港口室外给排水设计思路

李春青， 胡成立

(1.湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北 武汉 4300511；2.湖北省港航管理局，湖北 武汉 430021)

0 引 言

在港口的设计中，为了应对给水、排水等一系列问题，需要针对其给排水系统进行设计，使其在预定的使用寿命内能够最大限度地发挥其功效，保证港口工作的安全性和稳定性。

1 给水系统的设计

1.1 给水系统概述

给水系统是为人们的生活、生产、市政和消防提供用水设施的总称，向各种不同类别的用户供应满足不同需求的水量和水质。码头给水系统是将水资源供给码头生活用水、生产用水、消防用水、船舶用水等方面，一般来说，给水系统的基本水源是市政给水管网，根据港区用途，采用不同的给水系统[1]。

1.2 给水量计算

港区用水包括生活用水、生产用水、环保用水、船舶用水、消防用水及未预见用水。码头设计用水量按最高日用水考虑，用水量标准根据《河港工程总体设计规范》(JTJ 212-2006)等有关规定计算[2]。

生活用水包含职工在班时的生活用水、淋浴用水、职工食堂用水和公共建筑用水等，根据港区情况计算生活用水量。如果是内河旅游码头，需要增加客运站用水量，按设计日出港人数计算。生产用水包含流动机械、集装箱、汽车、机修间等的冲洗水和港属内燃机车用水。环保用水包含散货堆场喷洒、散货装卸作业降尘、绿化、道路喷洒等，根据港区类型计算用水量。消防用水量包括堆场及建筑物室外消防用水。

1.3 给水管网系统

给水管网系统由给水干管和支管、供水栓、消防栓、喷头以及水表、闸阀等管件组成。

生产、生活给水管道布置成环状或枝状，各单体建筑物的生活用水接自港区生活给水管网。码头船舶给水管管线沿引桥或实体坡道布置，对于高桩码头，给水栓沿码头平台前沿按不大于30 m间距设置；对于浮码头，给水栓设置在码头趸船上。

消防给水管网主干管环状布置，局部采用枝状布置，沿程室外消火栓布置间距不大于120 m，布置点距离道路边缘不得大于2 m，消火栓采用干管或者支管安装，阀门设置确保任意管段检修时停用室外消火栓不超过5个。对于高桩码头，消火栓沿码头平台后沿按不大于50 m间距设置；对于浮码头，趸船的消防由趸船设计单位负责设计。

埋地给水管道采用开槽法施工。槽底如为未经扰动的原状土层，基底只需铺0.1 m厚的砂垫层；如为软土地基，槽底又处于地下水位以下时，铺垫一层沙砾或碎石，厚底不小于0.15 m，碎石粒为5～40 mm，上面再砂垫层，厚度不小于50 mm，垫层总厚度不小于200 mm。

根据港区不同的路面及堆场的承载力情况，埋深多为1.2～1.5 m；给水管道和污水、雨水管道交叉处给水管道应上弯绕过，且不应有接口重叠,最小垂直净距0.4 m;当给水管不能满足净距要求和必须敷设在下面时，交叉处应采用钢套管保护措施，钢套管直径比给水管直径大二级，钢套管伸出交叉管的长度，每端为3 m。给水管沿线应按相关规定设置管道托架、吊架、支架等。给水支线管道采用可曲挠柔性接头补偿轴向变形。管道穿结构梁、板处均预埋大二号无缝钢套管，端头缝隙处填塞沥青油麻并用1∶2石棉水泥砂浆封口抹平。

1.4 给水管材选用

目前，给水管管材埋地部分大多采用钢丝网骨架塑料复合管(PE管)，电热熔接口，承插连接，承插口管安装应将插口顺水流方向，承口逆水流方向，由下游向上游依次安排；明装部分多在前后方连接的架空引桥，采用内外涂塑钢管或其他方便施工及使用的金属管道，卡箍式连接或螺纹连接。阀门等设备的连接采用法兰连接。在寒冷的地区，需要采用聚氨酯泡沫制品保温，保温层厚度根据寒冷程度确定，南方多采用35 mm厚超细玻璃棉制品保温，外包0.4～0.5 mm厚铝合金薄板保护层。PE管和内外涂塑钢管无须其他防腐措施。引桥与浮趸、趸船连接处，给水管采用DN65或DN50铠装夹布软管，扣式连接；或DN65或DN50金属软管，小口径(小于等于DN50)一般采用丝扣和快速接头连接，较大口径(大于等于DN65)一般采用法兰连接。

1.5 给水构筑物

在路面上的给排水井构筑物井盖上表面应同路面相平，无路面井盖应高出室外设计标高50 mm，并应在井口周围以≮0.02的坡度向外做护坡。阀门井采用带防丢失的连轴式井盖座，塑钢踏步，井盖及支座均采用(ZQ)重型球墨铸铁。室外管道所有蝶阀阀体内腔及阀瓣均采用衬胶防腐处理；所有闸阀均采用带明显启闭标志的铁壳铜芯阀；止回阀采用全铜材质；阀件公称压力除注明外均为1.0 MPa。

2 排水系统的设计

2.1 排水系统概述

排水系统是指排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成的总体；用以除涝、防渍、防淹的各级排水沟(管)道及建筑物的总称[3]。港区排水系统采用雨污分流制。

2.2 雨水排水系统

2.2.1 雨水量计算

根据项目所在地选取合适的暴雨强度公式，根据港区货物的特点，选取重现期，一般是1～3年，根据降雨历时公式确定其时间，一般是10～15 min，可以计算出港区的暴雨强度。根据港区的路面或堆场的地面种类，确定径流系数，通过给定的道路、堆场面积，得到港区设计雨水流量。

2.2.2 雨水排水方式

对于件杂货码头，码头平台雨水可以考虑自流水体；后方陆域雨水直接排入市政雨水管网或是港区周围其他可以接纳其雨水的水体。对于堆有散货的码头，需要对码头平台的初期雨水进行收集，在平台下方布置雨水收集池，用泵提升到后方陆域；而后方陆域散货堆场周围设置排水沟，收集后经沉淀，而后通过加药处理回用，其他雨水则直接排入市政雨水管网或是港区周围其他可以接纳其雨水的水体。

2.3 生产废水排水系统

港区生产废水主要是流动机械和机修间冲洗废水，冲洗废水中主要污染物质为石油类和SS，调节隔油池可拦截污水中的大块漂浮物并除去大分子油污，再经过入油水分离器、混凝沉淀池、气浮处理后进入清水池，最后回用于流动机械和机修间的冲洗，整个污水处理流程是利用气浮工艺达到去除石油类效果。

2.4 生活污水排水系统

一般来说，港口陆域的生活污水处理是通过港区经化粪池、隔油池初步处理后，排入市政污水管网。港区周围没有市政污水管网时，需要在港区布置生活污水处理站，设置调节隔油池、一体化生活污水处理设施、砂虑等，最后消毒，对生活污水进行集中处理，处理后回用于绿化，喷洒港区道路等。

船舶和趸船生活污水通过趸船污水舱收集后，由设置在趸船的自吸排污泵提升到码头陆域，直接排到市政污水管网或者后方生活污水处理装置处理。

2.5 煤污水排水系统

有的港区承担着对煤炭的运输任务，此时就需要对港区产生的煤污水进行收集处理。港区陆域煤炭堆场以及前方煤炭泊位的冲洗水和初期雨污水收集，然后排入煤污水沉淀池，再经投药混凝沉淀处理后，进入蓄水池回用于堆场喷林、绿化或道路喷洒。

2.6 船舶油污水系统

船舶油污水经油水净化器预处理，含油量≤15 mg/L以下，同生活污水一并排入市政污水管网或者后方生活污水处理装置。处理后的含油污水里的油由专用收集桶收集交有资质的单位接收处理。

2.7 排水管网系统

陆域室外排水采用重力式排水，排水管均按设计坡度敷设，不得出现无坡、倒坡现象；采用管顶平接，局部管段需要避让高程时，管底高程只能调整低于设计高程；排水管道与检查井连接时设置过渡段，管道与检查井的连接均采用1.5 m短管，承口对应进水方向，插口对应出水方向，且检查井室底板沿管长方向延伸0.5 m。排水管道采用开槽施工，沟槽槽底净宽度按管外径加0.6 m确定，开挖沟槽挖深超过1.5 m，槽底地下水位较高时，除采用密板支撑外，再采取井点降水处理；槽深小于1.5 m时，采用大开挖，边坡为1∶1。

码头前方排水采用压力排水方式，通过泵提升到码头陆域对应的接收设施。排水管沿线按相关规定设置管道托架、支架等。排水管道采用可曲挠柔性接头补偿轴向变形。管道穿结构梁、板处均预埋大二号无缝钢套管，端头缝隙处填塞沥青油麻并用1∶2石棉水泥砂浆封口抹平。

2.8 排水管材选用

港区陆域埋地排水管一般选用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管(HDPE)，承插口电熔焊接连接，沟槽基础选用砂石料或最大粒径小于40 mm的级配碎石。管道按一定的坡比进行敷设，在管道交汇、转弯、坡度改变以及相隔一定距离的管道段上设置检查井，其间距根据管径大小确定。

前方明装排水管材选用衬塑复合钢管(PVC-U)，卡箍连接，阀门与管道法兰连接。明装污水管先刷铁防锈底漆两道，再涂防腐面漆一道；保温处理方法同明装给水管道。

2.9 排水构筑物

排水检查井按有防地下水进行施工，井四周开挖回填料采用内摩擦角大于30度砂料；在路面上的排水井盖上表面应同路面相平，无路面井盖应高出室外设计标高50 mm，并应在井口周围以≮0.02的坡度向外做护坡；排水井现浇混凝土构件必须保证表面平整、光滑、无蜂窝麻面；排水检查井采用带防丢失的连轴式井盖座，塑钢踏步，井盖及支座均采用&700(ZQ)重型球墨铸铁。雨水口布置在一段路面的低洼处，与雨水井的连接管管径为D300，坡度为1%。

3 结束语

港口给排水系统是码头的重要组成部分，不同用途的港口码头给排水设计有不同的特点，很多设计细节要与其他专业协调配合，还应到现场了解工程情况，优化设计工作。结合港口码头本身特点及特殊要求，深入理解规范的要求，以保证设计安全、经济、合理。