公务码头截流工程设计

赵红玉

厦门市市政工程设计院有限公司（361000）

公务码头截流工程设计

赵红玉

厦门市市政工程设计院有限公司（361000）

结合厦门本岛公务码头的截流工程设计，阐述截流流量的计算，防倒灌方案的选择及泵站型式选择，为今后此类设计提供了参考。

截流；初期雨水；截流倍数

随着厦门市新一轮跨越式发展，厦门岛内建设和发展不断加快，建成区范围不断扩大，人口不断增加，区域内的生活污水也显著增加。与此同时，城市的环境保护是城市发展必不可少的组成部分，随着城市的发展，环境保护的地位也日趋重要。厦门素有“海上花园”的美名，拥有“国家卫生城市”、“国家园林城市”、“国家环境保护模范城市”等众多荣誉称号；但目前厦门本岛沿线有众多排污口，据调查，岛内排污口数量近200个，对厦门周边海域环境造成严重污染。为此，厦门市委市政府高度重视，要求对各排污口进行截污工作。只有把污水的收集和处理做好了，改善了厦门岛内周边海域的水质，才能走上环境和经济共同发展的良性循环轨道，实现可持续发展。

1 截流流量计算

1）计算原则

①须合理地确定截流点的位置、截流干管的线位。

②水力计算方法同分流制中的雨水管道。

③按照总设计流量设计，用旱季流量校核。

2）截流管道的设计工况

①旱季时,合流排水管涵均为旱流生活污水,通过设置于现状排水管涵上的截流井收集旱季污水进入提升泵站，经过提升泵站提升至周边现状污水重力管道系统，最终进入筼筜污水处理厂或前埔污水处理厂。同时，在截流井中间设一堵隔墙，中间留有过流面积不小于现状排水管涵面积的孔洞，并于孔洞出口下游设置闸门，旱季时常关，以隔绝外海涨潮时海水的倒灌。

②降雨时，合流排水系统内为雨水和污水的合流污水。在降雨初期，初期雨水夹杂大量地表污染物混合生活污水，通过合流管涵排放。合流污水在截流井处被截留，经过提升泵站提升至周边的污水重力管道系统，最终进入筼筜污水处理厂或前埔污水处理厂。随着雨水径流量的逐渐增大，当合流污水量（以雨水为主，污染程度减轻）超过提升泵站的设计提升流量,泵站集水池内的水位将逐渐上升。当集水池内的水位上升至设计最高水位时，截流井中隔墙出口下游的闸门将打开，截流井内截流干管进水口的闸门将关闭，中后期雨水（以雨水为主，污染程度减轻）从截流井处沿原有的合流管涵排至外海。

③降雨停止后,合流管涵上游来水量逐渐减少，待海水水位退潮至比中隔墙孔洞内底标高低的时候，中隔墙出口下游的闸门关闭，截流干管进水口的闸门打开，截流系统回到旱季时设计工况。

（2）虽然坝肩槽总体岩体质量较好，但局部受层间及层内错动带切割、风化卸荷等影响，爆破后局部容易产生裂隙，在坝基槽开挖的平整度、超欠挖、半孔率等质量质量指标控制上难度较大。

3）旱流污水流量计算

根据《厦门本岛雨水排放口截流汇报》（厦门中环污水处理有限公司）,公务码头排污口的现状排污量规模为1 800 t/d。计算公式如下:

式中,Q污:最高日最高时旱流污水流量(L/s)；Q平均:平均日平均时旱流污水流量(L/s)；KZ:污水总变化系数，等于日变化系数×时变化系数，KZ＝2.7/Q平均0.11。

4）初期雨水合流量计算

目前，我国对初期雨水量还没有较为统一的计算方法，规范要求根据当地的经济、对环境的要求、排水区域大小等因素确定，宜为旱流污水1～5倍。目前，由于人们越来越关心水体的保护，采用的截流倍数有逐渐增大的趋势，例如美国对于游泳和游览的河段,采用的截流倍数甚至高达30倍以上。

表1 挡潮建筑物主要方式技术分析比较

根据我国国情及厦门市的实际情况，经各相关单位多次商讨决定，本工程截流倍数取2.0。经计算初期雨水及污水合流量为5 400 m3/d，即62.5 L/s。因此本次设计提升泵站的规模为5 400 m3/d。

2 截流工程设计

1）防倒灌设施方案选择

挡潮构筑物主要有闸门、拍门及鸭嘴阀等三种方式，对三种方式进行技术分析比较，见表1。

2）截流井的工艺设计

在截流井的中隔墙上设置过水能力不小于上游汇入管道过水能力的连通孔洞，并于连通孔洞的下游设置闸门；截污管道的进口处也设置闸门,并于截流井的两个井室分别装设液位控制器。旱流时，中隔墙处的闸门关闭，隔绝外海潮水对截污管流量的影响；雨季时，设置最高水位，当截流井中水位到达最高水位时，截污管道进口处的闸门关闭，截流井中隔墙处的闸门打开，截流井中几乎保持原有合流管涵的设计状态。当雨量逐渐减少，外海潮水逐渐退去，截流井中水位降至低于中隔墙连通孔洞的孔底标高时，中隔墙出口处的闸门关闭，截污管道进口处的闸门打开，截污系统继续运行。

截流井中液位的控制采用静压式水位传感器来控制闸门的关闭及打开，且截污井的两个井室内均设置一套。截流井中隔墙连通孔洞处闸门及截污干管进口处的闸门均为316 L不锈钢材质。

在截流井中截污干管的进口处或截流井室连通孔洞处设置格栅或格网，以拦截水流中的较大尺寸悬浮物和漂浮物。格栅或格网的间隙为25 mm，可由闸门厂家一起供应。

截流井的井底落底0.6～0.8 m做为沉砂用。考虑泵站规模较小，且用地较为紧张，本次设计均考虑采用人工清砂及清渣的方式。

3）截污管道的设计

本次设计截污管道管径为DN300～DN400的钢管,将污水接至污水提升泵站或下游污水管道系统。

4）提升泵站形式选择

经过经济技术性比较,由于本项目在中心城区，可用面积小，且工期短，从占地面积、施工便利以及经济效益方面择优考虑，推荐采用一体化泵站。

3 结语

综上所述，截留工程设计应结合片区的现状及规划情况，合理确定旱流流量、截流倍数、截流管道断面和截流泵站位置及规模,与其他专业充分协调，以最经济的方案截流污水和初期雨水。

[1]龙腾锐,郝以琼,孙慧修.排水工程[M].中国建筑工业出版社,1993.

[2]曾晓晖.厦门会展南路排洪箱涵的现状及污水截污方案探讨[M].企业技术开发,2013,7.