淺析市政管網(wǎng)與污水管道分流治理的措施

王春輝

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001）

引言

市政管網(wǎng)與污水管道的設計模式對城市污水治理、雨水綜合利用以及內澇控制等具有重要的作用，早期老舊城區(qū)采用的雨污合流設計模式在現(xiàn)階段的運行中暴露出較多的弊端。雨污分流治理的技術措施可顯著提升市政排水的能力、降低污水處理量以及保證污水處理設備的高效運行，而雨水和污水分流之后，雨水可經(jīng)過簡單的沉淀排放至周邊的河流或者湖泊中。對雨污分流的治理措施開展深入的技術研究，能夠為雨污水治理提供更加科學的路徑和更好的效果。

一、雨污水管道應用現(xiàn)狀

（一）雨污水管道設計模式

第一，合流制。這種設計模式是將城市污水和雨水合流在一起，通過同一根管道將其輸送到污水處理設施，經(jīng)處理后排放或者存儲起來，在我國城市建設的早期階段普遍采用這種雨污水管道設計方法。第二，分流制。與合流制不同，分流制是將污水排放和雨水排放分別采用不同的管道，對應的污水收集系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)一般也是分離的，因為雨水和污水在處理工藝上存在較大的差異，污水處理的成本和難度遠高于雨水[1]。

（二）雨污合流的管理現(xiàn)狀

城市基礎設施的建設方式與經(jīng)濟發(fā)展水平、工程技術水平、人口規(guī)模以及環(huán)保理念等具有直接的聯(lián)系，我國市政污水管道系統(tǒng)在過去大量采用了雨污管道共用的設計方式，也就是將污水和雨水合流處理。城市污水包含了洗衣、如廁、餐飲、工業(yè)生產、醫(yī)療衛(wèi)生等各種活動所產生的污水，其成分也非常復雜，尤其是工業(yè)生產活動所產生的污水，重金屬離子、油質、有毒化學物質、有機質等都是其中常見的成分，這類污水的污染性也非常高。雨污分流的市政污水管道設計方法在現(xiàn)階段越來越受到重視，新建設的路段都采用這種設計模式，而早期建設的老舊城區(qū)普遍采用市政管道改造工程來實現(xiàn)雨污分流，原本的雨污合流設計正在快速地減少[2]。

（三）采用雨污合流設計的原因

第一，缺乏科學設計的理念。城市管網(wǎng)雨污水管的主要作用是收集雨水和污水，并將其輸送到專門的污水處理廠，使其達到排放標準。雨水和污水在受污染程度方面存在很大的差異，自然降水基本上無需過多的處理就可排放到河流、湖泊以及其他的地表水系，通過滲透作用進入到地下水系統(tǒng)，通常雨水的污染程度非常低。所以雨水在收集后經(jīng)過一定的沉淀作用，除去泥沙即可排放。將其與污水混合在一起之后實際上增加了雨水的污染程度，此時必須經(jīng)過嚴格的污染治理才能排放[3]。這種設計方案缺乏科學性，并且還增加了市政污水處理的負擔。

第二，資金投入不足。采用雨污管道合流的設計方法可大幅減少管道敷設的長度，其建造成本比較低，早期的城市建設采用這種設計方案是為了降低建造的成本，其根本原因在于當時的經(jīng)濟發(fā)展水平非常薄弱，國家財政無力支撐大規(guī)模的雨污分流。

二、雨污分流的優(yōu)點

（一）提升環(huán)保性

第一，雨水降落到地面后會攜帶一定量的泥沙，進入到專門的雨水管道，并且在這一過程中會溶解農藥殘留物、化肥以及其他類型的污染物，但是其整體的污染程度比較低，雨水處理一般是借助沉淀作用除去其中泥沙、垃圾等物質，經(jīng)過處理的雨水可用于市政道路清洗、水景設施，在干旱少雨的地區(qū)還會依靠自然降雨來補充城市水資源儲備量。由于雨水的處理方式和污水之前具有較大的差異，將雨污管道分離開具有顯著的優(yōu)勢。第二，城市污水成分復雜、污染性高，必須經(jīng)過污水處理廠的治理，雨污分流之后污水處理廠主要用于處理生活污水、工業(yè)制造產生的廢水，污水處理的效率會大幅提升。

（二）減少城市內澇

雨污水管道合流的情況下，雨水中含有的泥沙會在一定程度上增加管道積垢和堵塞的風險，并且污水的排放量和人口具有直接的關系，水量相對比較穩(wěn)定。而自然降水量具有一定的隨機性和不均勻性，有些時段降雨量少，有時候在很短的時間內會產生大量的降雨，短時大量降雨會導致城市排水系統(tǒng)承受很大的壓力，而雨污管道合流時會加劇這一情況。近年來國內各大城市中頻繁出現(xiàn)內澇，尤其在老舊城區(qū)，這一問題表現(xiàn)得更加突出，反映出與污水管道合流存在的缺陷。雨污水管道分流的措施可增加城市排水系統(tǒng)的承載能力，日常排放的生活污水和工業(yè)廢水等由污水管道輸送到污水處理廠，自然降水經(jīng)雨水管道排放至河流、湖泊等地表水系中。

（三）提高污水處理廠的效率

污水處理廠在設計之初必須考慮到污水的處理量，但是在雨污合流模式下，污水和雨水的總流量是不確定的，其中污水流量相對穩(wěn)定，容易確定，雨水的流量每年都在變化。按照污水流量來設計污水處理廠的處理能力時，難免會出現(xiàn)流量驟增、水質變化劇烈的問題。并且在較大的流量沖擊下，采用活性污泥來消除污染物時，其中的活性物質會隨之流失，處理能力也會下降。另外，如果污水處理廠的最大流量設計為污水流量與雨水流量之和，而后者的流量非常不穩(wěn)定，大部分時段里不會降雨，由此帶來的問題是污水處理廠的部分設備長期處于閑置狀態(tài)，設備老化、故障維修以及日常運維的成本卻依然要支付。由此可見，采用與污水管道合流的模式可提高污水處理廠的設計效果，避免雨水流量不穩(wěn)定所造成的干擾，市政污水處理廠的運行效率也會因此而提升。

三、雨污分流治理實現(xiàn)措施

（一）雨污水管道分流設計重點

1.管材的選擇

雨污水管道的設計跨越了建筑物終端以及集中收集和輸送的主干和分支線路，不同部位的管徑、管材具有不同的要求。以居民住宅樓為例，其污水出戶管道一般可根據(jù)直徑采用UPVC 管或者HDPE 雙臂波紋管，雨水管的分支和主干輸送管線一般采用鋼筋混凝土管道，具體情況可參考表1。管材的選擇受到多方面因素的影響，其中最主要的參考指標為內水壓力、管道的埋深、道路載荷、管基形式以及施工區(qū)域的地質條件等，這些制約因素主要用于確定隱蔽施工下的雨水管道。建筑物上的雨污水管道主要考慮到施工的便捷性、管材的耐腐蝕性以及建筑物尺寸等。管材的選擇在雨污水管道分流設計、施工以及后續(xù)的運維中都具有非常重要的作用，因此，施工單位在管材驗收階段必須對其材質、表面的完整性、裂紋情況、變形情況開展嚴格地檢查。根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》，室外污水管和雨水管的最小管徑都要求為300mm。

表1 雨污水管的管材選擇

（二）雨污水管道分流設計和施工的注意事項

1.施工準備階段的注意事項

第一，地質勘察。雨污水管道分流設計工作大多為隱蔽施工，其中涉及到管道埋深、管材選型、坡度設計、距離控制等要點，在地質勘察階段必須充分掌握各種可影響工程設計的要素，如地質類型、地下水以及地形的起伏等。通過嚴謹?shù)牡刭|勘察活動獲取各種地質信息，可為后續(xù)的工程設計和施工提供科學的依據(jù)，減少安全風險和質量風險。第二，制定科學的施工方案。在地質勘察之后要盡可能排除膨脹土、軟土地質等對管基施工的影響，因為這兩種地質類型都具有很大的不穩(wěn)定性，管基施工階段必須借助換土或者加筋等技術措施來提高基土穩(wěn)定性。再如，當施工作業(yè)區(qū)域地勢低洼、地下水含量高或者地表水比較豐富時，容易在作業(yè)位置產生顯著的給水作用，那么在工程方案設計階段必須做好排水、導流等工作。管徑的選擇要符合雨水和污水排放的流量要求，管材重點關注其強度和環(huán)境耐受力。

2.排除既有管線的干擾，制定保護措施

雨污水管線在設計階段必須先掌握地下現(xiàn)有的管線系統(tǒng)，城市地區(qū)的地下管線種類多且數(shù)量龐大，燃氣管道、石油輸送管道、既有的雨污水管道、光纜線路、電力電纜等大多都埋設在地下，其在埋設高度上和雨污水管道之間又具有一定的重疊性，這一客觀情況導致新建或改建市政雨污水管道時存在較大的技術難度，一方面要保證既有線路不會因為施工活動而受到破壞或者干擾。另一方面又必須滿足工程設計的要求。在具體施工階段必須借助地質勘探的結構，清楚地掌握各種管線的位置、類型，然后以此為基礎確定開挖的位置、深度，防止動土作業(yè)擾動正在運行的管線系統(tǒng)。在具體實施階段一般要先在作業(yè)區(qū)域挖出樣洞，然后再利用物探設備明確各種既有管線的位置。也可利用BIM等三維模擬軟件來構建地下管線系統(tǒng)的可視化模型，為施工活動提供依據(jù)。并且BIM 技術本身具有管線碰撞檢查的功能，非常利于市政雨污水管道的設計和施工輔助。

3.重視施工質量控制

第一，檢查管材質量。UPVC 管是塑料材質，其強度和耐壓效果相對于金屬管材具有一定的差距，并且在運輸和裝卸的過程中還會出現(xiàn)碰撞、變形的問題，施工方在進場驗收階段必須加強對這種管材的質量控制。橡膠密封圈用于保障管口連接部位的密封性，橡膠圈一旦存在破損或者開裂的現(xiàn)象，管口漏水的風險將會進一步增加，加強對橡膠圈的驗收也是非常重要的工作。第二，落實好各項技術指標。雨污水管道施工中具有大量的隱蔽施工內容，管基的處理、管道敷設、管口連接和密封、埋深控制、覆土施工等都會影響到工程質量，施工單位在設計和作業(yè)過程中必須嚴格按照國家和地方的技術規(guī)范來加強質量控制。

四、結束語

市政雨污分流治理的重點在于根據(jù)社區(qū)或者各類建筑物的特點合理的布設污水管道、雨水管道，設計和施工重點是管材的選型、管道連接方式、接口的密封、埋深、坡度以及檢查井等內容。在具體實施過程中還要借助嚴格的地質勘察活動來掌握既有管線、地質水文信息，為加強工程質量提供依據(jù)。