近雨水管或直接散排地面，漫流至周邊雨水口或雨水檢查井。2）14 層及以下建筑陽臺立管與建筑屋面雨水排水立管獨立設置的住宅樓，直接將現有陽臺立管改入小區污水管道，不再另增設一套雨水立管。3）14層以上建筑或建筑外墻無足夠的立管安裝空間時，由于施工難度大，危險系數高，陽臺排水地漏支管與建筑天面雨水排水立管不論獨立設置還是連通，均直接將地漏支管所在立管改入小區污水管道并增設智能雨污分流設施，不再另增設一套雨水立管。4）對綜合樓商住樓上部住宅部分的排水改造方式應與純住宅樓一樣，下層商業或辦公等部分應根據雨污分流原則對各排水單位進行排查，對排入雨水系統的污水、排入污水系統的雨水進行糾錯整改或新建獨立的污水排放管道，規范排水系統，實現雨污分流。

3.1.2 沿街商鋪及餐飲隔油改造

沿街商鋪或餐飲的含油污水直接排入道路雨水口，導致含油的污水排入雨水系統。導致異味從雨水口返到地面，影響周邊環境衛生。因此沿街新建污水管，集中收集餐飲含油污水，對沿街不是餐飲的店鋪則預留接戶井。并在新建污水管的末端（道路空白地帶）設置集中隔油池，隔油后排至道路下市政污水管網。另外每家餐飲店鋪設地上式隔油器。具體改造形式如圖1 所示。

圖1 沿街店鋪改造示意圖

3.1.3 垃圾堆放點、轉運站、洗車場

對現狀垃圾堆放點、轉運站及洗車場，地面污染嚴重，影響排水水質，在站點周邊設置截水溝。在截水溝頂部加蓋板，平時封閉，沖洗或者使用時打開蓋板，排入市政污水管網。雨水采用地面徑流，另行設置淺槽排至下游雨水口，避免雨水混入污水系統。

3.2 雨污水錯、混接改造

本片區內市政道路、公建小區均存在雨污水錯接、混接的情況，涉及市政管網、各類公建周邊、小區室外及沿街商鋪等。圖2 為混接及錯接改造示意圖。

圖2 混接及錯接改造示意圖

混接分流改造：綜合分析并對現狀雨污合流管進行改造。對原設計為雨水管，現狀為雨污合流管，若其尺寸及高程滿足排水規劃要求的情況，將該管改造為雨水干管，新建污水管道；對原設計為污水管的現狀雨污合流管，若能滿足規劃和實際要求則改造為污水干管，新建雨水管道。

錯接改造：在完善的市政雨污水管道基礎上，對各道路及公建小區上錯接漏接的雨水管和污水管進行改造，對錯接亂接連通管給予封堵，新建一段管道就近接至同類型的管網系統。

該工程地處城市中心區，交通繁忙，在新建或更換管道時，應盡量減小路面的開挖寬度，保證道路交通。因此，根據不同的埋深及地質情況，應采用不同的開挖形式。五緣灣南片區地質較好，當管道埋深較淺，開挖時可采用較陡的坡比（1 ∶0.3～1 ∶0.5），對交通影響不大。當管線埋深較深時，可采用一些的支護形式，如槽鋼支護或鋼板樁支護等形式，減小開挖寬度，同時保障開挖施工安全。因此本次設計考慮管道埋深＜2.5m，采用放坡開挖；埋深＞2.5m采用鋼板樁支護開挖；局部小區管道埋深＞2.5m，采用槽鋼支護開挖。

3.3 現狀管道缺陷修復

五緣灣南片區內市政道路、公建小區的埋地雨污水管道均存在大量的各類缺陷，其中，結構性缺陷主要有破裂、變形、腐蝕、錯口、起伏、脫節、支管暗接、異物穿入、滲漏等，功能性缺陷主要有沉積、結垢、障礙物、樹根等。應針對各缺陷點的缺陷類型及損壞程度等情況，根據每種修復工藝的適用范圍，來綜合考慮及選擇修復工藝，設計思路如下：1）根據溯源單位提供的報告，以此來對現狀管道進行評判及修復，缺陷損壞程度較輕的可暫不修復， 遠期另行改造。針對缺陷損壞程度較嚴重的管道，如三、四級缺陷，應立即修復或更換。2）根據需要修復的管道類型、管徑、埋深、地質以及交通情況等，來選擇采用開挖更換或者非開挖修復的工藝。管道埋深較淺時通常采用開挖更換的形式，埋深較深時可考慮采用非開挖修復工藝。3）如采用非開挖修復時，應根據溯源報告進行評估判斷，針對不同的缺陷類型，采用各種不同的非開挖修復工藝。

管道缺陷修復判斷流程圖如圖3 所示。

圖3 管道缺陷修復判斷流程圖

3.3.1 判定修復條件

結合缺陷等級對排水系統的影響程度和排查評估報告的結論建議，對管道進行系統分析：1）一級修復等級可暫不考慮，并做好后續重點跟蹤管養工作，特別是有樹根穿入管段。2） 二級修復等級考慮其繼續將存在安全隱患，且影響過流能力，建議制定修復計劃。3）三級和四級修復等級已經影響到管道的過流能力，且安全隱患較大，亟需整改。

根據對溯源報告的分析，并與業主溝通后，該工程對三級和四級缺陷進行修復[1]。

3.3.2 開挖與非開挖修復的選擇

該片區市政道路下管徑為DN200～DN1500，雨污水管情況較為復雜，根據不同條件進行分析：1）結構性破壞嚴重是否必須開挖。三級和四級的變形、錯口、起伏損壞程度較嚴重，非開挖工藝不能對其進行有效地修復，必須采用開挖修復。2）開挖修復的社會成本。在交通影響方面，即干道的行車道不建議開挖、支路的行車道應根據交通量評估判定；在社會影響方面，即3～5 年內新建的瀝青路面道路不建議開挖，其他重要特殊場所外、私人用地不建議開挖；在安全影響方面，即距離地鐵、建筑物、燃氣管道、國防光纜、高壓架空線等較近不建議開挖。3）在開挖或非開挖修復技術都可選擇的情況下，工程費用是決定修復方法的重要指標。從成本分析，在一般情況下，多數非開挖修復成本是開挖修復的2～4 倍，開挖修復深度越大成本越高，與非開挖修復成本差距減小。在埋深≥4m 以上成本差距不大，建議在管道使用功能得到保障的前提下優先采用非開挖技術。見圖4。

圖4 管道施工成本與管徑、埋深關系

一般情況下，小區內的雨污水管道普遍埋深較淺，管徑較小，這時采用開挖修復的成本遠小于非開挖修復，并且開挖對交通影響不大。建議以開挖修復的形式為主。而市政道路下的管道則須根據地下管線情況、造價以及交通量等主要因素進行綜合評判，決定修復方法。

3.3.3 局部修復和整體修復的選擇

根據《廈門市排水管道非開挖修復技術指南》的附表3-4 管段結構性缺陷類型評估參考表。對管線評價分值為0.1～0.5 的管段判定為部分或整體的情況界定方面，實際難以操作。可根據具體管線缺陷的位置的分布情況綜合考慮，建議管段缺陷點≥3 處，按整段修復考慮，缺陷點＜3 處的按局部修復考慮。

3.3.4 非開挖修復工藝選擇

3.3.4.1 結構性缺陷修復

除去三級和四級的變形、錯口、起伏必須采用開挖修復，其余的結構性缺陷均能采用非開挖技術進行修復。非開挖修復技術采用極少開挖甚至不開挖地面的修復技術，對現已損壞的排水管道進行局部或者整體修復，使排水管道修復后達到原有管道的承載力，恢復其結構功能。

常見的整體修復工藝主要包括紫外光固化法、熱塑成型法、墊襯法、水泥基材料噴涂法；局部修復工藝包括點狀原位固化法及不銹鋼快速鎖。非開挖修復技術特性及適用范圍如表1 所示。

表1 常用非開挖修復技術特性及適用范圍

基于五緣灣南片區的雨污水管道混接及缺陷情況，根據上述非開挖工藝對比，該工程采用以下方案：整體修復方案選擇：現狀管徑為DN300～DN500 的雨污水管道，原管多為塑料管，采用紫外光固化修復，總體上成管效果較好。現狀管徑≥DN600 的雨污水管道，原管多為鋼筋混凝土管，采用墊襯法修復，以確保原管材缺陷部位封閉，保證管道完整性，防止缺陷進一步擴散。

局部修復方案選擇：不銹鋼快速鎖具有施工不需要固化，安裝方便等優點，由于人員操作空間限制，現狀管徑≥DN1000 的雨污水管道，采用不銹鋼快速鎖。現狀管徑＜DN1000 的雨污水管道，采用局部樹脂固化法進行修復。

3.3.4.2 功能性缺陷修復

管道出現沉積、結垢等功能性缺陷時，采用高壓水射流對淤泥進行疏通。管道出現樹根、障礙物等功能性缺陷時，查看溯源資料，如管道內穿插的樹根、裸露的鋼筋或突出的混凝土塊等，都可采用銑刀機器人進行切割清除。

3.4 管材選擇

通過對各種管材的技術特點、適用條件、經濟等指標比較，結合五緣灣南片區情況及工程要求，根據施工區域的不同而相應選用不同的管材。該工程管材選取規則如下所述。

小區公建立管：經現場調查，片區內多層及大部分高層建筑立管管材采用UPVC 材質，部分高層建筑、全部超高層建筑立管采用金屬管，為便于與現狀立管銜接，原則上選用管材與原管材相同，即選用金屬管或加厚承壓UPVC 管。

埋地污水管道：根據廈門市的有關規定，污水管的新建和改造應優先選用球墨鑄鐵管。但管徑為DN100～DN200 時，主要應用于小區公建內或建筑出戶管，由于小區公建內大多空間有限且球墨鑄鐵管管材較重，吊裝及施工難度較大，不適用，因此采用材質較輕、施工簡單方便的HDPE 實壁管；其余，管徑≥DN300，采用污水用球墨鑄鐵管。

埋地雨水管道：經調查，片區內現有的小管徑雨水管管材均為HDPE 纏繞增強管，大管徑雨水管管材為鋼筋混凝土管，為便于與現狀立管銜接，原則上選用管材與原管材相同。雨水管管徑為DN100～DN200，采用HDPE 實壁管；管徑為DN300～DN500 選用HDPE 纏繞增強管；管徑＞DN500及雨水口連接管選用鋼筋混凝土管。

4 結語

綜上所述，通過上游雨污分流、截污納管、管道修復及末端截流等措施，可有效解決五緣灣南片區的雨污水混排現象。隨著正本清源工程的實施，城市雨污水系統不斷改進完善，但要長期維持城市良好的水環境，還需要建管并舉，長效管理。本著“三分建、七分管”的原則，加強源頭用戶管理，嚴查違排現象，建立起長效的管理機制，才是治標治本的關鍵。