雨污分流改造中特殊情況下渠箱內掛管幾種形式及優缺點

于龍巖，朱燕飛，郜建杰

（1.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710000；2.中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽 110179）

0 引言

渠箱，或稱地下箱涵，是廣州地下排水管道的一種，多由過去的排水明涌、明渠改造封蓋而來[1]。

2018年7月26 日，為全面貫徹黨的十九大精神，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，按照習近平總書記在全國生態環境保護大會上的重要講話精神和習近平總書記對廣東“四個走在全國前列”的工作要求，推進落實國務院《水污染防治行動計劃》中關于黑臭水體治理的工作部署，全面完成2020年黑臭水體整治任務，廣州市制定了《廣州市全面剿滅黑臭水體作戰方案（2018—2020年）》（以下簡稱“《作戰方案》”）。

《作戰方案》提出：全面貫徹黨的十九大精神，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面踐行黨和國家關于生態文明建設特別是黑臭河涌治理的決策部署，按照市委、市政府營造更干凈、更整潔、更平安、更有序城市環境的要求，在上一階段全市黑臭河涌整治工作基礎上，全面推動水環境綜合治理向縱深發展，著力剿滅黑臭水體，著力促進水環境的根本好轉，著力營造宜居宜業的城市水生態環境，為實現“四個走在全國前列”奠定堅實的生態環境基礎。

堅持找準“敵人”。充分認清“問題在水里，根源在岸上”，深入查找排水口，從違法排水、工業廢水污染、農業面源污染、排水設施隱患等方面，全面摸清導致污水溢流的每一個“敵人”，為全面作戰提供精確的目標指向。

《作戰方案》通過3 a 的時間，打贏黑臭水體剿滅攻堅戰，實現全市水環境質量得到明顯提升。到2018年底，35 條黑臭河涌整治全面實現“長制久清”；152條黑臭河涌整治完成不少于92 條（60%），其余60 條黑臭河涌整治取得明顯實效；全市污水處理能力達570 萬m3/d，城鎮污水處理廠進水氨氮年平均濃度達到19.2 mg/L。到2020年底，187 條黑臭河涌全面消除黑臭并實現“長制久清”；全市污水處理能力達770 萬m3/d，公共污水收集處理系統基本完善，城鎮污水處理廠進水氨氮年平均濃度達到23.6 mg/L。

基于上述大背景，廣州市各區開展以河涌排水口整治為切入點，大力提升污水收集處理效能。將有序推進合流渠箱改造納入《作戰方案》主要任務。按照“摸清底數、一渠一策、制定方案、分步實施”的原則，在152 條黑臭河涌主要合流渠箱中選取試點，逐步開展改造工作。為開展整治工作的黑臭河涌，具備條件的，同步實施流域內合流渠箱的改造工作。

本文結合工程實例，針對老城區房屋侵占、騎壓渠箱，導致渠箱兩側無空間實施工程的特殊情況，提出幾種在渠箱主體結構范圍內新建管道的形式，并綜合論述幾種形式的優缺點。

1 工程概況

某工程位于廣州市中心城區。由于城市發展進程的加快和城市人口密度增大，現狀渠箱兩側已建滿房屋，如圖1、圖2 所示。房屋的生活污水通過渠箱側壁直接排入渠箱內，如圖3 所示，影響河涌水質。又由于現狀房屋密集，空間受限，渠箱兩側直接騎壓在渠箱上，沒有空間實施工程[2]。

圖1 現狀渠箱兩側構筑物實拍

圖2 現狀渠箱兩側構筑物示意圖

圖3 渠箱內排口照片

2 改造方案

由于現狀渠箱兩側騎壓房屋嚴重，且為合法住宅，有產權證，現場無條件再新建一條排水通道。為避免拆遷，本工程方案考慮保留利用現狀合流渠箱改造為雨水渠作為雨水主通道，同時在合流渠箱內新建污水管收集渠箱兩側沿線房屋直排污水。具體方案如下：

2.1 方案一：渠箱底埋管

為避免新建污水管侵占渠箱過流斷面，在渠箱下部敷設新建d300Ⅱ級鋼筋混凝土污水管。渠箱兩側污染源通過DN 150 UPVC 管與轉接彎頭，接入新建的污水主管中，如圖4 所示。新建污水主管通過密封井蓋與現狀渠箱保持“雨污分流”，避免污水深入雨水渠箱。檢修時，通過上下層井蓋進行養護。

圖4 渠箱底埋管示意圖

優點：新建污水管未侵占渠箱過流斷面，不影響渠箱過流能力。

缺點：新建污水管位于渠箱底部，管道日常檢修和維護存在困難。

2.2 方案二：渠箱內單邊掛管

本方案采用在渠箱內支架掛管的方式，敷設一條d300 的污水主管，如圖5 所示。管材采用HDPE雙壁波紋管，支架做法參照國標圖集03S402 P69。渠箱內兩側排污口利用DN 150 接駁管就通過渠箱頂部橫接入污水主管。DN 150 接駁管采用管卡固定在渠箱箱壁，避免雨季流速大將接駁管沖毀。

圖5 渠箱內單邊掛管示意圖

優點：單側新建管道，占用渠箱過流斷面面積較小，對渠箱過流能力影響小；采用HDPE+支架的形式，施工進度快。

缺點：（1）主管支架部分容易鉤掛垃圾，影響渠箱過水。（2）DN 150 接駁管與水流方向垂直，當渠箱內流速過大或滿流時，容易將接駁管沖斷、沖走。（3）管材為輕質材料，當渠箱內水位高于掛管高程時，管道抗浮、接口密閉都存在問題隱患。

2.3 方案三：渠箱內雙邊掛管

在渠箱尺寸較大，能夠充分滿足過流能力的情況下，在渠箱兩側各新建一條d300 污水管，分別接收渠箱兩側直排的污水，管道底部采用素混凝土支座支撐，如圖6 所示。污水管道采用離心球墨鑄鐵管（GB/T26081—2010）[3]，管道應采用ISO 9001 系列標準進行生產。污水用球墨鑄鐵管和管件防腐應滿足以下要求：

圖6 渠箱內雙邊掛管示意

（1）管道內圖層采用高鋁水泥砂漿，其中氧化鋁含量大于50%，內涂的水泥砂漿必須滿足現行國家標準《球墨鑄鐵管和管件水泥砂漿內襯》（GB/T 17457—2009）[4]的要求。該工藝應在生產廠家內完成。

（2）管道外涂層采用外表面帶綜飾層的噴鋅涂料（GB/T 17456.1），鋅涂層質量的平均值不應小于130 g/m2，局部最小值不應小于110 g/m2。綜飾涂層為瀝青漆綜飾層干膜平均厚度不小于70 μm。不超過250 μm，局部厚度不小于50 μm。

渠箱內污染源排口采用DN 150 球墨鑄鐵管接駁，鄰近的排口通過三通或四通相連，匯集后接入污水主管，如圖7 所示。

圖7 渠箱內污染源點接收示意圖

優點：保證了管道在渠箱內的穩定性和牢固性，避免雨季流量過大時沖毀污水管道。

缺點：兩側建管占用渠箱斷面過多，應充分校核渠箱過流能力，確保不影響雨季過流產生內澇的情況下，方可采用此方案。

3 結論

本工程最終選用方案三，采用渠箱內雙邊掛管形式，如圖8 所示。經水力計算及過流能力校核[5]，原渠箱過流恰好滿足2 a 一遇，過流流量6 008 L/s。工程完工后，過流能力為4 953 L/s，滿足1 a 重現期要求。過流能力減少1 055 L/s，經業主與專家論證，不會造成新的水浸點，滿足工程要求。

圖8 現場施工照片

表1 渠箱水力計算表

舊城區的雨污分流改造工程是一項浩大復雜的工程，對現狀排水系統的深入了解與對整個區域的詳細規劃是工程成功的必要前提[6]。設計人員在具體設計過程中，參考本文提出幾種工程措施，應充分考慮現場實際情況，因地制宜，選用合理的渠箱內埋管的措施，同時應校核渠箱過流能力，避免內澇和水浸的發生。