随着城市化进程的加快，污水处理厂的运行压力日益增大，对管网系统的稳定性和高效性提出了更高要求。污水处理厂管网作为整个污水处理系统的关键环节，其性能直接影响污水处理的效率和质量。然而，许多老旧地区的排水体制相对落后，污水管网覆盖不完善，污水收集率偏低，未纳管的生活污水直接排入附近水体，将直接影响地表水环境质量。本项目对配套管网的改造建设，进一步提高了旱季污水收集率，有效削减雨季溢流污染，不仅能够提高水质，而且能改善水污染状况，实现城市总体规划中环境保护总目标。

1、项目概况

1.1 项目实施区概况

清新区位于广东省的西北部，北江中下游地区，是珠江三角洲与粤北山区的交汇点。全区总面积达2353km2,地理位置优越，前临珠江三角洲，背靠广大内陆省份。此外，清新区距离香港、澳门均不到200km,交通网络四通八达，区内道路纵横交错，是连接珠三角与粤北山区的重要物流通道。

清新区告星污水处理厂服务范围内面积约为2161hm2,占地面积150亩，现状处理规模4万m3/d,远期规划处理规模8万m3/d。现状收水范围为中山路以西老城片区、飞水片区以及少部分迳口片区。

本工程的主要任务是配套污水管网改造工作以提质增效、保障自然水体水清岸绿为目标，以排查为手段，以提高收集率和“挤外水”为目的。从污水系统维度研究管网本底情况，诊断污水管网水质浓度低、雨季污水溢流的问题症结，遵循相互协调、经济效益和技术合理性原则提出相应的解决方案。

1.2 污水处理厂问题现状

1.2.1 工艺流程

告星污水处理厂的主要工艺流程选用了“A/A/O微曝氧化沟工艺”,具体流程详见附图。该厂严格遵循《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准，确保出水质量。经过处理后的尾水将被排放至附近的河流中。

告星污水处理厂有现状污水泵站1座，设计平均日提升污水量8万m3/d,现状提升规模3.5万m3/d,现状收水范围为中山路以西老城片区和少部分迳口片区。

1.2.2 日均处理水量

2021年和2022年的平均日处理水量分别为3.50×104m3和4.10×104m3,负荷率分别为87.52%和102.58,但是自2022年3月开始，污水厂基本处于超负荷运行状态，日均进水水量超过4×104m3的设计标准。

1.2.3 水质分析

根据污水处理厂进水水质数据，实际进水水质与设计进水水质存在一定的差距，进水CODcr、BOD5、SS、NH3-N、TN均未能达到设计值，且进水BOD5浓度呈波动下降趋势，月均最高BOD5浓度为90.35mg/L(2022年1月),月均最低BOD5浓度为29.94mg/L(2022年9月)。从年均值上看，2021年和2022年进水BOD5年均值分别为51.64mg/L和48.45mg/L,维持在较低水平状态，进水BOD浓度变化情况如图1所示。

图1告星污水处理厂进水BOD浓度变化情况

2、改造方案

2.1 排水体系论证选择

现状告星污水处理厂主要存在两种排水体制，雨污合流制排水体制和雨污分流制排水体制。雨污合流制排水体制是目前区域内的主要排水方式，雨污水通过原自然排渠(暗渠)输送。雨污分流制排水体制，近年来逐步实施管网雨污分流改造，区域内现状有小部分区域实现雨污分流，污水通过污水管网输送至望天狮污水提升泵站的调蓄池。

经过对比分析两种排水体制，并参考了城镇污水集中处理率的相关资料，我们发现中山路以西的老城区片区市政道路存在雨污混接、错接乱排等问题。为了有效控制污水排放并解决这些问题，本工程决定采用雨污分流制的排水体制。这一选择是基于技术经济比较的结果，同时考虑到该区域的具体情况，包括大量的农村地区和待开发区。通过实施雨污分流制，我们可以更有效地管理雨水和污水的排放，从而保护环境并提高城镇的污水集中处理率。针对错混接点，制定“一点一策”,封堵错混接现状管道，新建排水管道接入相应管网。

2.2 污水量预测

由于自2022年3月起污水厂处理能力一直处于超负荷状态，为制定合理的方案对先污水量进行预测。目前告星污水厂服务范围有望天狮污水泵站1座，本项目在周田片区新建一座一体化污水处理泵站。以下对两座污水处理泵站的污水量预测及设计规模复核如表1所示。

表1污水处理泵站的污水量预测及设计规模

根据污水处理厂和泵站规模的复核，告星污水处理厂处理能力未能达到污水处理需求，需要进行场地容量扩大，望天狮污水提升泵站设计能力满足近期污水提升需要，根据周片区污水量预测，本项目对该片区新建1.3万m3/d的一体化污水提升泵站。

2.3 管道清淤

针对管道中的残余污泥，采用CCTV(电视检测)技术来确保其疏通后的积泥深度符合标准。按照《城镇排水管渠与泵站运行维护安全技术规程》CJJ68-2016中的3.5.8规定，CCTV检测工作应在无水条件下进行。若现场条件有限，无法完全无水作业，必须采取措施降低水位，确保管道内的水位不超过管道直径的20%,且最大不超过200mm。同时，在进行CCTV检测时，管道内的最大淤积深度应被控制在100mm以内，以保证检测结果的准确性。这样不仅能有效监控管道的积泥情况，还能为后续的清理和维护工作提供有力支持。

2.4 雨污分流

错混接情况根据中山路以西老城片区排水管网勘查资料和现场调查，估算本工程整改错混接点235处。

针对错混接点，制定“一点一策”,封堵错混接现状管道，新建排水管道接入相应管网。

为实现雨污分流，污水入管，恢复合流渠排水功能，避免雨季污水溢流，尽可能提高污水集中收集率，加快消除收集管网空白区，结合污水专项规划和现状排水走向，本工程拟完善区域内污水管道，共计新建污水管道14.34km,其中新建DN400污水管7.24km,新建DN600污水管4.67km,新建DN800污水管2.43km。

2.5 泵站改造和新建

2.5.1 泵站改造

目告星污水处理系统现状有1座污水提升泵站。本次改造的泵站为望天狮污水提升泵站。目前泵站主要为通过液位控制，集水池达到一定水位水泵自动启动设备，水位降低后停止设备。由于泵站建设时间较早，同时上游合流渠存在较多垃圾，导致泵站格栅井容易堵塞，影响过流能力，所以更换泵站老化、落后电器设备。

2.5.2 泵站新建

根据现状地形图周田片区西高东低，东西两侧地势标高差约2m,同时周田片区地势标高比北岸径口片区低约8m,本工程结合规划资料在周田片区东侧地势较低点，新建一座1.3万m3/d的一体化污水提升泵站，占地500m2。泵站提升污水后接入径口片区清连公路DN800污水管，随迳口片区污水一并流入望天狮污水提升泵站。后期随着飞水片区污水管网的建设，周田污水提升泵站提升后的污水改接入飞水片区污水管网。

根据周田片区和径口片区高程相差8m,一体化泵站埋深约8m,建议选用带切割叶轮潜污泵，参数为扬程16m,流量1300m3/h,功率75kW。

2.6 水生态景观

望天狮滞洪湖现状水量较少，湖底淤积量较少，沉积物主要以细沙为主。目前雨季上游大量合流污水进入望天狮污水提升泵站，由于泵站提升能力有限，部分污水通过溢流口进入望天狮滞洪湖。

由于污水的进入，影响到望天狮滞洪湖的水质，本工程为了减低污染物对望天狮滞洪湖水生态的影响，保障望天狮滞洪湖旱季水体的自净能力，项目沿望天狮滞洪湖岸建设生态浮岛，种植当地品种的水生植物恢复原有的水生态系统，提升水体的自净能力，保障望天狮泄洪湖的水生态环境。

3、管线改造关键工艺技术

3.1 管道铺设方案比选

在选择管道铺设方法时，需要综合考量多个关键因素，如沿线的工程地质和水文地质条件、管道的规格和埋设深度、管道周边地面环境、施工技术的难易度、工艺的可靠性、工期要求以及工程造价等。目前，常见的管道铺设方法包括放坡开挖埋管、支护开挖埋管、牵引施工和顶管施工等。

鉴于本工程的地质条件相对一般，淤泥层较厚，地下水位偏高，且地下管线密布，部分区域房屋密集，我们在选择管道施工工艺时需格外谨慎。因此，经过综合考虑，我们提出以下管道施工工艺选择建议：

1)对于埋深<4m且具备开挖条件的管段，推荐使用开槽法施工，该方法操作简便，适用性广。

2)当设计管道埋深>2.5m时，为确保施工安全并降低对周边环境的影响，建议采用拉森钢板桩支护开挖的方式进行施工。

3)对于埋深>4m,或受现场条件限制无法开挖时，采用顶管法或牵引法施工。

3.2 地基处理技术

在综合考虑荷载大小、地形地貌、地层结构、土质特性以及对邻近建筑的影响等多个因素后，我们进行了全面的分析。基于这些分析，初步筛选出了几种可能的地基处理方案。这些方案可能包括采用两种或多种地基处理措施的组合，以形成综合处理策略。这些方案旨在确保地基的稳固性、耐久性和安全性，同时考虑到工程的经济性和实施可行性。

3.2.1 换填垫层法

使用砂石、粉质黏土、灰土及矿渣等垫层材料，处理浅层软弱地基及不均匀的地基。垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数、压实机具等宜通过试验确定。一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取200～300mm。

3.2.2 水泥土搅拌法

水泥土搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法两种。该方法特别适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土地基。施工前应保证场地平整，清除场地中的障碍物，水泥土搅拌桩的桩径要>600mm。

3.2.3 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法在处理粉土、沙土及碎石土等地基时表现出色。然而，当地基中含有大量的大粒径块石、密集的植物根系以及当地下水流速过快或工程中出现涌水现象时，其适用性需要通过现场试验来具体评估。为了明确高压喷射注浆所形成加固体的强度和影响范围，也需进行现场试验来确定。

3.3 管线处理技术

本工程部分新建管道位于现状道路上，现状道路除了排水管道外，还存在给水、电力、电信等其他管线，在新建管渠下穿这些管线时，需要考虑对这些管线进行保护。

新建管道主要敷设在现状交通干道，现状管线较为密集，新建管位在接驳至上述道路的现状污水管时，部分管线存在标高冲突却无法调整的情况，需考虑进行管线迁改工作。迁改可以将其分为临时迁改以及永久迁改两种方式，永久迁改是指在迁改中一次性到位的方式，临时迁改是指在主体工程完成之后需要对于增加的临时管线进行拆除，并且对原来的管线进行恢复。若是在主体墩柱以及各类设备口处发生的管线迁改，都是属于永久迁改。

3.4 道路开挖与修复技术

道路的开挖与修复主要包括：沟槽的开挖与回填、基坑支护和路面修复。

3.4.1 沟槽开挖与修复

对于埋深较浅开挖深度在6m以内，采用常见的槽钢、拉森钢板桩等支挡结构，并实施地下水排水降低水位，常见的基坑断面形式主要有矩形断面、梯形梯形、混合断面。

管道施工的开挖方式主要有机械开挖和人工开挖两种。为了提升施工效率，我们主要采用机械开挖方式进行土方开挖，而对于浅埋管道的开挖以及少量的零星土方，则选择人工开挖方式。当基坑范围内存在地下管线或场地空间狭窄等特殊情况时，为了确保施工安全，我们将完全采用人工开挖。

关于沟槽回填，从管底基础部位开始，直至管顶上方0.5m且不小于管径一倍的高度范围内，必须使用人工方式进行回填。而对于管顶上方一倍管径高度或0.5m以上的部分，可采用机械从管道轴线的两侧同时进行回填和夯实作业。

3.4.2 基坑支护

在基坑开挖过程中，若需要支撑结构来确保稳定，那么挖土作业与支撑结构的安装必须紧密配合。一旦完成机械挖土，应立即进行支撑。特别是在软土地层中进行基坑开挖时，施工之前务必做好地面排水工作，并有效降低地下水位。只有当地下水位降至基坑底部以下0.5～1.0m时，方可开始开挖。降水工作需持续进行，直至回填作业全部完成。

3.4.3 路面修复

路面设计原则遵循新路面结构与原路面相同或优于原路面结构的原则进行修复，具体如下：

结合管网改造对道路机动车道路面进行改造，改造后路面材料与改造前保持一致，即：现况为水泥混凝土路面的改造相应也采用水泥混凝土路面，现状为沥青混凝土路面的改造也采用沥青混凝土路面。实际修复按具体道路结构而定。

4、工程实施效益分析

告星污水处理厂的管网改造工程，不仅解决了城市河涌生活污水、工业废水的排放问题，还将极大地改善了河流的水质污染状况，从而使河流的水质得到改善，改善了告星污水厂服务范围的投资环境及周边居民的生活环境，总体上告星污水处理厂改造项目的完成极大改善了生态环境，具有良好的环境效益，另外污水厂管道改造工程减少污水污染对社会造成的经济损失，使本项目具有极大的直接与间接经济效益。

可减少污水对外排放，减少因长期河涌污染产生的一系列临时抢险或保洁管理费用。减少病害管道造成的水土流失，降低路面沉陷与管道下沉的风险.减少外水渗漏污水管网的量，增加管道过流能力，提高区域污水收集率，提高污水厂的进厂浓度，提升污水处理厂效能，以及降低污水处理厂污水处理费用。

5、结 语

告星污水处理厂管网改造工程，共新建DN400～DN800市政污水管道14.34km、管网排查27.03km、整治市政排水管网错接混接点235处、整改合流渠箱3.439km、管渠清淤量6970m3、泵站改造1个、新建一体化泵站1个、生态景观治理500m。

告星污水处理厂管网改造工程的完成，使得区域内的污水资源得到了充分地回收用，解决了原厂区污水处理能力不足和管网设计不合理的问题，同时对老旧管网系统的改造升级，提高污水处理的质量。文章的设计思路和施工工艺为类似的污水处理厂管网改造提供相应参考。

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文章来源:石健.城市污水厂配套清淤修复分流改造提升技术实践[J].黑龙江水利科技,2024,52(09):100-104.