广州大学城污水管网改造工程设计

糜宁

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430071）

1 概述

2004年9月，为解决广州市区高校发展空间不足的问题，在小谷围岛新建了广州大学城。目前，大学城在校学生及教职工约18万人，岛内所保留的四个行政村，有1802户5954名村民。

大学城全城排水管网为雨污分流制设计，已建成的污水管网总长为79.43km，大学城区域内污水收集后将输送至海珠区沥滘污水处理厂进行处理。但由于污水管网在较短时间内一次建成，建设采取的是分段设计、分段施工，因此所涉及到的单位较多，整体工程未能统一协调指挥，最终使部分管网出现雨污错接、漏接甚至堵塞的现象，影响到排水系统正常运行，给周围水环境带来危害。针对大学城污水管网现状，在近5个月的深入调查分析后，认为主要存在以下问题。

（1）因考虑到沥滘污水处理厂的进水COD设计值较高，而且该区域的水量较大，故在该区域管网设计时未设置化粪池，但是由于管网未能及时清淤造成排水管网部分堵塞或排水不畅。

（2）道路部分破损甚至坍塌，造成部分污水管网出现破损、变形等结构性缺陷。

（3）建设管网期间部分施工垃圾未及时清除，造成管道堵塞。

（4）部分污水管段管径设计偏小，导致堵塞。

（5）地基沉降，将管道接口拉裂致使漏水现象严重。

（6）大学城内饭堂排水均未做隔油设施，导致污水管道结垢，经过近十年的积累引起堵塞。

2 排水管网改造工程总体方案

（1）清淤疏通。大学城管网系统庞大，因管道维护管理工作不到位，导致建筑垃圾、生活垃圾淤积严重，需对污水管道进行全面的清疏。

（2）堵漏防渗修复。由于地基沉降、道路破损等原因的影响，导致部分污水干管出现接头错位、破损而发生污水泄漏，若采取拆除、重建管道施工难度大且资金较高，因此采取污水管网修复新技术进行堵漏防渗。

（3）管道重建。对于管道破损、变形严重，管道内沉积难以疏通或疏通效果不佳的管段，采取重建管道接入下游畅通管段。

3 工程改造设计

3.1 清淤疏通

结合大学城污水管网内垃圾淤积的实际情况，本工程采用清疏和维护使之继续运行，清疏时采取人工和机械清疏相结合的方法。对管径d≤300mm的污水管采用人工清疏，以长度≥3m的青竹用铅绳连成长条来进行人工清疏，管道中的沉积物可以被推到下游检查井中，然后通过手工或使用机械抓斗和吸泥装置的方式排出管网系统，此类小管径污水管在大学城污水管网中约占总长度的35%～45%。而对管径d＞300mm的污水管，由于采用人工清疏的方式效率低、效果差，故一般使用机械进行清疏：多采用穿绳器穿过淤堵管段后，穿绳器两端各连一辆绞车，绞车再带动工具反复刮动管道内部造成淤泥松动，再进行清扫。

大学城污水管网改造中设计清疏60处污水管段，总长度约为10km，可使轻度缺陷管网排水畅通。

3.2 堵漏防渗修复

根据大学城污水管网的检测报告发现，有10%的污水干管是由于道路沉降及破损的原因导致出现轻度结构性缺陷（破裂、渗漏、错口等），需要进行修复，管径从d300～d600mm，全长约2.5km。通过现场情况调查，这些管段只需要内衬修复不用更换的管段。内衬修复方法中CIPP法和U型折叠法比较常用。考虑到大学城的排水现状，必须要带水作业，需修复管道的管径在U型折叠法的应用范围之内，U型折叠法操作简单，管材常见，故采用U型折叠法进行内衬修复。方案对比见表1。

表1 内衬修复方案比较

3.3 管道重建

3.3.1 管道重建方案选择

为保证施工期间雨污水管道的正常运行，对于问题管段的更换将采取两种方案。

（1）新建一根管道平行于问题管段，将新建管段接入上下游正常管段后再将问题管段封堵、废弃。

（2）先设置导流管，将问题管段下游污水临时接入下游正常管道后，再在问题管段原位置新建管道，再接入上下游正常管段后再取消导流管，两种方案如图1、2所示。

图1 管段更换方案一

图2 管段更换方案二

两种方案均能保证在既有管段运行时进行更换施工，但各有优缺点，见表2。

经比较，方案一施工难度低，投资小，但新建管段对周边环境可能会有影响，且污水水力条件在新建管段内产生变化，因此需对新建管段管径等进行核算；方案二施工难度较大，投资较高，且工序较方案一复杂，但由于新建管段是在原位置建设，因此管道水力条件不变，且对周边环境影响较小。

本次将采用方案一、二相结合的方式，在施工过程中，结合大学城实际情况灵活采用施工方案，以减少市政施工对上游排水的影响，同时提高施工质量和施工效率、降低施工管理成本。

表2 方案优缺点比较

3.3.2 新建管段施工方案

（1）顶管施工技术。由于污水管道埋深较大，且施工场地地下水位较高，为最大程度的减小施工对大学城正常交通的影响，本次也将考虑采用顶管施工和牵引法施工两种非开挖技术。大学城外环东路和外环西路上共2.3km的污水管需重建，其管径d＞600mm，埋深大于5m，新建管段采用顶管法施工。

（2）牵引管法施工技术。对于管径≤600mm 的管道可采用牵引法施工技术。施工工艺流程为：施工准备→打导向孔→扩孔、成孔→牵引管道→砌检查井→验收→清场。

牵引管法较顶管法施工难度小、工期短、造价低，因此，本次优先推荐牵引管法，管径＞600mm的管段才采用顶管法。

4 结语

排水管网是城市不可或缺的重要基础设施，排水管网改造工程是地下隐蔽工程。通过对大学城排水管网改造工程的研究，对城市排水工程基础设施建设、维护和改造提出以下建议。

（1）排水管网建设是一项系统性的工程，应注重每一个环节的质量把控，才能保证排水设施的正常建设及运行。

（2）加强对城市管网的定期检测，能及时发现管网存在的问题，从而快速应对，保障城市管网系统的正常运行。

（3）排水管网改造要因地制宜，立足于实际进行设计，并应结合新技术、新工艺以节省资金，提高效率。