地埋式污水处理厂管线综合设计浅析

陈涛

（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南昆明 650051）

0 前言

伴随城市化的快速发展，很多大中型城市不得不面对污水规划普遍滞后及市政污水处理设施建设用地严重不足的窘境，占地面积小、环境影响小、地面环境美观的地埋式污水处理厂应用越来越普遍。相较于常规地面污水处理厂，地埋式污水处理厂配套的管线综合设计更为复杂、更为重要，专业管线种类多、管线敷设空间受限，对工艺布置及功能布局影响大。在总体设计流程中，综合管线统筹设计对各专业管线设计起关键性指导作用。综合管线统筹设计的合理性影响到地下空间各层的层高，影响污水处理设备和构筑物的安全高效运行，影响各专业管线能否顺利安装。

1 设计目的及作用

（1）不同专业设计工作协调及汇总综合的最直接体现。综合管线统筹布局的科学合理，直接决定了地下空间使用的充分性、合理性及有效性，并可以最大程度的为后续地下空间建筑装修设计、不同专业管线的施工安装及运营管理和维修创造便利条件，且可以大幅减少管线安装过程中因为标高、位置冲突造成的返工；

（2）管线综合是集综合性、指导性于一体的纲领性设计文件。综合考虑所有相关专业管线设计合理性直接体现其综合性，所有相关专业的管线设计必须符合管线综合设计的整体安排与统筹以确保其可操作性，则体现其指导性；

（3）是持续不断协调所有专业管线设计的动态过程。当综合预留的管线敷设空间、高程等无法满足各专业管线设计要求时，需及时反馈以实现反向协调，最终共同完成管线综合设计；

（4）不仅仅是各专业管线的简单机械叠加，而是各专业管线的系统统筹、汇总综合。在汇总综合各专业管线的同时，尚需合理分配不同专业管线的敷设空间及整体走向，同时对各专业管线的进行必要的简化。其简化的原则是便于各专业设计人员及施工人员能读懂图纸、且避免混乱冗杂。

2 设计原则

2.1 管线相对位置的确定原则

按规范及实际运行经验，各种不同专业管线的相对位置应遵守“小管让大管、有压让无压；电上、风中、水下”的总原则[1]。即管线平行敷设布置时，位于最上方的是电气及自控专业管线，位于中间层的是通风除臭、防排烟专业管线，位于最下层的是工艺专业污水、中水管线。采用直立型喷头的自动喷水的消防专业管线，应贴梁底敷设；采用吊顶型喷头的自动喷水的消防专业管线，应贴吊顶的龙骨敷设。从满足人身安全要求的角度，强电专业管线与其他专业管线之间的净距不应小于0.15m。弱电专业管线应根据其采用的电缆抗干扰能力，确定敷设净距。其他各专业管线之间的距离应满足管线安装及拆卸检修要求，且不应小于0.2m。

2.2 管线与设备相对位置的确定原则

为确保机电设备的安全稳定运行，同时为设备吊装、拆卸检修预留空间，所有无关管线不应敷设在设备的正上方，尤其是通风、除臭管线及水管应避免在电气设备正上方敷设。因为通风、除臭管线及水管的凝结水可能影响电气设备的正常安全运行。针对高压电容器室等散热量大、通风要求高的空间，应按上送下排的原则布置通风专业管线，且应按照满足检修及运营人员巡视要求合理确定风管与设备之间的净距。

2.3 管线穿越房间的布置原则

变配电间、变压器室、电容器室、中控室等电气自控设备房间，禁止各类水管穿越，以防水管渗漏、破裂引发安全事故；中控室等弱电房间禁止高压电气管线穿越，以防干扰弱电信号、影响通讯。

2.4 管线维检空间确定原则

统筹分配综合管线空间时，必须预留足够的空间以满足各类管线维修、检修需求。宽度小于1.2m的管线，可按单侧检修预留维检空间；宽度大于1.2m的管线，应该双侧检修预留维检空间。最小检修空间不得小于0.4m。

3 工程实例分析

昆明市第十三污水处理厂主体部分生化段采用改良A2/O工艺，深度处理部分采用“高密度沉淀池+V型滤池+NaCLO消毒”工艺，设计规模为12万m3/d，出水水质按一级A标准设计。厂区位于昆明主城西片区高峣立交东北角，紧邻滇池草海城市休闲度假区，由于场地限制，同时为尽量减少对片区整体景观的影响，采用地埋式的布置形式，地面为开放式生态公园。为尽量节省投资，减少基坑支护和地基处理的费用，地下二层均采用近似圆形的布置形式。

在管线综合设计过程中，为了科学合理的布置工艺污水管、空气管、剩余污泥管、回流污泥管、放空管、给水管、中水管、加药管、上清液回流管、电缆桥架、通风除臭管、防排烟等专业管线，经多次与工艺总体设计人员沟通协商，结合工艺流程特点，采用折线布置、垂直分层的方式形成整体的功能分区。污水处理构筑物的池体主要布置在地下负二层、巡视检修和车辆通行空间主要布置在地下负一层，地下负一层横向中心位置设置南北通透的主车道供设备和污泥运输车辆通行。车道东侧布置预处理、生化处理构筑物，车道西侧布置深度处理部分的高密度沉淀池、V型滤池、接触消毒池和综合泵房。主车道东侧负一层生化池地面布置生化池附属的鼓风机房、加药间；二沉池、高密度沉淀池附属的污泥脱水车间及消毒池附属的综合泵房布置在主车道西侧，其中污泥脱水机房靠近地下空间出口布置，尽量减少污泥重载车辆在地下空间的行驶距离，综合泵房靠近地下空间入口布置，方便敷设的大型水泵等设备运输安装、外运检修；变配电间、通风机房、生物除臭装置采取按需分配、就近分散的原则，设置在对应工艺构筑物及需换气空间附近。

按照上述原则划定功能分区后，通风除臭、防排烟、曝气风管、污泥回流管等尺寸较大的管线及不同分区配套的功能型管线基本可以在主车道两侧不同空间内敷设，避免穿越主车道上部区域，运输车辆的通行空间得到了有效保障。对于其他尺寸较小的剩余污泥管、给水管、中水管、放空管等专业管线，利用主车道下部负二层管廊空间敷设，总进水管、尾水外排管、厂区地面中水回用管道均布置在地下空间入口附近，就近地下空间以外的厂外管线接驳。起重吊运设备对应设置在各功能分区靠近负一层主车道和负二层管廊位置，方便设备运输安装和外运检修。整个项目形成了以负二层管廊为主通道、负一层主车道为界的分区合理、平面走向顺畅、竖向分布合规的管线综合系统，为项目后续有序建设及运营创造了便利条件。

4 设计人员易忽视的问题

4.1 对管线综合设计的重要性认识不足

设计人员往往片面的将管线综合设计简单理解为不同专业管线的叠加汇总，殊不知地埋式污水处理的地下空间中可供专业管线敷设的空间极其有限，需要对各种管线的总体走向、空间分配、关键交叉节点等进行细致、科学的统筹分析，确保满足污水厂正常、高效运行的要求，同时为管线施工安装及日常维检创造便利条件。另外，在实际设计过程中，同一个专业的管线自相“打架”的现象普遍存在，尤其是电气自控和通风除臭专业管线设计，要么整个项目统一一个标高，要么只有管线位置而不明确标高要求，此时，就需要综合管线设计对其他所有专业管线设计进行设计复核及统筹协调。

4.2 不严格执行管线综合设计原则

很多设计人员在处理空间特别紧张的交叉节点时往往逃避或忽视应遵循的重要设计原则，导致部分管线无法拆卸检修，甚至诱发安全事故。深圳某地铁站就出现过因空间受限而将排水管线敷设在高压配电间内，后因管道老化渗漏导致高压配电柜遇水损坏。

4.3 忽视图面处理问题

管线综合涉及的专业管线种类多，需图面表示的要素比较繁杂，设计人员往往不对图面处理问题的重视程度不够，图面杂乱无章，导致负责实际实施的工程技术人员识图困难，无法很好的达到指导施工的目的。管线叠加表达形式不统一、建筑底图信息处理不到位、管线信息标注分散杂乱是最常见的情况。

4.4 忽视电子文件质量

管线综合设计人员需要养成规范、良好的绘图习惯。管线综合图面要素多、种类杂，处理好电子文件的图层管理可以给设计及识图工作带来很多便利，且能有效提高设计及识图工作的效率，避免不必要的差错。

4.5 管线走向布置不当、影响吊车运行或运输车辆通行

地埋式污水处理厂各处理构筑物布置紧凑，需垂直起吊安装及检修的设备多，污泥运输车辆需在地下负一层通行，在管线综合设计过程，需要与工艺总体设计人员及各专业、各单体设计人员反复协商沟通，在优化总体功能分区、合理布置主体及附属构筑物、科学选择运输车辆行走路线的基础上，再行合理分配各专业管线敷设的平面位置和竖向高程，确保单体构筑物正常运行、设备起吊顺畅、运输车辆通行无阻。