【導(dǎo)讀】XXX第二污水廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程

　　

【正文】 一般均低于片區(qū) 5，根據(jù)調(diào)整后的污水廠其設(shè)計(jì)高程（ ）可知除片區(qū) 3高程低于污水處理廠高程致使片區(qū)污水無(wú)法重力流至污水廠外，片區(qū) 5 高于污水處理廠 10m~40m，即可實(shí)現(xiàn)片區(qū)污水重力流進(jìn)污水處理廠，根據(jù)這一思路，可對(duì)原污水系統(tǒng)進(jìn)行以下調(diào)整，有三個(gè)方案可供選擇： 方案一：片區(qū) 5 的污水重力流均匯集到片區(qū) 3 中的 1污水提升泵站，污水量為 10 萬(wàn) m3/d，通過(guò)壓力管倒虹跨越沱江河，一次性提升至污水處理廠內(nèi)現(xiàn)狀污水 處理 廠 0污水提升泵站 調(diào)整規(guī)劃后的 污水 處理 廠 位置 1污水提升泵站 2污水提升泵站 XXX 第二污水 廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程（提升泵站及倒虹管） 初步設(shè)計(jì) 21 的細(xì)格柵中，廠內(nèi)不再設(shè)置污水提升泵站。即方案一只有一座廠外提升泵站，無(wú)廠內(nèi)提升泵 站，另外方案一包含一處過(guò)河倒虹管。 污水片區(qū)高程分布簡(jiǎn)圖 方案二：片區(qū) 5的污水匯集后，污水量為 7萬(wàn) m3/d，通過(guò)倒虹管重力流至污水處理廠，廠內(nèi)增加一座廠內(nèi)污水提升泵站，規(guī)模為 7萬(wàn) m3/d，污水經(jīng) 提升后進(jìn)細(xì)格柵中；片區(qū) 3 中的 1污水提升泵站，污水量為 3 萬(wàn) m3/d，通過(guò)壓力管就近倒虹跨越沱江河，一次性提升至污水處理廠內(nèi)的細(xì)格柵中。即方案二有兩座泵站，一座廠外提升泵站，一座廠內(nèi)提升泵站，另外方案二包含兩處過(guò)河倒虹管。 方案三：片區(qū) 3中的 1污水提升泵站，污水量為 3萬(wàn) m3/d，經(jīng)提升后排入片區(qū) 5再與片區(qū) 5的污水匯集后，污水總量為 10 萬(wàn) m3/d，通過(guò)倒虹管重力流至污水處理廠，廠內(nèi)增加一座廠內(nèi)污水提升泵站，規(guī)模為 10 萬(wàn) m3/d，污水經(jīng)提升后進(jìn)細(xì)格柵中；即方案二有兩座泵站，一座廠外提升泵站，一座廠外提升泵站 ，XXX 第二污水 廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程（提升泵站及倒虹管） 初步設(shè)計(jì) 22 但方案二只包含一處過(guò)河倒虹管。 三個(gè)方案（污水廠總規(guī)模均為 10萬(wàn) m3/d）比較見(jiàn)下表： 項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三 構(gòu)筑物及規(guī)模 廠外一座污水提升泵站，規(guī)模 10萬(wàn) m3/d，廠內(nèi)不增加泵站； 廠外一座污水提升泵站，規(guī)模 3 萬(wàn) m3/d，廠內(nèi)一座污水提升泵站，規(guī)模 7萬(wàn) m3/d； 廠外一座污水提升泵站，規(guī)模 3 萬(wàn) m3/d，廠內(nèi)一座污水提升泵站，規(guī)模 10萬(wàn)m3/d； 需提升水量及泵站揚(yáng)程 10 萬(wàn) m3/d，揚(yáng)程約20m 3萬(wàn) m3/d，揚(yáng)程約 20m 7萬(wàn) m3/d，揚(yáng)程約 10m 3萬(wàn) m3/d，揚(yáng)程約 35m 10萬(wàn) m3/d，揚(yáng)程約 10m 壓力管道 長(zhǎng)約 ，規(guī)模 10萬(wàn) m3/d， DN900x2。 長(zhǎng)約 ，規(guī)模 3 萬(wàn)m3/d， DN500x2。 長(zhǎng)約 ，規(guī)模 3 萬(wàn)m3/d， DN500x2。 倒虹管及規(guī)模 壓力倒虹管 1 處，規(guī)模 10 萬(wàn) m3/d。長(zhǎng)400m， DN900x3。 壓力倒虹管和重力倒虹管各 1 處，規(guī)模分別為3 萬(wàn) m3/d，長(zhǎng) 400m，DN500x3。和 7萬(wàn) m3/d，長(zhǎng) 350m， DN700x3 重力倒虹管 1處，規(guī)模 10萬(wàn) m3/d。長(zhǎng) 350m， DN900x3。 工程投資 泵站 600 萬(wàn) +倒虹管600 萬(wàn)倒虹 +進(jìn) 出閥門(mén)井 40 萬(wàn) +壓力管450萬(wàn) =1690萬(wàn) 泵站 500萬(wàn) +倒虹管 740萬(wàn) +倒虹進(jìn)出水井及閥門(mén)井 250萬(wàn) +壓力管 250萬(wàn) =1740萬(wàn) 泵站 600萬(wàn) +倒虹管 525萬(wàn)+倒虹進(jìn)出水井 210+壓力管 200萬(wàn) =1535萬(wàn) 倒虹管過(guò)河方式 壓力管倒虹過(guò)河，管道兩端只設(shè)置閥門(mén)井而不設(shè)置進(jìn)出水井 壓力管倒虹過(guò)河，管道兩端只設(shè)置閥門(mén)井而不設(shè)置進(jìn)出水井 重力倒虹管過(guò)河，管道兩端設(shè)置進(jìn)出水井，根據(jù)地形，進(jìn)出水井最深達(dá) 20米。 重力倒虹管過(guò)河，管道兩端設(shè)置進(jìn)出水井，根據(jù)地形，進(jìn)出水井最深達(dá) 20米。 施工及管理維護(hù)難度 壓力管過(guò)河 施工相對(duì)簡(jiǎn)單，管理不難 重力倒虹管過(guò)河進(jìn)出水井最深達(dá) 20米。施工難度大，由于太深出事故時(shí)幾乎不可維護(hù)。 重力倒虹管過(guò)河進(jìn)出水井最深達(dá) 20 米。施工難度大，由于太深幾乎不可維護(hù)。 對(duì)比結(jié)論 工程投資居中，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，推薦。 一次性投資雖最高，且?guī)缀醪荒芫S護(hù) 工程投資最小，但幾乎不能維護(hù)，相比無(wú)優(yōu)勢(shì)。 結(jié)合 上表 比較 ， 同時(shí)結(jié)合方案設(shè)計(jì)階段業(yè)主單位、專(zhuān)家意見(jiàn)， 雖然方案 一XXX 第二污水 廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程（提升泵站及倒虹管） 初步設(shè)計(jì) 23 工程投資居中，但 本 方案施工難度相比較小，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單 ，而方案二、三由于重力倒虹管進(jìn)出水井太深而幾乎無(wú)法進(jìn)行正常維護(hù)，一旦倒虹管堵塞將無(wú)法進(jìn)行清通 ，而過(guò)河管負(fù)擔(dān)的污水量又較大，其安全、重要性顯而易見(jiàn) ， 故 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看， 選擇維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單的方案 是 最合理 的。故推薦方案 一 作為本次對(duì)規(guī)劃污水系統(tǒng)的調(diào)整最優(yōu)方案。 污水處理系統(tǒng)的確定及總體運(yùn)行方式 根據(jù)上述比較，確定本次污水處理體系的總體運(yùn)行方式為：片區(qū) 5 的污水匯集后，污水量為 7 萬(wàn) m3/d，通過(guò)重力管道，匯合至片區(qū) 3 中的 1污水提升泵站，匯合后總污水量為 10 萬(wàn) m3/d，通過(guò)壓力管就近倒虹跨越沱江河，一次性提升至污水處理廠內(nèi)的細(xì)格柵中。即方案一只有一座廠外提升泵站，廠內(nèi)不再設(shè)置污水提升泵站。 污水 提 升泵站及倒虹管規(guī)模 泵站規(guī)模 根據(jù)規(guī)劃及上述調(diào)整可知，污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為近期 2021 年 萬(wàn)m3/d，中期 2020 年 萬(wàn) m3/d，遠(yuǎn)期 2030 年 萬(wàn) m3/d。 結(jié)合規(guī)劃關(guān)于近遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)年限劃分， 配合污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模， 本泵站規(guī)模確定如下： 近期 2021 年 萬(wàn) m3/d 中期 2020 年 萬(wàn) m3/d 遠(yuǎn)期 2030 年 萬(wàn) m3/d 本次設(shè)計(jì)泵站土建按中期 2020 年設(shè)計(jì)。設(shè)備按近期 2021 年安裝。遠(yuǎn)期在泵站中預(yù)留用地內(nèi)再增加一座 萬(wàn) m3/d 的泵房。 倒虹管規(guī)模 及計(jì) 算依據(jù) 泵站后壓力倒虹管 結(jié)合泵站規(guī)模 ，倒虹管設(shè)計(jì)規(guī)模 確定如下： 近期 2021 年 萬(wàn) m3/d 中期 2020 年 萬(wàn) m3/d 遠(yuǎn)期 2030 年 萬(wàn) m3/d XXX 第二污水 廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程（提升泵站及倒虹管） 初步設(shè)計(jì) 24 考慮到倒虹管的施工難度， 本次 倒虹管流量 按 遠(yuǎn)期 2030 年設(shè)計(jì) ， 一次性施工到位，這樣可以避免遠(yuǎn)期再增加倒虹管而增加施工難度。 污水量設(shè)計(jì)參數(shù)及主要管道水力計(jì)算公式 污水管網(wǎng)主要水力計(jì)算公式 目前排水管道的水力計(jì)算中仍采用均勻流公式。常用的均勻流基本公式有： 流量公式 Q=WV 流速公式 V=C(RI)1/2 式中 Q—— 流量 (m3/s)； W—— 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e (m2)； V—— 流速 (m/s)； R—— 水力半徑 (過(guò)水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值 )； I—— 水力坡度 (即水面坡度，等于管底坡度 )； C—— 流速系數(shù)或稱(chēng)謝才系數(shù)。 C 值一般按曼寧公式計(jì)算，即： C=(1/n)Rl/6 綜合上述公式得： V＝ (1/n)R2/3I1/2 Q=(1/n)WR2/3I1/2 式中 n— 管壁粗糙系數(shù)?；炷梁弯摻罨炷廖鬯艿赖?n=，玻璃鋼管道的 n=。 合流管道的總設(shè)計(jì)流量應(yīng)按下列公式計(jì)算： Qz=Qs+Qg+Qy=Qh+Qy 式中 Qz—— 總設(shè)計(jì)流量 (L/s)； Qs—— 設(shè)計(jì)生活污水量 (L/s)； Qg—— 設(shè)計(jì)工業(yè)廢水量 (L/s)； Qy—— 設(shè)計(jì)雨水量 (L/s)； Qh—— 溢流井以前的旱流污水量 (L/s)； 溢流井以后管段的流量應(yīng)按下列公式計(jì)算： Q’z=(n0+1)Qh+Q’y+Q’h XXX 第二污水 廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程（提升泵站及倒虹管） 初步設(shè)計(jì) 25 式中 Q’z—— 溢流井以后管段流量 (L/s)； no—— 截流倍數(shù)，即開(kāi)始溢流時(shí)所截留的雨水量與旱流污水量之比； Q’y—— 溢流井以后匯水面積的設(shè)計(jì)雨水量 (L/s)； Q’h—— 溢流井以后的旱流污水量 (L/s)。 主要水力學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù) 為保證污水管道的正常運(yùn)行，《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)如下設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做了規(guī)定： 1．設(shè)計(jì)充滿度 h/D 設(shè)計(jì)污水管道的最大設(shè)計(jì)充滿度小于 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ GBJ97）規(guī)定的最大設(shè)計(jì)充滿度管徑 (D) 最大設(shè)計(jì)充滿度 (h/D 或 h/H) d200d300 d350d450 d500d900 ≥ 1000 2．設(shè)計(jì)流 最小設(shè)計(jì)流速 Vmin=。 最大設(shè)計(jì)流速 Vmax：金屬管道 Vmax=10m/s， 非金屬管道 Vmax=5m/s。 3．最小管徑與最小設(shè)計(jì)坡度 街坊和廠區(qū)內(nèi)最小管徑為 200mm，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度 ； 街道下最小管徑為 300mm，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度 。 4. 生活污水量總變化系數(shù)表 污水平均日流量 (l/s) 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000 總變化系數(shù) 5．管道連接： 本工程排水管道 (重力流 )的連接方式均采用管頂平接。 倒虹管 設(shè)計(jì) 管道穿越河流 方案 排水管道穿河管一般有兩種工程設(shè)計(jì)方案，一種是高架管即沿原高程架設(shè)過(guò)河管道，另一種是采用倒虹吸方式從河床底下通過(guò)。通過(guò)兩種方案的比較，可以XXX 第二污水 廠廠外提升泵站及配套管網(wǎng)工程（提升泵站及倒虹管） 初步設(shè)計(jì) 26 看出 :高架管方案水力條件較倒虹吸方案好；運(yùn)行的巡視、檢修方便；所發(fā)生的土石方工程量相對(duì)較小， 但由于沱江河河面寬，水深大，架空施工 工程費(fèi)用 很大 。且 施工較復(fù)雜，管道的防腐要求較高，一旦出現(xiàn)滲漏，事故安全性能較差， 管線架空對(duì)城區(qū)景觀 、區(qū)域環(huán)境亦將造成一定的負(fù)面作用，需與區(qū)域總體規(guī)劃結(jié)合，取得有關(guān)部門(mén)的認(rèn)同。 倒虹吸方案對(duì)河道水利