广东省东莞市长安镇人民政府农林水务局523850
摘要：本论文通过东莞市长安镇长青渠的排洪渠道工程的案例分析，来反应环境的重要性以及与截污管网相关的技术。
关键词：截污管网；排污；工程方案
0前言
东莞，又称“莞城”，位于珠江口东岸，“广东四小虎”之首，号称“世界工厂”，国际花园城市，全国文明城市，全国篮球城市，广东重要的交通枢纽和外贸口岸，是全国4个不设县的地级市之一。东莞是广东历史文化名城，有着1700多年的郡县史，距今1700多年前的三国时期建郡，是岭南文明的重要发源地，中国近代史的开篇地和改革开放的先行地。
长安镇位于东莞南端，东邻深圳市，南临珠江口，西连虎门港，区域面积98平方公里，下辖13个社区居委会，常住人口66万，其中户籍人口4万多人。改革开放以来，长安从一个边陲小镇迅速发展成为珠三角湾区的一颗璀璨明珠，成为广东乃至全国镇域经济的排头兵，曾获“全国首届小城镇综合发展水平1000强”第3名、全国文明村镇、国家卫生镇、全国人民满意的公务员集体、中国摄影之乡等5个国家级之乡、广东省红旗基层党组织等国家级荣誉50多项、省级荣誉60多项。
1长青渠
长青路路中23m绿化带下为长青渠。自1988年起，从S358省道往北砌筑10m×5m石墙，至二环路全长1.6km。1999年，从二环路往北砌筑5m×5m箱涵，至四环路口全长1.4km，接通环山渠。同年，砌筑长青南渠，从S358省道往南建设四孔19m宽长青南渠，全长319米，接通独墩河排涝站。长青路东西两边设1m×1m排水沟，汇东西两边排水入长青渠。长青渠是长安镇中心区主要的排洪、纳污通道。本次截污段长青渠流域总集水面积为5.03km2承担着莲花水库泄洪及周边区域雨水排放需求。
长青渠作为长安镇的主要的排洪渠道，其河水直接排放进入东宝河。因此长青渠上游段处其污染不仅影响了与其接壤的咸西、长盛及锦厦片区周边水环境，还同时直接影响长安镇长青渠下游其他片区的水环境。枯水季节水质指标为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的劣五类水体。因此长青渠流域的水环境综合整治对长安镇的发展和居民生活安全具有十分重要的意义。随着东莞市政府对于城镇水环境要求不断提高，长安镇政府针对长青渠现状，着手实施“东莞市长安镇长青渠截污次干管工程”工程（以下简称“长青渠截污工程”），工程包括水利工程、市政工程、截污管网工程、清淤工程及景观绿化工程。
2工程概况
2.1规模
新建污水管道长18.23km，管径为DN400~DN1200，大部分主干管采用顶管施工，局部采用开挖施工，支管均采用开挖施工。顶管段：顶管工作井、接收井各41座。各种规格的污水检查井共509座。
2.2工程内容
图1.1方案制定图
现状长青渠水质受污染严重，随着人口的增多，河涌水体恶化问题已成为制约区域可持续发展的不利因素。为广东省政府南粤水更清行动（2013-2020年），我院受水利相关部门委托着手对长青渠水体综合整治进行相关调研及设计任务。截污工程是控制污水、改善周边水环境的有效措施，能较快解决污水持续污染长青渠的问题。目前长青渠周边有众多住宅区及商业街排污口直接向长青渠排放污水，同时，部分片区由于截污支管改造工程的滞后，片区内的污水无法接至周边现状的污水主干管网，这部分污水通过现状雨水管继续污染着长青渠水体。为了使更多的沿线居民、企业感受到周边水环境的提升及下游东宝河水体的改善，开展长安镇内沿长青渠两岸的截污管道及接户管改造工程是必需的也是急迫的。
为了扩大综合整治工程影响范围、提高现状主干管网的利用效率，使更多的沿线居民、企业感受到周边水环境的提升，经过多次工程协调会议的商讨，确认将本次长青渠设计范围分为三个分区进行设计截留，本报告对次截污次干支管网的实施可行性及方案制定
2.3目的及原则
根据排水管网调查、勘测与研究，结合现状排水体制、排水量、排污口及水质情况的调查成果，对长青渠污水治理提出科学有效的防治措施，近期能改善长青渠水体受污染及提升周边的水环境；通过排水管网完善工程的实施，减少服务面积内污水排入长青渠的流量，完善长青渠周边片区企业及居民排污改造，为远期长青渠流域全线实现雨污分流创造下游污水管道接驳条件，并为最终改善下游东宝河水质创造条件。同时将片区内污水送至污水处理厂，提高三洲水质净化厂浓度，提高减排能力。
根据其原则有以下：
（1）根据国家有关规定确定文件编制的内容和深度，确保能够全面、系统地对项目建设和项目建成后所面临的各种问题进行研究；
（2）结合国家有关政策、法规、法令和专业技术规范、规程以及当地实际情况进行研究，确保项目建设的各种前提正确、合理、合法；
（3）根据当地政府相关部门关于本工程前期设计文件的批复意见严格控制建设规模、设计标准和投资额度，合理安排建设期；
（4）针对长青渠沿线排污口调查情况，在工程可实施范围内，首先保证排污口的截污建设；
（5）配合沿线实际情况，尽量减少拆迁，合理安排设计施工方式。
（6）施工方案设计及管道选用，实用可行，满足工程实施当地技术及经验要求；
2..4设计范围
图1.2长安镇长青渠沿线划分图
本工程设计范围将涵盖长安镇三八河上游河段（由河始端至东引河段），工程范围包含以下几个分区：
A区：由莲湖路至358省道规划污水管网包围的长青路西片区范围的区域。
B区：由莲湖路至358省道规划污水管网包围的长青路东片区范围的区域。
C区：由358省道至振安东路规划污水管网包围的区域。
2.5水文地质条件
A：地表水
本次勘察场地内主要地表水主要为东南边的东宝河及场地周边河涌水。
B：地下水类型、赋存与补给
场地地下水主要为孔隙潜水及上层滞水，第四系孔隙潜水贮存于第四系中砂、中粗砂层中，上层滞水贮存于表层粘性填土中，另外，在强风化岩层中贮存少量基岩裂隙水。地下水主要接受大气降水下渗及周围河涌水侧向补给，以蒸发及地下迳流的方式排泄。场地内中砂层、中粗砂为强透水层，强风化基岩为弱~中等透水层，其余各岩土层均为相对隔水层或微~弱透水层。钻探期间实测大部分钻孔静止水位埋深为0.30~1.60m，地下水位变化幅度小于1m，标高为1.22~2.90m。水位主要受地形地貌，地表河涌、大气降水、自然蒸发及季节性等因素而变化。
场地地下水与地表河涌水有水利联系，地下水通过渗透大部分汇入河涌。
C：地层的富水性及透水性
按地层的富水情况及透水性，本场地地层粘性素填土、淤泥，淤泥质砂土、粉质粘土、全风化基岩为相对隔水层，富水性较弱。
强风化基岩为弱~中等透水层，富水性一般。
中砂层、中粗砂层为强透水层，富水性强
2.6场地稳定性评价
本次勘察未发现有活动性断裂从场地通过，亦无新构造活动痕迹，区域稳定性较好。
本工程建设场地地形较平坦，地貌较简单，地层结构较简单，场地未见崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地下洞室等不良地质作用。勘察过程中未发现有害气体，但场地内存在有地下管线，设计及施工时应注意。
根据区域地质资料及钻探资料显示，本场地未揭露陡坎等不良地质条件，亦未发现有湿陷性土、和含有毒气体的土层。但局部存在较厚填土层、淤泥、淤泥质砂土层，经处理后场地作为建筑场地是适宜的。
2.7基础工程分析与建议值
勘察未发现不良地质作用，场地是稳定的，适宜截污管网工程建设。根据本次勘察结果：顶管段施工穿越地层主要有淤泥、粉砂或淤泥质砂等松散层，对顶管施工有利。顶管工作井开挖深度内分布有填土、淤泥、粉砂等软弱层及含水层，可采用水泥土搅拌桩形成止水帷幕及基坑支护。
开槽埋管段揭露地层主要有填土、淤泥、粉砂或淤泥质砂等松散层，建议施工开挖时采用钢板桩支护。由于管线埋深于松散层中，建议设计时可根据荷载大小对管底承载力较低的松散层进行水泥土搅拌桩或高压旋喷桩进行处理，以处理后的地基为基础持力层。
应注意的是：场地内地下水位埋深较浅，基坑（槽）施工排水可采取坑外截水或降水，坑内集中排水的措施来解决。
岩土力学指标建议值：根据室内土工试验结果和野外原位测试成果，并结合地区经验，参照有关国家标准及其它有关规范、规程，提出工程区各主要土（岩）层的物理力学参数综合建议值见下表数值。
注：1、本表执行国家标准《建筑地基与基础设计规范》（GB50009-2002）及广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）；
2、填土内摩擦角为综合摩擦角。
2.8埋设管道的建议
本次设计结合勘察设计结果，对不同地质情况采取不同埋管道形式，具体埋设管道建议如下：
（1）明挖段
依据场地地质条件，建议采用钢板桩支护开挖，局部地段开挖深度为压实素填土的也可采用放坡开挖，放坡系数见表7.5-1。未经处理的淤泥质土不可作为拟建管道及工作井的持力层，可采用抛石挤淤或水泥土搅拌桩的处理，当采用搅拌桩处理时，应先排除原路面水泥砼。对管底土层非淤泥、淤泥质土的区域，建议采用天然地基基础，以管底土层为基础持力层。
注意事项：1）施工时则应注意坑壁的支护，防止产生流砂、流泥、塌方等次生灾害；2）由于管道跨越地层较多，宜进行沉降验算，应注意不同地层的不均匀沉降对管道造成的不良影响；3）管道位于地下水位以下，应考虑浮力作用，建议抗浮水位按地面标高计算；4）施工时应作好监测，注意施工期间对邻近建构筑物造成的不良影响。
（2）顶管段
顶管管道位于淤泥的土层，未经处理不可作为拟建管道的持力层，可采用搅拌桩复合地基、砂井袋固结排水处理，处理深度应满足管道地基下卧层深度的要求，场地浅部压实素填土层局部如遇到块石时，可采用钩机翻挖排除。对管底土层非淤泥、淤泥质土的区域，建议采用天然地基基础，以管底土层为基础持力层。
注意采用钩机翻挖排除较大块石时，应保持在地下水位足够的高度进行翻挖排除，以免地下水位下降引起的地面塌陷、开裂。也可考虑先采用钢板桩止水之后再翻挖。
采用顶管施工，宜根据场地岩土条件及地表建筑控制变形要求采用合适的顶管机械。
1）对于软基处理后的混合土，由于土质较软，切削容易，建议选用刀盘土压平衡掘进机；
2）对于易产生流沙现象的砂层，可根据含水量及标准贯入度选用不同类型的掘进机，当标准贯入度较小时可选用多刀盘土压平衡式掘进机，当标准贯入度较大时，除多刀盘土压平衡式掘进机以外的各种掘进机都适应此种土质；
3）对于粉质黏土，可采用网格水冲式掘进机；
4）如需穿越建筑物、构造物、埋设物等对地面沉降要求很小的情况可采用刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机。
应注意的是：①管道虽然荷重较小，但在跨越性质差异较大的地质单元时，仍应考虑后期固结引起的不均匀沉降。②若管道置于地下水位以下，应考虑浮力作用，建议抗浮水位按地面标高计算。
注意顶管可能会引起道路路面沉陷、开裂和位移，并损坏道路两旁地下管网及建（构）筑物。顶管过程中要采取有效措施，避免施工中可能产生的翻砂或涌砂现象。
（3）工作井
工作井各区段地层情况见明挖段及顶管段个区段地层。
工作井及接收井可采用沉井法施工。如基底土层承载力不满足设计要求，可采用水泥土搅拌桩法进行加固处理。桩长、桩径及间距应满足设计及规范要求。
应注意的是：
1）工作井及接收井应做好基坑的支护和止水，鉴于基坑平面尺寸较小，建议采用沉井施工，也可采用深层搅拌桩或旋喷桩止水支护；
2）若接收井及工作井置于地下水位以下，应考虑浮力作用，建议抗浮水位按地面标高计算，如需要采用抗浮措施，可采用抗拔锚杆的处理方式，锚杆的直径、长度等需满足设计及相关规范要求。
注意顶管可能会引起道路路面沉陷、开裂和位移，并损坏道路两旁地下管网及建（构）筑物。顶管过程中要采取有效措施，避免施工中可能产生的翻砂或涌砂现象。
3排水工程规划
3.1规划目标及原则
（1）对已形成雨污合流的区域，应根据城镇环境的要求、园区的发展、道路的改造和可能投入的资金等情况，逐步改造成雨污分流体制，新区均采用雨、污水分流制。
（2）充分利用现状管线，对排水不畅的街区，结合整个排水系统的情况进行改造。对路边排水明沟和盖板暗沟，应逐步改造成管道或箱涵。
（3）污水排放区域的划分及污水处理厂的位置和座数应综合考虑城镇的用地布局、河流分布、地形、地质条件、主导风向，饮用水水源位置、实施的可能性等因素。
（4）雨水管道沿规划道路敷设，结合地形和道路坡度，尽量靠重力流分散就近排入河道。污水管敷设在雨水管下面，尽量靠重力流流向污水处理厂。
（5）雨水管管径小于1500mm时，尽量采用暗管排水以减少淤堵。污水管管径小于2000mm时，采用暗管排水，以减小淤塞。
（6）对于新建区，雨水管渠的最小覆土采用1.5m，以利于其上各种管线的布置。
3.2排水体制的选择
规划长安镇的排水体制原则上采用分流制，污水、雨水分别通过各自的排水系统分流排放，现状的排水管渠作为雨水管渠保留和改造，新建污水收集系统及污水处理厂。
旧城区受道路、建筑和管位等多方面条件的限制，目前把现状的合流制完全改建为分流制所需的工程量很大，规划根据实际情况，近期旧城区排水采用合流系统，沿排水干渠设污水截流管，将旱流污水和初期雨水进行截流，排入污水系统，等将来道路或旧城区统一改造时，再实行污水、雨水分流排放。
对于其它地区规划排水体制均采用雨水、污水分流制，对新建、改建的道路、小区一律实行分流制，建设污水、雨水两套排水系统。
3.3雨水工程规划
（1）雨水排放系统
长安镇根据地形及河涌分布，将全镇划分为三个排水分区：东片区，包括中心区和涌头管理区，该片区雨水通过雨水管收集后就近排入排洪渠汇入东引运河与长青渠，由长安排涝站、霄边排涝站排至茅洲河；北片区，东引运河以北高速公路以西，该区雨水自北向南就近排入东引运河，在洪水季节东引运河通过长安排涝站、厦岗排涝站、沙涌排涝站、新民排涝站排涝；南片区，东引运河以南，东引运河以南改造的河涌有新民排渠、龙涌、苗涌、沙涌、上沙正涌、塞古涌，河顶高程均为2.2m，周边地面标高高于2.2m的雨水就近排入河涌，局部低于2.2m的雨水通过提升泵排入河涌。洪水季节河涌水流排放均通过排涝站的形式往狮子洋排涝。
（2）雨水管渠
规划排水管道按地形坡度敷设，以减少埋深，排水管渠尽量采用暗渠或管道，以美化环境，对建成区或现状道路上的排水明渠及排水边沟应进行改造。对较宽的明渠可以在上面加盖板，使之成为暗渠。
现状部分排水管渠、雨水口及检查井淤积堵塞严重，造成排水不畅，规划要求对排水管道严格管理，及时疏通，以保证排水，防止内涝。
3.4污水工程规划
（1）污水量计算
根据《城镇排水工程规划规范》，污水量按给水量的85%计算，2005年、2010年、2020年长安镇平均日污水量分别为33.2万m3、45.7万m3、63.75万m3，详见表2-6。
（2）污水系统规划
为控制水体污染，改善水环境质量，保护长安镇的生态环境，规划对全镇污水进行二级处理。
长安镇的污水根据地形及河涌分布，将全镇划分为两个排水分区：东北片区，即东引运河东北、乌沙环东路以东片区，污水收集后汇入规划的第一污水处理厂。西部及南部片区：即乌沙环东路以西及东引运河以南片区，污水收集后汇入规划的第二污水处理厂。
3.5污水管网铺设
根据《长安镇排水专项规划》污水管网规划图，拟于长青渠沿线东西两侧分别建设DN400~DN1200截污干管对周边片区污水进行收集和截留。详见图2-6长青渠污水管网规划图。
3.6治涝总体布局
A.排水渠
根据长安镇自然河道走势和布局，结合现有排水渠工程的布局，理顺各排涝区渠系汇流关系，发挥主干渠（河）道的汇流、导流作用，合理布局排水渠网体系，确保排涝顺畅。
涌头～新安片以三八河、长青渠、霄边排渠和涌头排渠为主干河道，建立三八河、长青、霄边和涌头排涝渠网体系，而摩围需要建立独立的排涝渠系。严格控制主干河道排涝水位，理顺河道分流比。
东引河以南地区采用分区汇流，集中排水的方式，以人民、新民、龙涌、沙涌、坭涌、塞古和厦岗河涌为主干分别汇流，在南端设置横向联系渠集中排水。
B.排涝闸站
排涝闸站布局应适当集中布置，选用较大的机型，便于集中管理。
涌头～新安片以三八河、长青渠、霄边排渠和涌头排渠等主干河道为主布局排涝闸站，摩围需要布置独立排涝闸站。
东引河以南地区集中在人民、新民、龙涌、厦岗等河涌出口和南端布置排涝闸站。
4总结
污水管网建设是污水系统环境治理的重要组成部分，是表明城市基础设施完善程度和衡量城市现代化的标志之一，不仅反映了城市的经济实力、社会发展程度和人口素质，同时随着环境的改善，增强了对内资和外资的吸引力。污水处理系统的完善与否很大程度上取决于城市市政污水管道的建设及覆盖程度。污水收集率高的地区，污水污染少，城市环境优美，居民幸福感高。所以，污水处理系统的建设与本地区的经济发展和繁荣息息相关。经济的发展和环境的优美，才是可持续发展的根本保证，两者相互不可或缺。
长青渠作为东宝河上游段，处于茅洲河干流下游，其内污水的收集情况直接影响茅洲河的河流水质，支流如果不治理好，将严重影响到干流的治理效果。因此开展长青渠流域的污水支管网建设，彻底实现污水的收集，送至三洲污水处理厂处理达标后排放，对于茅洲河的治理是非常必要的。
因此，对长青渠沿线实施截污管道工程是十分必要的，它产生的社会效益，坏境效益和经济效益是无法用价值来衡量的，是造福子孙后代的千秋大业。随着经济的发展，人民生活水平的提高，城市化的提高和人口的增加，长青渠沿线的污水排放量将会大幅增长，若不尽快治理，污染会更加严重，将会严重制约经济的发展。
参考文献：
[1]Hinze，J.1997.RskAssessmentinUndergroundConstruction：UncertaintyIsCertain.No-DigEngineering，4（3），May/June.
[2]Schroeder，W.L.，andS.E.Diekenson.1996.SlilinConstruetion.UPPerSaddleRiver，N.J.：Prentice-Hall.
[3]刘全林.地埋管道与土相互作用平面分析与计算方法[J].岩土力学，2007，28（1）：83-88.
[4]段贤伟.软土地基大型基坑开挖对地下管线工作性状影响的数值分析[D].天津大学，2010.
[5]李永刚，孙建生.软基涵洞土压力分析[J].土木工程学报，2003，36（6）.
[6]吴小刚.交通荷载作用下软土地基中管道的受力分析模型研究[D].浙江大学，2004.
[7]JTGD60-2004.公路桥涵设计通用规范[S].人民交通出版社，2004.