地埋式污水處理廠管線綜合設(shè)計淺析

陳濤

（中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 云南昆明 650051）

0 前言

伴隨城市化的快速發(fā)展，很多大中型城市不得不面對污水規(guī)劃普遍滯后及市政污水處理設(shè)施建設(shè)用地嚴(yán)重不足的窘境，占地面積小、環(huán)境影響小、地面環(huán)境美觀的地埋式污水處理廠應(yīng)用越來越普遍。相較于常規(guī)地面污水處理廠，地埋式污水處理廠配套的管線綜合設(shè)計更為復(fù)雜、更為重要，專業(yè)管線種類多、管線敷設(shè)空間受限，對工藝布置及功能布局影響大。在總體設(shè)計流程中，綜合管線統(tǒng)籌設(shè)計對各專業(yè)管線設(shè)計起關(guān)鍵性指導(dǎo)作用。綜合管線統(tǒng)籌設(shè)計的合理性影響到地下空間各層的層高，影響污水處理設(shè)備和構(gòu)筑物的安全高效運(yùn)行，影響各專業(yè)管線能否順利安裝。

1 設(shè)計目的及作用

（1）不同專業(yè)設(shè)計工作協(xié)調(diào)及匯總綜合的最直接體現(xiàn)。綜合管線統(tǒng)籌布局的科學(xué)合理，直接決定了地下空間使用的充分性、合理性及有效性，并可以最大程度的為后續(xù)地下空間建筑裝修設(shè)計、不同專業(yè)管線的施工安裝及運(yùn)營管理和維修創(chuàng)造便利條件，且可以大幅減少管線安裝過程中因為標(biāo)高、位置沖突造成的返工；

（2）管線綜合是集綜合性、指導(dǎo)性于一體的綱領(lǐng)性設(shè)計文件。綜合考慮所有相關(guān)專業(yè)管線設(shè)計合理性直接體現(xiàn)其綜合性，所有相關(guān)專業(yè)的管線設(shè)計必須符合管線綜合設(shè)計的整體安排與統(tǒng)籌以確保其可操作性，則體現(xiàn)其指導(dǎo)性；

（3）是持續(xù)不斷協(xié)調(diào)所有專業(yè)管線設(shè)計的動態(tài)過程。當(dāng)綜合預(yù)留的管線敷設(shè)空間、高程等無法滿足各專業(yè)管線設(shè)計要求時，需及時反饋以實現(xiàn)反向協(xié)調(diào)，最終共同完成管線綜合設(shè)計；

（4）不僅僅是各專業(yè)管線的簡單機(jī)械疊加，而是各專業(yè)管線的系統(tǒng)統(tǒng)籌、匯總綜合。在匯總綜合各專業(yè)管線的同時，尚需合理分配不同專業(yè)管線的敷設(shè)空間及整體走向，同時對各專業(yè)管線的進(jìn)行必要的簡化。其簡化的原則是便于各專業(yè)設(shè)計人員及施工人員能讀懂圖紙、且避免混亂冗雜。

2 設(shè)計原則

2.1 管線相對位置的確定原則

按規(guī)范及實際運(yùn)行經(jīng)驗，各種不同專業(yè)管線的相對位置應(yīng)遵守“小管讓大管、有壓讓無壓；電上、風(fēng)中、水下”的總原則[1]。即管線平行敷設(shè)布置時，位于最上方的是電氣及自控專業(yè)管線，位于中間層的是通風(fēng)除臭、防排煙專業(yè)管線，位于最下層的是工藝專業(yè)污水、中水管線。采用直立型噴頭的自動噴水的消防專業(yè)管線，應(yīng)貼梁底敷設(shè)；采用吊頂型噴頭的自動噴水的消防專業(yè)管線，應(yīng)貼吊頂?shù)凝埞欠笤O(shè)。從滿足人身安全要求的角度，強(qiáng)電專業(yè)管線與其他專業(yè)管線之間的凈距不應(yīng)小于0.15m。弱電專業(yè)管線應(yīng)根據(jù)其采用的電纜抗干擾能力，確定敷設(shè)凈距。其他各專業(yè)管線之間的距離應(yīng)滿足管線安裝及拆卸檢修要求，且不應(yīng)小于0.2m。

2.2 管線與設(shè)備相對位置的確定原則

為確保機(jī)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時為設(shè)備吊裝、拆卸檢修預(yù)留空間，所有無關(guān)管線不應(yīng)敷設(shè)在設(shè)備的正上方，尤其是通風(fēng)、除臭管線及水管應(yīng)避免在電氣設(shè)備正上方敷設(shè)。因為通風(fēng)、除臭管線及水管的凝結(jié)水可能影響電氣設(shè)備的正常安全運(yùn)行。針對高壓電容器室等散熱量大、通風(fēng)要求高的空間，應(yīng)按上送下排的原則布置通風(fēng)專業(yè)管線，且應(yīng)按照滿足檢修及運(yùn)營人員巡視要求合理確定風(fēng)管與設(shè)備之間的凈距。

2.3 管線穿越房間的布置原則

變配電間、變壓器室、電容器室、中控室等電氣自控設(shè)備房間，禁止各類水管穿越，以防水管滲漏、破裂引發(fā)安全事故；中控室等弱電房間禁止高壓電氣管線穿越，以防干擾弱電信號、影響通訊。

2.4 管線維檢空間確定原則

統(tǒng)籌分配綜合管線空間時，必須預(yù)留足夠的空間以滿足各類管線維修、檢修需求。寬度小于1.2m的管線，可按單側(cè)檢修預(yù)留維檢空間；寬度大于1.2m的管線，應(yīng)該雙側(cè)檢修預(yù)留維檢空間。最小檢修空間不得小于0.4m。

3 工程實例分析

昆明市第十三污水處理廠主體部分生化段采用改良A2/O工藝，深度處理部分采用“高密度沉淀池+V型濾池+NaCLO消毒”工藝，設(shè)計規(guī)模為12萬m3/d，出水水質(zhì)按一級A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。廠區(qū)位于昆明主城西片區(qū)高峣立交東北角，緊鄰滇池草海城市休閑度假區(qū)，由于場地限制，同時為盡量減少對片區(qū)整體景觀的影響，采用地埋式的布置形式，地面為開放式生態(tài)公園。為盡量節(jié)省投資，減少基坑支護(hù)和地基處理的費(fèi)用，地下二層均采用近似圓形的布置形式。

在管線綜合設(shè)計過程中，為了科學(xué)合理的布置工藝污水管、空氣管、剩余污泥管、回流污泥管、放空管、給水管、中水管、加藥管、上清液回流管、電纜橋架、通風(fēng)除臭管、防排煙等專業(yè)管線，經(jīng)多次與工藝總體設(shè)計人員溝通協(xié)商，結(jié)合工藝流程特點(diǎn)，采用折線布置、垂直分層的方式形成整體的功能分區(qū)。污水處理構(gòu)筑物的池體主要布置在地下負(fù)二層、巡視檢修和車輛通行空間主要布置在地下負(fù)一層，地下負(fù)一層橫向中心位置設(shè)置南北通透的主車道供設(shè)備和污泥運(yùn)輸車輛通行。車道東側(cè)布置預(yù)處理、生化處理構(gòu)筑物，車道西側(cè)布置深度處理部分的高密度沉淀池、V型濾池、接觸消毒池和綜合泵房。主車道東側(cè)負(fù)一層生化池地面布置生化池附屬的鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間；二沉池、高密度沉淀池附屬的污泥脫水車間及消毒池附屬的綜合泵房布置在主車道西側(cè)，其中污泥脫水機(jī)房靠近地下空間出口布置，盡量減少污泥重載車輛在地下空間的行駛距離，綜合泵房靠近地下空間入口布置，方便敷設(shè)的大型水泵等設(shè)備運(yùn)輸安裝、外運(yùn)檢修；變配電間、通風(fēng)機(jī)房、生物除臭裝置采取按需分配、就近分散的原則，設(shè)置在對應(yīng)工藝構(gòu)筑物及需換氣空間附近。

按照上述原則劃定功能分區(qū)后，通風(fēng)除臭、防排煙、曝氣風(fēng)管、污泥回流管等尺寸較大的管線及不同分區(qū)配套的功能型管線基本可以在主車道兩側(cè)不同空間內(nèi)敷設(shè)，避免穿越主車道上部區(qū)域，運(yùn)輸車輛的通行空間得到了有效保障。對于其他尺寸較小的剩余污泥管、給水管、中水管、放空管等專業(yè)管線，利用主車道下部負(fù)二層管廊空間敷設(shè)，總進(jìn)水管、尾水外排管、廠區(qū)地面中水回用管道均布置在地下空間入口附近，就近地下空間以外的廠外管線接駁。起重吊運(yùn)設(shè)備對應(yīng)設(shè)置在各功能分區(qū)靠近負(fù)一層主車道和負(fù)二層管廊位置，方便設(shè)備運(yùn)輸安裝和外運(yùn)檢修。整個項目形成了以負(fù)二層管廊為主通道、負(fù)一層主車道為界的分區(qū)合理、平面走向順暢、豎向分布合規(guī)的管線綜合系統(tǒng)，為項目后續(xù)有序建設(shè)及運(yùn)營創(chuàng)造了便利條件。

4 設(shè)計人員易忽視的問題

4.1 對管線綜合設(shè)計的重要性認(rèn)識不足

設(shè)計人員往往片面的將管線綜合設(shè)計簡單理解為不同專業(yè)管線的疊加匯總，殊不知地埋式污水處理的地下空間中可供專業(yè)管線敷設(shè)的空間極其有限，需要對各種管線的總體走向、空間分配、關(guān)鍵交叉節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行細(xì)致、科學(xué)的統(tǒng)籌分析，確保滿足污水廠正常、高效運(yùn)行的要求，同時為管線施工安裝及日常維檢創(chuàng)造便利條件。另外，在實際設(shè)計過程中，同一個專業(yè)的管線自相“打架”的現(xiàn)象普遍存在，尤其是電氣自控和通風(fēng)除臭專業(yè)管線設(shè)計，要么整個項目統(tǒng)一一個標(biāo)高，要么只有管線位置而不明確標(biāo)高要求，此時，就需要綜合管線設(shè)計對其他所有專業(yè)管線設(shè)計進(jìn)行設(shè)計復(fù)核及統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

4.2 不嚴(yán)格執(zhí)行管線綜合設(shè)計原則

很多設(shè)計人員在處理空間特別緊張的交叉節(jié)點(diǎn)時往往逃避或忽視應(yīng)遵循的重要設(shè)計原則，導(dǎo)致部分管線無法拆卸檢修，甚至誘發(fā)安全事故。深圳某地鐵站就出現(xiàn)過因空間受限而將排水管線敷設(shè)在高壓配電間內(nèi)，后因管道老化滲漏導(dǎo)致高壓配電柜遇水損壞。

4.3 忽視圖面處理問題

管線綜合涉及的專業(yè)管線種類多，需圖面表示的要素比較繁雜，設(shè)計人員往往不對圖面處理問題的重視程度不夠，圖面雜亂無章，導(dǎo)致負(fù)責(zé)實際實施的工程技術(shù)人員識圖困難，無法很好的達(dá)到指導(dǎo)施工的目的。管線疊加表達(dá)形式不統(tǒng)一、建筑底圖信息處理不到位、管線信息標(biāo)注分散雜亂是最常見的情況。

4.4 忽視電子文件質(zhì)量

管線綜合設(shè)計人員需要養(yǎng)成規(guī)范、良好的繪圖習(xí)慣。管線綜合圖面要素多、種類雜，處理好電子文件的圖層管理可以給設(shè)計及識圖工作帶來很多便利，且能有效提高設(shè)計及識圖工作的效率，避免不必要的差錯。

4.5 管線走向布置不當(dāng)、影響吊車運(yùn)行或運(yùn)輸車輛通行

地埋式污水處理廠各處理構(gòu)筑物布置緊湊，需垂直起吊安裝及檢修的設(shè)備多，污泥運(yùn)輸車輛需在地下負(fù)一層通行，在管線綜合設(shè)計過程，需要與工藝總體設(shè)計人員及各專業(yè)、各單體設(shè)計人員反復(fù)協(xié)商溝通，在優(yōu)化總體功能分區(qū)、合理布置主體及附屬構(gòu)筑物、科學(xué)選擇運(yùn)輸車輛行走路線的基礎(chǔ)上，再行合理分配各專業(yè)管線敷設(shè)的平面位置和豎向高程，確保單體構(gòu)筑物正常運(yùn)行、設(shè)備起吊順暢、運(yùn)輸車輛通行無阻。