公務碼頭截流工程設計

趙紅玉

廈門市市政工程設計院有限公司（361000）

公務碼頭截流工程設計

趙紅玉

廈門市市政工程設計院有限公司（361000）

結合廈門本島公務碼頭的截流工程設計，闡述截流流量的計算，防倒灌方案的選擇及泵站型式選擇，為今后此類設計提供了參考。

截流；初期雨水；截流倍數

隨著廈門市新一輪跨越式發(fā)展，廈門島內建設和發(fā)展不斷加快，建成區(qū)范圍不斷擴大，人口不斷增加，區(qū)域內的生活污水也顯著增加。與此同時，城市的環(huán)境保護是城市發(fā)展必不可少的組成部分，隨著城市的發(fā)展，環(huán)境保護的地位也日趨重要。廈門素有“海上花園”的美名，擁有“國家衛(wèi)生城市”、“國家園林城市”、“國家環(huán)境保護模范城市”等眾多榮譽稱號；但目前廈門本島沿線有眾多排污口，據調查，島內排污口數量近200個，對廈門周邊海域環(huán)境造成嚴重污染。為此，廈門市委市政府高度重視，要求對各排污口進行截污工作。只有把污水的收集和處理做好了，改善了廈門島內周邊海域的水質，才能走上環(huán)境和經濟共同發(fā)展的良性循環(huán)軌道，實現可持續(xù)發(fā)展。

1 截流流量計算

1）計算原則

①須合理地確定截流點的位置、截流干管的線位。

②水力計算方法同分流制中的雨水管道。

③按照總設計流量設計，用旱季流量校核。

2）截流管道的設計工況

①旱季時,合流排水管涵均為旱流生活污水,通過設置于現狀排水管涵上的截流井收集旱季污水進入提升泵站，經過提升泵站提升至周邊現狀污水重力管道系統(tǒng)，最終進入筼筜污水處理廠或前埔污水處理廠。同時，在截流井中間設一堵隔墻，中間留有過流面積不小于現狀排水管涵面積的孔洞，并于孔洞出口下游設置閘門，旱季時常關，以隔絕外海漲潮時海水的倒灌。

②降雨時，合流排水系統(tǒng)內為雨水和污水的合流污水。在降雨初期，初期雨水夾雜大量地表污染物混合生活污水，通過合流管涵排放。合流污水在截流井處被截留，經過提升泵站提升至周邊的污水重力管道系統(tǒng)，最終進入筼筜污水處理廠或前埔污水處理廠。隨著雨水徑流量的逐漸增大，當合流污水量（以雨水為主，污染程度減輕）超過提升泵站的設計提升流量,泵站集水池內的水位將逐漸上升。當集水池內的水位上升至設計最高水位時，截流井中隔墻出口下游的閘門將打開，截流井內截流干管進水口的閘門將關閉，中后期雨水（以雨水為主，污染程度減輕）從截流井處沿原有的合流管涵排至外海。

③降雨停止后,合流管涵上游來水量逐漸減少，待海水水位退潮至比中隔墻孔洞內底標高低的時候，中隔墻出口下游的閘門關閉，截流干管進水口的閘門打開，截流系統(tǒng)回到旱季時設計工況。

（2）雖然壩肩槽總體巖體質量較好，但局部受層間及層內錯動帶切割、風化卸荷等影響，爆破后局部容易產生裂隙，在壩基槽開挖的平整度、超欠挖、半孔率等質量質量指標控制上難度較大。

3）旱流污水流量計算

根據《廈門本島雨水排放口截流匯報》（廈門中環(huán)污水處理有限公司）,公務碼頭排污口的現狀排污量規(guī)模為1 800 t/d。計算公式如下:

式中,Q污:最高日最高時旱流污水流量(L/s)；Q平均:平均日平均時旱流污水流量(L/s)；KZ:污水總變化系數，等于日變化系數×時變化系數，KZ＝2.7/Q平均0.11。

4）初期雨水合流量計算

目前，我國對初期雨水量還沒有較為統(tǒng)一的計算方法，規(guī)范要求根據當地的經濟、對環(huán)境的要求、排水區(qū)域大小等因素確定，宜為旱流污水1～5倍。目前，由于人們越來越關心水體的保護，采用的截流倍數有逐漸增大的趨勢，例如美國對于游泳和游覽的河段,采用的截流倍數甚至高達30倍以上。

表1 擋潮建筑物主要方式技術分析比較

根據我國國情及廈門市的實際情況，經各相關單位多次商討決定，本工程截流倍數取2.0。經計算初期雨水及污水合流量為5 400 m3/d，即62.5 L/s。因此本次設計提升泵站的規(guī)模為5 400 m3/d。

2 截流工程設計

1）防倒灌設施方案選擇

擋潮構筑物主要有閘門、拍門及鴨嘴閥等三種方式，對三種方式進行技術分析比較，見表1。

2）截流井的工藝設計

在截流井的中隔墻上設置過水能力不小于上游匯入管道過水能力的連通孔洞，并于連通孔洞的下游設置閘門；截污管道的進口處也設置閘門,并于截流井的兩個井室分別裝設液位控制器。旱流時，中隔墻處的閘門關閉，隔絕外海潮水對截污管流量的影響；雨季時，設置最高水位，當截流井中水位到達最高水位時，截污管道進口處的閘門關閉，截流井中隔墻處的閘門打開，截流井中幾乎保持原有合流管涵的設計狀態(tài)。當雨量逐漸減少，外海潮水逐漸退去，截流井中水位降至低于中隔墻連通孔洞的孔底標高時，中隔墻出口處的閘門關閉，截污管道進口處的閘門打開，截污系統(tǒng)繼續(xù)運行。

截流井中液位的控制采用靜壓式水位傳感器來控制閘門的關閉及打開，且截污井的兩個井室內均設置一套。截流井中隔墻連通孔洞處閘門及截污干管進口處的閘門均為316 L不銹鋼材質。

在截流井中截污干管的進口處或截流井室連通孔洞處設置格柵或格網，以攔截水流中的較大尺寸懸浮物和漂浮物。格柵或格網的間隙為25 mm，可由閘門廠家一起供應。

截流井的井底落底0.6～0.8 m做為沉砂用?？紤]泵站規(guī)模較小，且用地較為緊張，本次設計均考慮采用人工清砂及清渣的方式。

3）截污管道的設計

本次設計截污管道管徑為DN300～DN400的鋼管,將污水接至污水提升泵站或下游污水管道系統(tǒng)。

4）提升泵站形式選擇

經過經濟技術性比較,由于本項目在中心城區(qū)，可用面積小，且工期短，從占地面積、施工便利以及經濟效益方面擇優(yōu)考慮，推薦采用一體化泵站。

3 結語

綜上所述，截留工程設計應結合片區(qū)的現狀及規(guī)劃情況，合理確定旱流流量、截流倍數、截流管道斷面和截流泵站位置及規(guī)模,與其他專業(yè)充分協調，以最經濟的方案截流污水和初期雨水。

[1]龍騰銳,郝以瓊,孫慧修.排水工程[M].中國建筑工業(yè)出版社,1993.

[2]曾曉暉.廈門會展南路排洪箱涵的現狀及污水截污方案探討[M].企業(yè)技術開發(fā),2013,7.