1. 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司,合肥 250101; 2. 济宁经济开发区行政审批服务局,济宁 272000
摘 要 论述了海绵道路、调蓄池—应急池联动控制、污水管材比选、污水泵站建设、施工工艺及工序等水环境保护措施,可供今后临近水源保护地相关项目参考。
中图分类号:TU992.23
三国城路位于庐阳区西北部,是合肥市东西向重要的快速通道,规划为二级公路,总长度约7.7km,实施内容包含道路工程、桥梁工程、排水工程、水环境保护等内容,投资约10亿元。由于项目紧邻董铺水库水源地,水环境保护要求高,本次设计为了保护水库水质,运用了多项新技术、新工艺、新设备、新材料。
2014年10月住房和城乡建设部编制的《海绵城市建设技术指南》明确,大力推行低影响开发建设。低影响开发指在城市开发过程中,采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能[1]。三国城路现状自然本底条件好,结合住建、规划等部门意见,因地制宜运用海绵城市理念,一方面对中央绿化带设置雨水花园净化雨水,另一方面路面雨水处理采用“侧分带开孔路缘石—下凹式绿化带—仿木桩挡水坎拦蓄—溢流雨水口—道路雨水系统”工艺,同时在侧分带绿化带底部布设软式透水管,接入道路雨水系统,实现了雨水源头的渗、滞、蓄、净、用和排水安全。
根据环保批复、合肥市初期雨水规划等文件,为了切实保障董铺水库水质安全,三国城路对沿线道路及地块初期雨水进行控制,同时考虑应急工况。设计在雨水末端排口设置截流井,截流初期雨水,进入初期雨水调蓄池;设置事故应急池九座,旱季截流危化学品泄露溶液。
图1 三国城路水环境控制工艺流程图
智慧截流井需满足截流、防倒灌、可视化、自动控制、维护简单、节能等功能,每个截流井及排口设置超声波液位计科学控制液位控制闸门启闭,辅助COD在线监测仪校验水量控制模式;倒灌措施主要选用鸭嘴阀,重要的箱涵排口采用下开式堰门防倒灌;每处均设置高清防爆摄像头,现场配备显示器,信号远传至手机及监控中心,实现井内运行可视化;通过超声波液位计、COD在线监测仪、雨量计等系统集成,实现全自动控制;设置沉泥槽,沉泥槽后设置简易格栅,拦截污物,维护成本低;截流井闸门采用太阳能电池板控制,备用强电,节能环保。
根据合肥市初期雨水专项规划,按照8mm降雨控制初期雨水,9座调蓄池容积如下:①2500m3②300m3③300m3④300m3⑤6000m3⑥ 900m3⑦ 900m3⑧ 2500m3⑨ 300m3。900m3 及以上调蓄池为矩形,采用水力冲洗门进行池内冲洗,300m3圆形调蓄池采用扫射器防池底淤积,池内初期雨水采用排空泵3d错峰抽排至水库下游望塘污水处理厂。池子进水管底与池底高差约15m,高差大,常规做法采用土建楼梯型台阶消能,本项目研发消能防冲一体化装置,避免了跌水对调蓄池池底冲刷,既保护了池体结构,又节省了投资。
事故应急池结合《化工建设项目环境保护设计规范》(GB50483-2009),考虑危险品罐车容积(20m3)以及2h路面消防冲洗废水,单池容积150m3。进水设置消能防冲装置,消能防冲;池内设置全景高清红外防爆摄像头,监视井内设施运行情况,实现全自动化运行。
事故应急池与初期雨水调蓄池用闸门联通。截流井、应急池、调蓄池均为远程控制管理模式(具备手机操作控制功能),每个截流井均设置雨量感应计,具体工况如下:
运行工况1:晴天(靠雨量感应计),初期雨水调蓄池闸门常闭,事故应急池闸门常开,化工产品若泄露直接流入应急池,专用车辆直接拉走废液。
运行工况2:雨天(靠雨量感应计)一般工况,下雨时,初期雨水调蓄池闸门常开(初期雨水池子满后关闸),事故应急池闸门关闭,初期雨水进入调蓄池,待调蓄池至设计最高水位,停止进水。
运行工况3:雨天(靠雨量感应计)特殊工况,下雨同时有事故发生,打开调蓄池闸门后,同时打开事故应急池闸门,化工产品若泄露直接流入调蓄池和应急池,专用车辆直接拉走两池废液。
污水施工涉及到顶管和开挖两种工艺,开挖施工的常见管材为钢筋混凝土管、内肋增强聚乙烯管、钢带增强螺旋波纹管等,本项目重点考虑管道防腐性能、强度、管节长度即渗水隐患、施工周期等因素,因地制宜采用离心浇铸玻璃钢夹砂管和污水专用球墨铸铁管:开挖施工管顶覆土厚度小于7米时,采用离心浇铸玻璃钢夹砂管;大于7米时,管材采用(K10)级球墨铸铁管。顶管施工管顶覆土厚度5-7米时,管材采用离心浇铸玻璃钢夹砂管;大于7米时,管材采用(K12)级球墨铸铁管。合理选用这两种管材,防腐性好、强度高、接口少,降低管道渗漏风险、施工快,能够更好保障水库水质。
项目结合周边排水需求,对三十岗、冲心两座污水泵站进行扩容改造,另外新建大科学装置污水泵站一座。一方面,三十岗、冲心污水泵站均放大泵池前池容积,考虑事故检修工况;大科学装置污水泵站考虑事故时出水溢流至初期雨水调蓄池;另一方面每座泵站均采用双回路设计,解决了现状泵站运行采用单回路供电,柴油发电机备用,运行稳定可靠性差的安全隐患。
项目涉及到东瞿河、汪堰河、王小河等河道顺接及跨东瞿河倒虹井管施工,桥梁施工要求施工单位河道两岸采用钢板桩支护施工,避免现有河道水土流失,进而影响水库水质;过东瞿河倒虹井管施工按照顶管施工方案,避免了大开挖导流施工,降低了施工阶段对董铺水库水质的影响;施工用灰土均采用厂拌,减小了现场搅拌对水库水质的影响。
随着海绵城市、污水提质增效等理念的逐步深入,技术材料的不断革新,我国总体水环境已得到明显改善,本项目的实施为类似临近水源地道路建设提供参考。
参考文献
[1] 住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南》[S].2014
[2] GB50483-2009,《化工建设项目环境保护设计规范》(2009)[S].
附:
作者简介:王全(1986-),男,山东金乡人,高级工程师,硕士,毕业于山东建筑大学市政工程专业,工作单位济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司,从事给排水设计研究工作