老城區(qū)雨污分流改造難題與解決對策探討

文／羅莎 中國市政工程華北設計研究總院有限公司湖南分公司 湖南長沙 430100

引言：

排水工程是城市市政工基礎設施的重要組成之一，也是城市水環(huán)境保護的重要屏障。隨著城市黑臭水體整治力度的加大，城市生活環(huán)境要求的不斷提高，近幾年，老城區(qū)的雨污分流改造被逐漸提上日程。根據(jù)老城區(qū)合流制排水的各類問題，針對性地提出技術方案，并針對老城區(qū)人口密集、建筑密度大、交通量大、地下管線錯綜復雜等情況，對管道施工方式的選擇進行優(yōu)化比選，為老城區(qū)的雨污分流改造、保護城市水環(huán)境等提供一定的參考意見。

1、老城區(qū)雨污分流改造的意義

隨著我國城市化不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口數(shù)量不斷上升，導致城市基礎設施已不能滿足當前居民生活需求，隨著近年城市排水困難現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，內澇危害加劇，對城市的良性發(fā)展有著很大影響，因此進行雨污分流改造對城市綠色發(fā)展有著重大意義。雨污分流排水系統(tǒng)可以將城市污水集中收集，送至污水處理廠處理后就近排入天然水體中，或進一步處理達標后采用中水回用的方式補充城市用水。因為實施雨污分流后，污水管道主要針對生活污水的輸送，降雨期間雨水不再進入污水管道，可以減少污水處理廠的運載負荷，使之穩(wěn)定運行，使投資減少，提高資金效益。雨污分流改造能夠減少水體污染，避免污染周圍環(huán)境，有利于改善居住環(huán)境，使城市形象提升，促進城市可持續(xù)發(fā)展。

2、老城區(qū)雨污分流改造難題

老城區(qū)市政合流制管道并不是造成黑臭水體的根本原因，實質是由于合流管道未接通污水處理廠，污水直排合流暗渠。合流暗渠斷面大、坡度小、污水流速不足，極易厭氧發(fā)臭，污泥或垃圾沉積于渠底，大量污水旱季積存渠內，因此，河道變成“死河”，雨季全部沖刷流出，對環(huán)境造成嚴重污染。合流暗渠所具有的排水特點即是老城區(qū)未實現(xiàn)雨污分流改造所產生問題的集中表現(xiàn)，主要集中在以下3 方面：（1）水環(huán)境:合流暗渠旱季排污和雨季排澇矛盾尖銳。老城區(qū)沒有系統(tǒng)污水管網(wǎng)，基本是將天然河道演變而成的合流暗渠作為出口，大量污水直排進入大江大河造成黑臭水體。（2）水安全:積存污水與淤泥侵占行洪斷面，降低排澇標準。城市化發(fā)展使下墊面透水性大幅降低，原有暗渠斷面已不能滿足現(xiàn)狀排澇要求，污水污泥的積存導致城市水浸點不斷增加。部分城市為了控制污染，在暗渠末端設置截污閘門，加重了內澇問題。（3）水經濟:合流暗渠內的低濃度污水增加了中途泵站及污水廠運行負荷。合流暗渠在建成區(qū)上游仍然有山水下泄。旱季該部分清水與生活污水混合成為低濃度污水進入泵站及污水廠，雨季大量的雨水亦通過泵站轉輸進入污水廠，造成資源浪費。

3、老城區(qū)雨污分流改造對策

3.1 總體思路

合流制排水體制轉變?yōu)橛晡鄯至髦?，需要經歷合流制、截流式合流制、市政道路雨污分流管道建設、各個街區(qū)雨污分流改造4 個階段。其中，截流式合流制是近期內控制水體污染的主要措施，市政道路雨污分流管道建設是實現(xiàn)雨污分流的前提條件，各個街區(qū)雨污分流改造是實現(xiàn)雨污分流改造的關鍵步驟。合流制溢流污染控制對策有：源頭控制、管路控制、存儲調蓄、末端處理4 項措施。源頭控制從水質、水量2 個方面減少徑流量，主要措施有：排污源頭改造；鋪裝滲透性地面；加強固體廢物管理，街道清掃；清潔雨水口；控制土壤流失等。管路控制主要包括：選取合適的截留倍數(shù)；管道的沖洗；滲漏和滲入控制；管線的原位修復。存儲調蓄主要是合理設置溢流截留池。末端處理是通過控制措施來對污水進行處理，包括進入污水處理廠；增設沉淀池、旋流分離器、消毒等處理工藝。

3.2 現(xiàn)狀排水設施調查摸底

雨污分流改造設計最基本的要求是對改造范圍內所有的排水設施及系統(tǒng)進行全面準確的評估，然后提出工程設計方案和保障措施。對現(xiàn)狀管線系統(tǒng)進行準確細致的摸底調查，是進行雨污分流改造方案分析和評估的前提條件。（1）注重對建筑小區(qū)室外排水系統(tǒng)調查摸底，結合建筑屋面雨水與室內排水系統(tǒng)安裝情況，對現(xiàn)有管道位置、排水類別進行現(xiàn)場測量、調查摸底和鑒別。（2）注重對老城區(qū)市政管線綜合情況系統(tǒng)調查摸底，結合道路級別、路面布局情況和沿街單位小區(qū)出入口情況，按擬改造或新建排水管網(wǎng)走向和分布情況，適當擴大調查范圍，對現(xiàn)狀全部管線進行綜合探測。（3）注重對現(xiàn)有雨污管道進行聲吶檢測、CCTV 內窺鏡檢查，摸清現(xiàn)狀排水管道破損和堵塞情況，對管道系統(tǒng)過水能力進行評估鑒定，確保計劃保留的管網(wǎng)系統(tǒng)嚴密不漏。（4）注重利用BIM 信息技術對現(xiàn)場調查摸底的第一手資料進行整理和核對。

3.3 對相關系統(tǒng)進行截流式改造

截流式改造是基于海綿城市發(fā)展理念對原有雨污分流系統(tǒng)進行的改造，它主要應用在相關主截污干管和河道附近等地方，在靠近河道的截流管道上安置相應的截流井以此來城市雨水分流，提高雨水的利用率。在下雨時，隨著城市雨水的增加，截流管道將雨、污水混合物送往污水處理廠進行處理。隨著混入的雨水量增加，超過管道所能承載的最大限度，將溢流至周邊水體或地塊。當城市降雨時間較長，但城市降雨程度減弱時，那么相關雨水截流井的流量就會相應減少，使截流井的溢流量不斷減少，最終截流管道中的混合污水水量，又會重新回到截流管道的合理承載量，進而使截流管道停止溢流；在天氣晴朗時，相關的截流管道會保持自身合理的污水承載量，并將污水運往污水處理廠進行處理。

3.4 按照區(qū)域排水體制分類設計改造

（1）針對已有分流制系統(tǒng)的改造，原有的系統(tǒng)中市政排水管路和地塊內排水管路均為分流制排水系統(tǒng)時。改造中應當對混接和錯接的管道進行修正和改進，使市政雨污管道和地塊內雨污管道相銜接，促進老城區(qū)雨污分流管道的進一步完善。（2）針對合流制系統(tǒng)的改造，主要分為兩種情況，一種是市政道路有相應的雨、污水排水管路，地塊內為合流制排水系統(tǒng)時，可根據(jù)地塊合流管網(wǎng)中水質檢測和管網(wǎng)病害診斷結果以及片區(qū)雨、污水水量計算數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀管道過流能力等情況，把原有的合流制管道改為雨水管或污水管，然后再新增一套污水或者雨水管道，使雨水和污水形成兩套獨立的系統(tǒng)，讓兩套系統(tǒng)分別和市政雨污管道相連接，最終促進老城區(qū)雨污分流改造。第二種情況為，市政道路和地塊內部排水管路均為合流制排水系統(tǒng)時，應當優(yōu)先對市政道路排水管路進行分流制改造，在合流制地塊出口進行截污，相較原合流管干管末端截污至污水處理廠的污水，小區(qū)出口截污混入的雨水量大大減少，再結合城市財政承受能力逐步對地塊內的小區(qū)或企事業(yè)單位實施雨污分流改造。在按照區(qū)域來進行雨污分流改造時，必須對原有合流制管道的流量進行核算檢測，以此來保證原有管道滿足現(xiàn)有改造需求。除此之外，在進行雨污分流改造時，在原則上應當保留現(xiàn)有的化糞池等裝置，并且在工程進行時對相應化糞池進行清理，以此來保證對老城區(qū)雨污管道進行改造后達到理想效果，促進城市綠色發(fā)展，減少城市污水對河流等潔凈水源的污染，促進城市可持續(xù)發(fā)展。

3.5 工業(yè)生產污、廢水采用明管架空壓力輸送方式

工業(yè)污、廢水具有酸堿、高溫且水量穩(wěn)定的特點，在高溫作用下對混凝土管道等材質有腐蝕作用。大部分老廠區(qū)，規(guī)劃布局非常緊湊，存在建筑間距較小，只剩道路和少量綠化，甚至只有道路的情況，造成道路狹窄機械車輛無法通達。按常規(guī)設計，采用新建重力流廢水管網(wǎng)，存在人工開挖、施工困難、效率很低、建筑垮塌等施工及安全風險;埋地管網(wǎng)還存在檢查維護不便、維修影響生產等，綜合來看施工難度大、成本高、工期長，不便于進行維護檢查管理。因此，為確保雨污分流徹底，便于環(huán)保監(jiān)管，建議生產污、廢水選用明管架空球磨鑄鐵管道壓力輸送至廢水處理站的方案符合廠區(qū)需求。

整個方案重點設置如下:原有埋地的廢水、污水管網(wǎng)可結合管道運行狀況利用作為雨水排水管道，結合各排水點位，綜合評估修建廢水提升泵井池，優(yōu)化減少泵井尺寸和埋深。該方案優(yōu)缺點明顯、優(yōu)點是管理維護方便，廢水計量準確走向明顯，適用環(huán)保高效監(jiān)管;施工難度適中，土方開挖施工作業(yè)少，僅需開挖廢水收集池、化糞池等池體，施工效率高，工期短，綜合成本較低;缺點是增加長期管理維護成本、設備損耗，能源消耗等。各單位情況不同，應綜合權衡評估后選用。

3.6 關鍵環(huán)節(jié)

3.6.1 建筑小區(qū)雨污分流改造

建筑小區(qū)污水管道必須改造成封閉式系統(tǒng)，杜絕與路面雨水口連接。雨水系統(tǒng)包括建筑屋面和地面（道路、廣場、綠化用地等）雨水收集排放系統(tǒng)，而建筑屋面雨水收集和排放是小區(qū)雨污分流工作的重點，可結合小區(qū)環(huán)境綜合治理和建筑物立面整治或節(jié)能改造機會，更換屋面落水立管，做到與室外地面雨水收集或排放管道系統(tǒng)連接。逐段排查小區(qū)雨污排水管道，改造室內外雨污混接、錯接節(jié)點，嚴防室內污水直接排入雨水管道，要將陽臺洗衣機排水管改造后進入室外污水檢查井，在小區(qū)沿街門面商戶飯店排水管隔油沉淀檢查井前設置泔水池，對泔水直接向街面雨水口傾倒行為進行嚴厲處罰。建筑小區(qū)內排水管網(wǎng)改造完成后，應確保排出管對應接入市政管網(wǎng)。占地面積不超過1hm2 的老城區(qū)，應結合海綿城市改造要求，采用雨水走地表、污水進管道的雨污分流改造方式，用淺型地表排水槽代替?zhèn)鹘y(tǒng)雨水管溝或管涵，解決老城區(qū)雨污分流，管位難以落實的問題，同時大幅降低路面開挖與恢復的工程量 。占地面積較大的建筑小區(qū)，可對原有散水明溝用石屑進行填埋壓實，設置具有一定排水坡度的散水坡和一定數(shù)量的雨水進水井，代替散水明溝實現(xiàn)收集和排放雨水功能，解決排水不暢問題；可加設埋地出戶橫管，把排入散水明溝的原有排水立管逐一對應接入雨污井內。

3.6.2 小街小巷雨污分流改造

建筑密集、巷道狹窄、地下構筑物較多地段，盡量維持原有排水系統(tǒng)，因地制宜改善排水條件，可對原有排水系統(tǒng)全面疏通和清淤，將現(xiàn)有排水管道接入市政污水管道。房前屋后道路較寬，但不宜同時埋設雨污排水管涵時，可在散水邊緣設置弧形雨水淺槽和槽下埋設污水支管，既能滿足雨污分流改造要求，又可減少管溝和檢查井埋深。

3.6.3 片區(qū)單元排水系統(tǒng)交界面連接改造

雨污分流改造工程通常劃分改造片區(qū)單元，受各種主觀或客觀條件限制，改造區(qū)域難免存在合流管段，導致排水管網(wǎng)系統(tǒng)一時不能全部實現(xiàn)雨污分流。特別是新老管網(wǎng)系統(tǒng)雨污混接后，將嚴重影響分流改造工作整體成效。因此，新老排水系統(tǒng)交界面正確連接不僅是一個管網(wǎng)改造期間需要妥善處理的技術問題，也是一個管網(wǎng)巡查整改期間需要面臨的實際問題。具體處理措施：若新建雨污排水系統(tǒng)與原有排水系統(tǒng)均是雨污分流制，可直接對應接入排水管網(wǎng)；若新老系統(tǒng)上下游之間存在合流制管段，則應在系統(tǒng)合流制管段交界面設置截流式溢流井。

3.7 室外雨污分流設計

老城區(qū)室外雨污分流的設計方案應根據(jù)小區(qū)室外排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀情況來選擇，因此前期的管線探測和現(xiàn)場勘察水·電·暖通技術與應用就顯得尤為重要。針對四種情況對老城區(qū)室外雨污分流設計進行分析：（1）小區(qū)總體的排水體制為雨污分流，排水管網(wǎng)及排水構筑物運行情況良好，僅存在若干雨污混接點。此類小區(qū)通常建成年限不是很長，應盡量保留利用現(xiàn)狀排水管網(wǎng)，僅對混接點進行雨污分流即可。（2）小區(qū)室外僅有一路排水管網(wǎng)，總體的排水體制為雨污合流，排水管道管徑偏小，暴雨時排水管道排水能力不足。此類小區(qū)室外雨污分流時，應將現(xiàn)狀合流排水管網(wǎng)作為污水管網(wǎng)使用，最終接入市政污水檢查井。在小區(qū)室外新建雨水管網(wǎng)，收集小區(qū)各建筑單體和室外地面的雨水，最終排至市政雨水檢查井。此種改造方案雨污分流徹底，施工較方便，對小區(qū)居民影響較小，且改造成本合理，適用于大部分的老城區(qū)。（3）小區(qū)總體的排水體制為雨污合流，排水管道管徑較大，排水能力可滿足相關規(guī)范關于暴雨重現(xiàn)期的要求。此種情況可考慮將現(xiàn)狀排水管網(wǎng)作為雨水管網(wǎng)使用，最終接入市政雨水檢查井。在小區(qū)室外新建污水管網(wǎng)，收集小區(qū)各單體的污水，最終排至市政污水檢查井。（4）小區(qū)建設年代久遠，室外排水管網(wǎng)破損堵塞現(xiàn)象嚴重，排水能力差，已不具備利用價值。針對此種情況，應考慮廢除現(xiàn)狀排水管網(wǎng)，并在小區(qū)室外新建雨污水管道。

3.8 實施階段措施

施工前要結合設計施工圖，做好小區(qū)施工條件、環(huán)境的摸排工作，結合施工進度要求，制定科學合理的施工計劃，不得盲目隨意開挖。小區(qū)施工環(huán)境特殊，不能做到整個小區(qū)同步施工的情況下，需采取分片施工方式，以及先地下后地上的施工策略。施工過程中遇到與設計情況不符時，及時做好相應的變更手續(xù)。強調施工過程質量控制，對施工原材料、隱蔽工程、分部分項工程嚴格落實質量負責制，不合格不得驗收或進行后續(xù)施工。施工完成后做好成品保護工作，待滿足開放要求時，及時開放施工區(qū)域，減少各片區(qū)的施工占用時間。加強現(xiàn)場的安全文明施工管理，服從小區(qū)物業(yè)安排的施工時間，減少施工擾民，施工機械、材料集中、規(guī)范存放。需要開挖的區(qū)域開挖前必須封閉打圍，并應做好交通導行措施，設置警示標牌、交通導行標識，保障居民能正常出行。開挖前要做好環(huán)境調查和施工準備工作，征得開挖區(qū)管線產權、運維管理單位的同意，簽訂安全管理協(xié)議，確保施工安全；開挖過程中要采取保護性開挖措施，對開挖區(qū)的各類管線和小區(qū)設施要做好相應的保護；開挖后要抓緊組織后期施工，限期恢復，施工產生的垃圾及時清運，施工過程中做好噪音、揚塵等污染防控。強化工程質量驗收管理，嚴格落實五方責任主體項目負責人（建設、勘察、設計、施工、監(jiān)理單位法定代表人簽署授權書任命的本單位項目負責人）質量終身責任，在工程設計使用年限內對工程質量承擔相應責任。項目施工完成，施工單位自檢合格，報監(jiān)理單位組織預驗收滿足驗收要求后，建設單位再組織進行竣工驗收。驗收過程中宜邀請社區(qū)、業(yè)委會、物業(yè)、小區(qū)業(yè)主代表、后期運維單位等參加驗收工作，聽取各方的驗收意見，確保項目建設質量滿足設計、規(guī)范、交付要求，建設效果得到社會認可。

4、雨污分流設計需要注意的一些問題

（1）老城區(qū)雨污分流改造設計前，應做好本底調查（現(xiàn)狀合流管內晴天水質檢測、管道病害診斷等）、管線探測和現(xiàn)場勘察工作，并根據(jù)每個小區(qū)的實際情況選擇合理的改造方案，不可一概而論。（2）由于老城區(qū)室外管線較多，室外新建的排水管道應選擇合理的路徑，避免破壞其他現(xiàn)狀管線。管道埋深過深或距離建筑基礎較近時，施工前應制定溝槽開挖和管道敷設的施工方案，施工時應采取安全可靠的支護措施，確保施工安全及鄰近建筑物的結構安全。（3）考慮到施工環(huán)境、運輸條件等限制，老城區(qū)的化糞池等排水構筑物應盡量保留利用。若現(xiàn)狀排水構筑物位于綠化帶內，小區(qū)改造后位于行車道或停車位下，應采取適當?shù)募庸檀胧?，確保排水構筑物的結構安全。（4）應對市政雨污水管網(wǎng)進行分析，確保市政雨污管道的流量、標高滿足小區(qū)雨污水接入的要求。小區(qū)室外雨污水管道末端接至市政雨污水檢查井的排水管段，應進行管線綜合設計，確保排水管道可順利穿越市政道路。（5）老城區(qū)雨污分流改造設計過程中，可結合國家海綿城市建設的理念對初期雨水進行控制和截流，再排入市政雨水管網(wǎng)中。實際設計時，可根據(jù)小區(qū)的實際情況采用環(huán)保型雨水口、雨水回收利用等措施，保護和修復城市生態(tài)環(huán)境，提供良好的居住環(huán)境。

結語：

老城區(qū)雨污分流改造難題客觀存在，嚴重制約老城區(qū)雨污分流改造工作整體進度，影響改造工作整體成效，阻礙黑臭水體治理、城市內澇治理、雨水收集利用、增加污水處理廠運行負荷壓力；必須因地制宜研究對策、制定改造方案，結合城市建設其他項目、有計劃分批次地予以實施，同時加強排水設施運行管理，切實保障雨污分流改造工作提質增效。