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摘 要：按照传统规范设计的排水系统，在实际运行中大多难以达到预期效果，存在很多问题，不便于维护管理。提出了对雨水系统设计运行中的雨水口和淹没出水、适当位置铺设雨水系统的连通管、积水严重段临时增设直通污水检查井的雨水口、合理铺设住宅区雨水系统、加快雨洪资源利用的推广应用等方面的改进措施；同时也提出了对污水系统设计运行中的改进检查井构造、适当位置铺设污水管系统之间的连通管、铺设污水厂进水总管复线、闸槽井做法、旧泵站集水池有效容积和最低水位线的确定、污水厂的规模和效率、排水体制的确定、污水厂节能降耗途径、污水厂升级改造工艺选择等方面的改进措施。
关键词：雨水系统；污水系统；改进措施
排水系统如城市的命脉，保证其正常运转，对于提高人居环境、改善民生、维持城市的正常秩序有着重要意义。但是按照传统规范设计的排水系统，在实际运行中往往难以达到预期效果，如：雨水口设置不合理收水不理想、淹没出水口排水不畅、汛期道路和立交桥下积水；检查井构造不便于维护作业、污水管道维护维修时不便于断流和分流导流污水、污水厂停运、中水回用率低、雨污水混流等，问题的存在给排水设施运行管理部门带来诸多管理上不便，有必要就改进排水系统设计与运行中的热点问题进行探讨。
1 雨水系统设计与运行中的改进
1.1 雨水收水口的改进
地面径流雨水尽快进入管道排除的前提是，能有效、足量、及时收进雨水口。雨水口的型式主要有平篦、立篦、联合式平立篦结合三种。平篦水流通畅，但易被杂物堵塞，影响收水能力；立篦不易堵塞，但边沟需保持一定水深；联合式兼顾平立篦优点，应优先选用。
雨水口的布置应考虑以下因素：（1）雨水口的布置应根据地形及汇水面积，结合道路纵向设计高程布置，将雨水口布置在低洼处。特别在道路交叉口四周、住宅区和企事业单位出入口处，要认真核算路面竖向设计高程，确保将雨水口布置在低洼处。雨水口的布置数量还应考虑30%的堵塞系数；（2）对于低洼和易积水地段，雨水径流面积大，径流量较大，为提高收水速度，需要适当增加雨水口数量，最好采用连续多篦的“线形”收水井；（3）对于道路纵坡较大路段，尤其是下穿立交桥的引道处，应采用平篦雨水口收水，且在上游就布置雨水口，在下游段相应增设连续多篦雨水口，形成“线形”收水井，让径流雨水从上游开始就逐段收进管道，避免全部汇到下游或桥下后，造成积水；（4）下穿立交应保证其独立的出水系统，其桥头应增加雨水截流与分流设施，以分流客流雨水，其立交泵站抽升能力应考虑20%的客水汇集量；（5）为减少平篦雨水口被杂物堵塞，其安装要有一定倾斜角度，4度为易，坡向路边侧；（6）为提高收水效果，应优先选用平立篦结合的联合式雨水口，且道路两侧的路平石（路缘石的一种）应向外有3cm坡度，以形成边沟；（7）雨水口下面应设30～50cm的沉淀池，以避免泥沙杂物进入管道。针对运行中雨水过路管管径小、不便于清掏疏通的实际情况，其坡度从设计到施工必须确保达到1%以上，才能加大流速，避免杂物在管内沉积。
1.2 雨水管道淹没出水的改进
地面径流雨水通过管道尽快排除的前提是非淹没出水，不受河水顶托影响。《室外排水设计规范》中虽然对淹没出水有原则上规定，但完全靠自流排放的平原城市雨水系统设计中，往往按非淹没出水设计。由于受地形限制，雨水管道出水口多数接近河底，实际出水方式均为淹没式，受水体顶托影响，管道排水不畅，导致相对应雨水系统中的低洼路段积水严重、排除时间较长。这是多数城市暴雨积水问题的根本症结所在。为此，对因设计不合理造成的问题，必须通过改进设计来解决，尤其是淹没出水的排水安全问题：（1）城市雨水管道入河出水口应尽量高于或等于排放水体的设计水位，可采取减小管道坡度、管道浅埋加固处理、调整城市竖向规划等措施来实现；（2）若出水口不得已低于排放水体水位时，应考虑水位顶托的影响，核算淹没出水的排水能力，在排水管道上下游水面高差大于或等于淹没段水力坡降时，淹没段的排水能力才能达到设计要求。当不满足时，应考虑加大淹没段管径，甚至根据地区重要性，在入河口处建设抽升泵站（或配备液压式移动泵站）和止回阀。其中泵站的抽升能力按相应雨水系统管道设计汇水量的50%计算，在降雨时一方面通过管道自流排放，同时也通过泵站抽升强排（只抽升低洼路面积水水量），既可大大节省泵站投资，又可缩短低洼地段积水时间。集水池最低水位按管道管顶计算，扬程最低，节能。当进水水位低于管顶时，即可自流排放，无需再抽升。www.tmgc8.com
1.3 在适当位置铺设雨水系统之间的连通管
根据不同规划汇水面积，城市内的雨水管道往往建成几个各自独立的排水系统来排除雨水，各系统之间互不连通。但是根据实际经验，由于雨水管道各系统的汇水面积、集水时间均不相同，因此高峰流量不会同时发生，其中有的排水系统处于满负荷运行状况，同时也有的排水系统处于非满负荷运行状况。为充分发挥各系统的排水能力，减少地面积水时间，可在相邻两个系统之间的适当地点设置连通管（其前提是相邻系统、管道高程接近，如其中一雨水系统的支线管道起点与另一雨水系统主线连通等），通过连通管可相互调剂水量，达到改善排水状况的目的。
1.4 在积水严重路段临时增设直通污水检查井的雨水口
在暴雨量集中的北方城市，除通过雨水管道正常排放外，为加速积水严重路段排水速度，防汛排水管理部门常采用打开污水井盖，通过污水泵站抽升，强行排水（这部分水不进入污水厂，通过污水泵站的事故排放管道，排向河道）。虽然效果不错，但在一片汪洋中，因看不到已开启的井盖，给行人、车辆及防汛人员自身带来安全隐患。可在积水严重路段设置专用收水井，直通污水检查井，不与雨水管道沟通，既可避免非降雨时因河道顶托河水倒灌进入污水管道，又达到排除汛期路面积水目的，同时也避免了人力开污水井盖排水的安全隐患。但要特别注意，随积水点治理工程的实施，在汛期积水问题解决后，必须封堵或废除上述雨水口。临时做法见图1。
图1 直通污水井雨水口做法
1.5 合理铺设住宅区的雨水系统
出于节省投资目的，多数庭院和住宅区不建设雨水排水系统，其雨水经地面径流至市政道路上后，才经雨水口进入雨水管道，这样要经较长地面集流时间。由于院内径流雨水的汇入，增加了道路上雨水口的额外收水量，延长了泄水时间，易导致路面积水。为解决该问题，应进一步改进规划设计，科学合理的建设小区内的雨水系统。根据经验，楼长在50米以内的、面积不大于1000平方米的、只有1栋建筑的庭院，可不铺设雨水管线，超过1栋楼的庭院必须建设雨水系统。庭院雨水径流最远点距最近雨水口距离不超过150米，城市排水管理部门可将其作为对小区核发《排水许可证》的一个必要条件来执行。
1.6 加快雨洪资源利用系统的推广应用
近年来，随城市不透水硬化面积的大量增加，雨水径流系数必然增加较多，大量径流雨水一方面对城市雨水系统排水能力带来考验，另一方面给城市防汛带来较大压力，同时也浪费了宝贵的雨水资源。雨洪资源利用已是成熟技术，关键是如何推广利用，比如政府可出台政策强制厂矿企业、大型公共建筑、成规模的小区建设雨水利用系统，城市建设中应多建设下凹绿地系统，多采用渗水型路面与人行道结构，建设地下储蓄池，利用河流湖泊储蓄雨水等，使雨水排放、入渗以及储蓄利用三者有机结合起来，达到补充城市杂用水、涵养地下水、消减城市洪峰的目的。这方面的报道已很多，不再赘述。
2 污水系统设计与运行中的改进
2.1 检查井构造的改进
在对排水管道进行疏通作业时，往往利用竹片或高压射水车，从检查井内顺管道方向作业。但传统检查井做法都将井内爬梯安装在检查井内进水管口正上方，也就是检查井的井壁直墙（相切点）位于进水管口一侧，这样做实际对排水管道的养护维修造成不便，不便于穿竹片或高压水带。为便于作业，应将爬梯也就是检查井的井壁直墙（相切点）设在垂直管道方向线的一侧，相应的防盗检查井盖开启方向，应位于爬梯的另一侧。检查井传统做法和应改进做法平面图见图2，图3。
同时为减少污水中沉积物在管道内的沉积，在管道交汇处以及直线段每隔150米左右的检查井井底应设置30～50cm的沉泥井。维护作业时只需定期用抓泥车清掏检查井内的沉积物即可，减少了对管道的疏通作业工作量。
在用户管道与市政管道产权管理分界处设置标识检查井，井盖上注明“分界井”字样（分界井归用户管理）。道路红线范围内的检查井井盖应统一规格尺寸。骑管井或后接入管的检查井内必须规范抹面，流水槽顺畅、接口处光滑，避免凹凸不平、参差不齐或骑管井内原钢筋不得外露。www.tmgc8.com
图2 传统检查井做法
图3 改进型检查井做法
2.2 在适当位置铺设污水管系统之间的连通管
即使在同一污水厂收水系统范围内的污水管网，随不同道路，布置不同的一、二、三级管网（即总管、干管和支管），其中不同管道系统之间的支管与支管、支管与干管之间是互相不连通的，有的支线管道分流点之间可能就只有40m距离。在实际运行中常出现，有时上游管道已修建需要投用排水，但下游管道尚未建；有时因管道堵塞造成污水漫溢或在对管道进行维护改造时，需要将上游污水导流至下游或分流至相邻另一污水管道系统；有时各污水厂之间需要合理调度分配水量或在事故时互相调剂水量。这都需要在适当位置设置污水管网系统间的连通管（如相邻管道系统支线与支线间、支线与主线间、污水厂事故排水管道与另一污水厂管道系统间等），形成环状管网，可解决上述问题。对于污水甩线，应根据实际需要预留，其长度应甩出道路红线，支线端应设置检查井，以减少日后破路和便于用户接管。尽快推广采用胶囊等非砌体封堵措施的排水管道气体实验标准，减少闭水实验造成的水资源浪费和砖砌体管堵安拆困难、尤其是漏拆、拆不彻底影响运行的情况，使施工完后全线管道无封堵。
2.3 铺设污水厂进水总管复线
污水厂一般采取总体规划，分期建设的原则，其进水总管一般只有1条。在污水厂二期扩建工程运行时，需要断流原有1条进水总管，以接通扩建工程的进水管；另外在原进水总管出现事故抢修时，也需要断流上游来水，这样都会造成污水处理厂停运的重大事故。为解决这个矛盾，可通过铺设污水厂进水总管复线，并通过设置阀门井相互切换来解决。
2.4 在适当位置设置闸槽井
污水管道中的流量和流速都较大，有的检查井内的水位较高，在管道维护作业或户线接管施工时，需要将管道内的水位降低或断流。采用编织袋、胶囊等措施封堵上下游检查井，有时还需要把带盖板的检查井上部挖开，影响交通、效率低、危险大、效果不好、困难较多，封堵1座井投资少则几万元，多则10多万元，相当于1小型工程投资。因此从管理角度考虑，设置闸槽井是非常必要的。《室外排水设计规范》中虽然有关于闸槽井设置的规定，但没有具体要求，不好操作，设计中也从未设计闸槽井。为便于维护作业，可在污水管道交汇处、转弯处或直线段上每隔200m左右距离处设置闸槽井。管径小于d800mm，可设置成井下操作的蝶阀井（需要时人工用工具开启，地面上为正常井盖，不影响交通）；管径大于d1000mm，可设置成闸槽井，并适当加大间距，通过增加管道转弯井，将其设在隔离带、绿化带及人行道上，以便于管理和不影响交通。
