趙紅玉

廈門市市政工程設(shè)計院有限公司（361000）

公務(wù)碼頭截流工程設(shè)計

趙紅玉

廈門市市政工程設(shè)計院有限公司（361000）

結(jié)合廈門本島公務(wù)碼頭的截流工程設(shè)計，闡述截流流量的計算，防倒灌方案的選擇及泵站型式選擇，為今后此類設(shè)計提供了參考。

截流；初期雨水；截流倍數(shù)

隨著廈門市新一輪跨越式發(fā)展，廈門島內(nèi)建設(shè)和發(fā)展不斷加快，建成區(qū)范圍不斷擴大，人口不斷增加，區(qū)域內(nèi)的生活污水也顯著增加。與此同時，城市的環(huán)境保護是城市發(fā)展必不可少的組成部分，隨著城市的發(fā)展，環(huán)境保護的地位也日趨重要。廈門素有“海上花園”的美名，擁有“國家衛(wèi)生城市”、“國家園林城市”、“國家環(huán)境保護模范城市”等眾多榮譽稱號；但目前廈門本島沿線有眾多排污口，據(jù)調(diào)查，島內(nèi)排污口數(shù)量近200個，對廈門周邊海域環(huán)境造成嚴重污染。為此，廈門市委市政府高度重視，要求對各排污口進行截污工作。只有把污水的收集和處理做好了，改善了廈門島內(nèi)周邊海域的水質(zhì)，才能走上環(huán)境和經(jīng)濟共同發(fā)展的良性循環(huán)軌道，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 截流流量計算

1）計算原則

①須合理地確定截流點的位置、截流干管的線位。

②水力計算方法同分流制中的雨水管道。

③按照總設(shè)計流量設(shè)計，用旱季流量校核。

2）截流管道的設(shè)計工況

①旱季時,合流排水管涵均為旱流生活污水,通過設(shè)置于現(xiàn)狀排水管涵上的截流井收集旱季污水進入提升泵站，經(jīng)過提升泵站提升至周邊現(xiàn)狀污水重力管道系統(tǒng)，最終進入筼筜污水處理廠或前埔污水處理廠。同時，在截流井中間設(shè)一堵隔墻，中間留有過流面積不小于現(xiàn)狀排水管涵面積的孔洞，并于孔洞出口下游設(shè)置閘門，旱季時常關(guān)，以隔絕外海漲潮時海水的倒灌。

②降雨時，合流排水系統(tǒng)內(nèi)為雨水和污水的合流污水。在降雨初期，初期雨水夾雜大量地表污染物混合生活污水，通過合流管涵排放。合流污水在截流井處被截留，經(jīng)過提升泵站提升至周邊的污水重力管道系統(tǒng)，最終進入筼筜污水處理廠或前埔污水處理廠。隨著雨水徑流量的逐漸增大，當合流污水量（以雨水為主，污染程度減輕）超過提升泵站的設(shè)計提升流量,泵站集水池內(nèi)的水位將逐漸上升。當集水池內(nèi)的水位上升至設(shè)計最高水位時，截流井中隔墻出口下游的閘門將打開，截流井內(nèi)截流干管進水口的閘門將關(guān)閉，中后期雨水（以雨水為主，污染程度減輕）從截流井處沿原有的合流管涵排至外海。

③降雨停止后,合流管涵上游來水量逐漸減少，待海水水位退潮至比中隔墻孔洞內(nèi)底標高低的時候，中隔墻出口下游的閘門關(guān)閉，截流干管進水口的閘門打開，截流系統(tǒng)回到旱季時設(shè)計工況。

（2）雖然壩肩槽總體巖體質(zhì)量較好，但局部受層間及層內(nèi)錯動帶切割、風(fēng)化卸荷等影響，爆破后局部容易產(chǎn)生裂隙，在壩基槽開挖的平整度、超欠挖、半孔率等質(zhì)量質(zhì)量指標控制上難度較大。

3）旱流污水流量計算

根據(jù)《廈門本島雨水排放口截流匯報》（廈門中環(huán)污水處理有限公司）,公務(wù)碼頭排污口的現(xiàn)狀排污量規(guī)模為1 800 t/d。計算公式如下:

式中,Q污:最高日最高時旱流污水流量(L/s)；Q平均:平均日平均時旱流污水流量(L/s)；KZ:污水總變化系數(shù)，等于日變化系數(shù)×?xí)r變化系數(shù)，KZ＝2.7/Q平均0.11。

4）初期雨水合流量計算

目前，我國對初期雨水量還沒有較為統(tǒng)一的計算方法，規(guī)范要求根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟、對環(huán)境的要求、排水區(qū)域大小等因素確定，宜為旱流污水1～5倍。目前，由于人們越來越關(guān)心水體的保護，采用的截流倍數(shù)有逐漸增大的趨勢，例如美國對于游泳和游覽的河段,采用的截流倍數(shù)甚至高達30倍以上。

表1 擋潮建筑物主要方式技術(shù)分析比較

根據(jù)我國國情及廈門市的實際情況，經(jīng)各相關(guān)單位多次商討決定，本工程截流倍數(shù)取2.0。經(jīng)計算初期雨水及污水合流量為5 400 m3/d，即62.5 L/s。因此本次設(shè)計提升泵站的規(guī)模為5 400 m3/d。

2 截流工程設(shè)計

1）防倒灌設(shè)施方案選擇

擋潮構(gòu)筑物主要有閘門、拍門及鴨嘴閥等三種方式，對三種方式進行技術(shù)分析比較，見表1。

2）截流井的工藝設(shè)計

在截流井的中隔墻上設(shè)置過水能力不小于上游匯入管道過水能力的連通孔洞，并于連通孔洞的下游設(shè)置閘門；截污管道的進口處也設(shè)置閘門,并于截流井的兩個井室分別裝設(shè)液位控制器。旱流時，中隔墻處的閘門關(guān)閉，隔絕外海潮水對截污管流量的影響；雨季時，設(shè)置最高水位，當截流井中水位到達最高水位時，截污管道進口處的閘門關(guān)閉，截流井中隔墻處的閘門打開，截流井中幾乎保持原有合流管涵的設(shè)計狀態(tài)。當雨量逐漸減少，外海潮水逐漸退去，截流井中水位降至低于中隔墻連通孔洞的孔底標高時，中隔墻出口處的閘門關(guān)閉，截污管道進口處的閘門打開，截污系統(tǒng)繼續(xù)運行。

截流井中液位的控制采用靜壓式水位傳感器來控制閘門的關(guān)閉及打開，且截污井的兩個井室內(nèi)均設(shè)置一套。截流井中隔墻連通孔洞處閘門及截污干管進口處的閘門均為316 L不銹鋼材質(zhì)。

在截流井中截污干管的進口處或截流井室連通孔洞處設(shè)置格柵或格網(wǎng)，以攔截水流中的較大尺寸懸浮物和漂浮物。格柵或格網(wǎng)的間隙為25 mm，可由閘門廠家一起供應(yīng)。

截流井的井底落底0.6～0.8 m做為沉砂用。考慮泵站規(guī)模較小，且用地較為緊張，本次設(shè)計均考慮采用人工清砂及清渣的方式。

3）截污管道的設(shè)計

本次設(shè)計截污管道管徑為DN300～DN400的鋼管,將污水接至污水提升泵站或下游污水管道系統(tǒng)。

4）提升泵站形式選擇

經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)性比較,由于本項目在中心城區(qū)，可用面積小，且工期短，從占地面積、施工便利以及經(jīng)濟效益方面擇優(yōu)考慮，推薦采用一體化泵站。

3 結(jié)語

綜上所述，截留工程設(shè)計應(yīng)結(jié)合片區(qū)的現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，合理確定旱流流量、截流倍數(shù)、截流管道斷面和截流泵站位置及規(guī)模,與其他專業(yè)充分協(xié)調(diào)，以最經(jīng)濟的方案截流污水和初期雨水。

[1]龍騰銳,郝以瓊,孫慧修.排水工程[M].中國建筑工業(yè)出版社,1993.

[2]曾曉暉.廈門會展南路排洪箱涵的現(xiàn)狀及污水截污方案探討[M].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,7.