浅谈大型涌底调蓄系统在排水系统中的应用

发表时间:2021/2/26   来源:《工程管理前沿》2020年32期   作者:莫杰强
[导读] 马涌是一条两头通珠江的内河涌,位于广州市海珠区西北部
        莫杰强
        广州市市政工程机械施工有限公司   510098
        摘要:马涌是一条两头通珠江的内河涌,位于广州市海珠区西北部,全长5.94km,东西走向,东、西出口各建有一座水闸,河涌水位具有调节能力,通过珠江的涨退潮,形成双向流动。由于马涌流域基本处于合流制排水体制模式,加上近十年来地区人口剧增,排水量加大,马涌现有的截污管道处于超饱和运行使用,现状截污管与泵站不能收集雨季合流污水,雨季溢流污染严重,河涌水体置换不完全,河涌中段水质较差。针对马涌流域的雨季溢流污水(CSO)的收集处理,项目通过采用“涌底管道与调蓄池结合”的方案,即在现有马涌内进行涌底埋设大型排水管和调蓄池,对接现有马涌两岸大管径的排水渠箱及排水管道,接纳下雨天气溢流污水,通过排水管道接入调蓄池,进入污水提升泵站至市政污水处理厂处理,最后达标排放。
        关键词:大型;涌底调蓄池;涌底埋管;排水系统;雨污合流
        一、涌底管道施工
        马涌拟建涌底管道沿河涌铺设,尺寸DN1800~DN3000,总长约3.79km。分为马涌东段与马涌西段两部分。
        1、马涌东段涌底管道
        管道东起海联路口,西接调蓄池一,沿途设入流井5座,其中4座单独建设,1座与调蓄池合建。管道尺寸DN3000,总长约0.78km。
        2、马涌西段涌底管道
        管道尺寸DN1800~DN3000,总长约3.01km,由3座调蓄池分隔为 4 段。
        (1)管道1:东起江南大道桥东侧,西接调蓄池二,沿途设入流井2座,管道尺寸 DN1800~3000,总长约0.20km。
        (2)管段2:东起调蓄池二,西接调蓄池三,沿途设入流井3座,其中1座单独建设,2座与调蓄池合建。管道尺寸 DN3000,总长约0.47km。
        (3)管段3:东起调蓄池三,西接调蓄池四,沿途设入流井4座,其中3座单独建设,1座与调蓄池合建。管道尺寸DN1800,总长约0.96km。
        (4)管段4:东起调蓄池四,西接终点泵站,沿途设置入流井6座。管道尺寸DN3000,总长约1.38km。

        涌底埋管采用Q235B螺旋卷焊焊接钢管,钢管加工由专业的制造厂完成,涌底埋管主要采用的施工方法分为明挖施工和顶管施工两种施工方法。明挖施工工艺流程主要是:河涌围堰及施工便道填筑施工→基坑开挖→喷锚支护(灌注桩排桩支护、钢板桩支护)→管道基础混凝土→管道吊装→管道焊接与防腐→管肩混凝土浇筑→基坑回填→涌底浆砌片石→河涌清理。顶管施工主要是采用泥水平衡机械顶进的施工方法,工作井和接收井采用沉井法。
        二、涌底调蓄池的施工
        马涌拟建设涌底调蓄池4座,其规模如下:
        1、调蓄池一位于马涌东段东晓路以东;调蓄池长110m、宽15m、高7.5m,调蓄容积约11500m3。
        2、调蓄池二位于马涌西段江南西路口;调蓄池长100m、宽15m、高6.7m,调蓄容积约9000m3。
        3、调蓄池三位于马涌西段青柳大街;调蓄池长105m、宽15m、高6.1m,调蓄容积约8600m3。
        4、调蓄池四位于马涌西段马涌西街路口;调蓄池长75m、宽15m、高7.5m,调蓄容积约7700m3。

        涌底调蓄池的深基坑支护形式主要是采用φ800钻孔灌注桩和φ600旋喷桩的组合排桩支护,顶部冠梁、直撑、米字支撑,喷射砼防护。调蓄池的施工顺序如下:
        1、首先进行施工围堰设置,利用上,下游水闸控制水位,围堰截流后干水施工。汛期预留过水通道以满足排涝过水要求。
        2、进行围护灌注桩的施工,施工完毕后再进行高压旋喷桩止水施工,接着进行冠梁施工。
        3、土方开挖至设计的钢筋混凝土支撑后,进行支撑施工,支撑施工完毕且养护强度达到设计要求后,向下进行第二次土方开挖至基坑底标高,进行挂网喷锚止水的施工。
        4、基坑底抗浮锚杆钻孔安装注浆,垫层铺设及基础浇筑完成后,开始进行结构柱及池壁的施工。
        5、最后顶板施工完毕后,进行满水试验,然后进行基坑回填、涌底浆砌片石和河涌清理。
        三、入流井
        项目拟设置入流井20座,其中17座单独建设,3座与调蓄池合建。入流井主要由出流部分、入流部分与衔接部分构成。
        1、出流部分由原暗渠出水溢流拍门改造为闸门,旱季常闭,雨季则当涌底调蓄系统达到设计调蓄能力后开启溢流超过调蓄能力的雨水。
        2、入流部分为一条与河涌平行的渠道,宽度根据入流规模确定,渠道上设置人工格栅入入流闸门,旱季长闭,雨季则开启入流闸门,将初期雨水排入涌底调蓄系统。
        3、衔接部分是入流井与原有污水系统的连接段。在旱季确保污水进入岸边截污系统,雨季则实现初期雨水溢流进入涌底调蓄系统与调蓄充满后的泄洪功能。
        入流井的基坑支护方法主要是采用φ800钻孔灌注桩和φ500旋喷桩的组合排桩、预应力锚索进行支护,坡面采用喷射砼支护,接入主管最深部分采用φ500单管旋喷桩、逆作拱墙支护的方法。施工工艺如下:
        施工便道及围堰→测量放样→钻孔灌注桩和旋喷桩组合排桩支护施工→顶部土方开挖→冠梁砼浇筑施工→预应力锚索施工→基坑开挖→坡面喷锚支护→最深部分逆作拱墙支护施工→混凝土垫层→接主管端底板砼浇筑→池壁第一次砼浇筑→池壁第二次砼浇筑→顶板砼浇筑→原有排污管接入→基坑回填→涌底片石护岸→堤岸恢复→河涌清理
        四、结语
        涌底调蓄系统在旧城区雨污改造中既能满足防洪排涝的功能,又能解决施工作业面不足的问题。调蓄池收集与储存雨季合流污水,雨后通过调蓄池内的提升泵,把调蓄池储存的合流污水就近接入河涌两侧的截污管道,利用截污管道旱季富余转输能力输送至下游污水管网系统,进入污水处理厂进行处理。在近期可作为雨季溢流污染控制的调蓄池,远期可作为污水收集系统的缓冲池,调整污水管道运行水位;在污水管道泵站检修时,也可作为污水暂存池。
        参考文献:
        [1]《城镇给水排水技术规范》(GB50288-2012)
        [2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)
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