□文/白潔穎 陸峰峰
河流黑臭問題的本質(zhì)是污染物輸入超過河流水環(huán)境容量。在流域尺度上采取污染源治理等截污措施,能夠大幅削減入河污染負(fù)荷,是消除黑臭問題的重要舉措,科學(xué)有效的實(shí)施控源截污能從源頭控制污水向城市水體排放,是黑臭水體整治最直接有效的工程措施,也是采取其他技術(shù)措施的前提。
截污工程的重難點(diǎn)一般集中在老城區(qū)內(nèi)。老城區(qū)建成年代較久,因歷史原因河道排污口較多,現(xiàn)狀排水管網(wǎng)以合流為主,污水收集管網(wǎng)不完善,存在大量旱天污水直排入河及雨天合流污水溢流入河的現(xiàn)象。另外,老城區(qū)普遍人流房屋密集、排污口錯(cuò)綜復(fù)雜、施工場地狹小、周邊障礙物多,導(dǎo)致其改造難度極大[1]。南寧市老城區(qū)河道沿線建筑密集,甚至部分河道被建筑占?jí)撼蔀榘岛?,截污管道?shí)施難度更大。針對老城區(qū)河道存在的上述情況,提出一系列措施,解決河道截污工程實(shí)施過程中的難題,保障黑臭水體整治目標(biāo)的順利完成,使河道徹底實(shí)現(xiàn)長治久清并恢復(fù)原有的生態(tài)系統(tǒng)。
南寧市武鳴區(qū)東門河河道兩岸未建設(shè)截污管,雨污混排,污水直接排入河道,水質(zhì)污染嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化,部分河段水體黑臭;建筑侵占河道現(xiàn)象普遍,部分河道已成為暗河,工程實(shí)施難度極大。
1)老城區(qū)內(nèi)污水收集及處理率均達(dá)到90%以上。
2)城區(qū)主要河流水體水質(zhì)近期全面改善、消除黑臭,中期消除劣V類,部分指標(biāo)達(dá)到地表水IV類;遠(yuǎn)期主要指標(biāo)達(dá)地表水III類。
3)提高生物多樣性,恢復(fù)水體自凈能力,構(gòu)建健康水生態(tài)系統(tǒng)。
截污工程是保證后續(xù)處理措施正常運(yùn)行的前提,因此為截污工程確定了如下工程目標(biāo):
1)所有排污口均得到整治解決,旱季所有排河污水均接入截污管道,盡量減少雨季合流污水溢流;
2)合理布置截污管道,不考慮任何建筑拆遷,工程具有可實(shí)施性;
3)污水管道不存在安全質(zhì)量問題,造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理;
4)污水管道便于日常維護(hù)。
東門河之上以及河道兩側(cè)均為密集的建筑,大部分河道屬于暗河,管道沒有足夠的敷設(shè)空間。河道堤岸為鋼筋混凝土或漿砌塊石擋墻,與岸邊建筑距離較近,管道施工受到嚴(yán)重制約,若處置不當(dāng)會(huì)威脅周邊建筑安全。
根據(jù)以往類似截污工程的經(jīng)驗(yàn),在河道內(nèi)敷設(shè)管道容易出現(xiàn)沉降變形、滲漏等問題,主要是因?yàn)楹拥椎刭|(zhì)條件差,又常受水流沖擊影響,再加上管材選用不盡合理。根據(jù)實(shí)際測量,東門河淤泥深度約1~2 m,如何保證管道安全穩(wěn)定是工程的重難點(diǎn)之一。
當(dāng)管道敷設(shè)在河道內(nèi)時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮維護(hù)清掏問題,以免造成日后管道維護(hù)的困難??梢钥紤]在管道上方增設(shè)平臺(tái),便于工作人員通行和操作設(shè)備,但目前類似設(shè)計(jì)較少見。
暗河段上部建筑的生活污水通過排污管道直接垂直排入下方河道,總體排污量大,對水體造成嚴(yán)重污染。此種排污口管徑小,但是數(shù)量很多且分散在暗河沿線上方,治理難度較大;如何做到全面收集此類污水是工程的重難點(diǎn)之一。
4.1.1 管道布置
基于本工程河道現(xiàn)狀,方案首先應(yīng)確定管道位置。因河道兩側(cè)建筑鄰近河堤,沒有足夠用地敷設(shè)管道,施工開挖威脅建筑安全,經(jīng)過研究只能利用河道內(nèi)部的空間,采取將截污管道布置在河道內(nèi)的方案,這樣施工可以避開建筑,而且不會(huì)破壞河堤,建筑安全問題及管道敷設(shè)空間問題得以解決。
需要強(qiáng)調(diào)的是,管道布置在河道內(nèi)是基于本工程現(xiàn)狀的不得已選擇,管道布置在河道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一些其他問題;如河道兩岸具備實(shí)施條件,截污管道應(yīng)優(yōu)先布置在河道兩岸外側(cè)。
4.1.2 管材選擇
因本工程截污管道布置在河道內(nèi),管材選用具有一定的特殊性,常規(guī)排水管材不適用于本工程。
1)管材要求密閉性好,接口可靠,能耐一定的內(nèi)水壓力。管道若不夠嚴(yán)密則引起污水泄漏污染河道,也會(huì)造成河水倒灌。下雨時(shí)因雨水混入管道內(nèi)出現(xiàn)滿流及壓力流現(xiàn)象,因此污水管道需要能承受一定的內(nèi)水壓力。
2)耐內(nèi)外腐蝕性好,使用壽命長。河道內(nèi)的管道所處條件比常規(guī)埋地管道更惡劣、更易受腐蝕,因此需要更好地耐腐蝕性,以保證使用壽命。
3)管道自重輕,易于人工搬運(yùn)。管道敷設(shè)在河道內(nèi),部分河段為暗河且兩岸幾乎無市政道路,管道只能采用人工搬運(yùn)不能采用機(jī)械運(yùn)輸。
4)管件類型豐富,便于支管接入。
經(jīng)過對各種管材適用性的比選,最終選用玻璃鋼夾砂管作為本工程的截污管道。管道單根長度為6 m,接口數(shù)量少于鋼筋混凝土管,管道公稱壓力等級(jí)選用0.6 MPa,接口采用承插式橡膠圈接口,安裝方便,能承受內(nèi)水壓力且不易滲漏。
玻璃鋼夾砂管能夠抵抗酸、堿、鹽、未經(jīng)處理的污水、腐蝕性土和地下水等的侵蝕,比傳統(tǒng)管道的使用壽命長,其設(shè)計(jì)使用壽命達(dá)到50 a以上;重量只有鋼管的1/4,混凝土管的1/5。在河道內(nèi)無法使用機(jī)械運(yùn)輸?shù)那闆r下,玻璃鋼夾砂管可人工搬運(yùn),能有效降低施工難度。玻璃鋼夾砂管的常規(guī)管徑規(guī)格有50~2 000 mm,管件有彎頭、等徑及不等徑三通、異徑管、法蘭等,類型豐富,可靈活應(yīng)用于各種情況下的支管接入。
4.1.3 管道基礎(chǔ)
為保證管道安全穩(wěn)定,基礎(chǔ)不能坐落于淤泥層上,結(jié)合河道內(nèi)源污染治理措施,要將河道內(nèi)的淤泥全部清除,再回填至一定高程。為進(jìn)一步增加管道穩(wěn)定性,抵抗河水沖擊和水的浮力,管道采取了混凝土滿包處理?;炷翝M包能保護(hù)內(nèi)部玻璃鋼管,延長管道使用壽命,更有利于管道的防漏防滲。
4.2.1 檢查井
根據(jù)規(guī)范及維護(hù)要求每隔一定距離設(shè)置檢查井。因管道布置在河道內(nèi),為避免滲漏,常規(guī)的鋼筋混凝土或磚砌檢查井材質(zhì),不適用于河道內(nèi)。
根據(jù)該工程的特殊性設(shè)計(jì)了一種整體預(yù)制的玻璃鋼檢查井,該井優(yōu)點(diǎn)有:玻璃鋼材質(zhì)耐腐蝕,使用壽命長;檢查井上部荷載很小,強(qiáng)度滿足要求;整體性好,井體無接縫,與管道連接采用承插式橡膠圈連接,因此不存在滲漏問題。為防止管道內(nèi)壓力增高時(shí)污水從檢查井內(nèi)涌出,檢查井井蓋均采用法蘭密閉的壓力井蓋。除玻璃鋼外,檢查井材質(zhì)也可采用聚乙烯(PE)。
4.2.2 通風(fēng)設(shè)施
本工程管道及檢查井為全密閉結(jié)構(gòu),更易積聚易燃易爆的氣體,管道上部及附近建筑物較多,若發(fā)生爆炸起火事故則會(huì)造成嚴(yán)重的危險(xiǎn)和損失。為排除管道內(nèi)的危險(xiǎn)氣體,釋放管道內(nèi)的壓力,保證管道安全運(yùn)行,需要在適當(dāng)位置設(shè)置通風(fēng)口。通風(fēng)管道一般與檢查井結(jié)合設(shè)置,沉泥井、轉(zhuǎn)彎及高程突變處均需設(shè)置通風(fēng),通風(fēng)方式均為自然通風(fēng)。通風(fēng)管道從檢查井上部井筒處接出,升出最高水位以上0.5 m。
4.2.3 支管接入措施
本工程沿線支管數(shù)量多且分散,管徑主要為DN50~600 mm,有從兩岸入河的,還有從河道上方建筑直接入河,情況比較復(fù)雜。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),需要將所有排河污水管道全部接入截污管道,處理工作量大。
首先對排污口根據(jù)管徑、排河方式等情況進(jìn)行分類,然后根據(jù)每一類排污口制定各自的支管接入措施,將支管接入措施進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),這樣可以大大節(jié)約排污口整治的工作量和減少工作難度。
4.2.4 維護(hù)通道
截污管道敷設(shè)在河道內(nèi)時(shí)若不考慮設(shè)置維護(hù)通道,管道日常維護(hù)清掏會(huì)十分困難,會(huì)造成管道逐漸淤積,影響正常使用甚至提前報(bào)廢。因此針對河道內(nèi)管道尤其是暗河段內(nèi)的管道,設(shè)置維護(hù)通道是十分有必要的。
本工程利用包封后的管道頂部平臺(tái)作為維護(hù)通道,工作人員可在河道低水位時(shí)在平臺(tái)上進(jìn)行檢修管道、清掏檢查井、運(yùn)輸淤泥等工作。
老城區(qū)暗河的截污工程限制因素很多,實(shí)施難度較大,常規(guī)的設(shè)計(jì)方案及工程措施一般難以保證安全,截污效果得不到保證,而且建成后很難長久發(fā)揮工程效益。因此老城區(qū)暗河的截污工程需要另辟蹊徑,采用非常規(guī)的思路去解決問題。