大型污水管道接驳碰口方案探讨

大型污水管道接驳碰口方案探讨

摘要：深圳地铁11号线南山站及南前区间工程建设需废除桂庙路2000×2000污水箱涵，在南侧新建DN2200污水管与现有箱涵连通。现有污水箱涵日流量约30万立方米，大型污水管道的连通碰口不仅牵涉到施工期间污水系统的调度，凤塘泵站、白石洲泵站、后海泵站等应停泵，前海泵站、登良泵站需超负荷运行；为缩短施工连通碰口时间，减少污水直排对环境的污染。文中提出了在施工范围内截污干管中设四个污水抽排点，以降低桂庙渠的水位。并建议开启西丽水库的原水对河道进行稀释等方法。在施工质量和安全措施方面，也提出了很好的建议。为保证施工质量，在闸板井浇筑好后，与旧箱涵采用植筋的方法，浇筑面凿毛后才可浇筑砼，槽口处采用不锈钢板制作。

关键词：大型污水管道；接驳碰口；污水系统的调度；植筋

1.工程概况

深圳市城市轨道交通11号线11 号线为深圳市轨道交通三期线网中第一条实施的快线，并兼顾机场线功能。是连接福田中心区、前海湾中心区、深圳空港、西部组团的快线，是穗莞深港西部客运交通走廊。

其中南山站是11号线的一个重要的交通枢纽站，车站为明挖地下三层结构：负一层为下穿隧道，双跨箱型结构，双向8车道，

宽37.4米；负二层、负三层为14米宽岛式站台车站，标准段为双柱三跨结构，附属采用单层外挂。车站有效站台中心里程YCK14+550.400，长度310米，车站标准段线间距17.2米，标准段宽度29.8米，车站有效站台长度186米。

本工程为南山站地铁主体及南山站―前海湾站10号联络通

道开挖施工或交通疏解工程而引起的污水市政排水管线改迁工程项目。设计排水管线主要埋设在桂庙路南北两侧，污水主管线（DN2200）

1W102～1W203段合计为791米，其中1W207～1W113段设计埋深为

5.24～

6.63m，其它长约603m采用顶管施工。

要废除原有DN2200污水干管，启用新建的DN2200污水干管，需接驳碰口12处。其中DN600以上接驳碰口8处，DN600以下接驳

碰口4处。污水碰口管径较大，施工难度大，根据设计要求碰口处采用混凝土检查井或混凝土箱涵，工程量较大、工期长。碰口施工的时间从泵站停泵到完成碰口的时间为3天。这样势必大量污水外流，造成环境的恶性污染、造成不好的社会影响。我们通过优化施工方案、加强与水务部门的协调等措施，在24小时内完成了接驳碰口任务，

得到了深圳市政府有关部门的肯定。

2.施工方案

深圳市城市轨道交通11号线工程11602标污水碰口施工为

南山站至南前区间明挖段，所经道路有深圳市南山区桂庙路、南山大道、南新路等，东起文心二路，西至南新路呈东西走向，共有12个

碰口点。

本次污水管涵改迁主要为：桂庙路北侧污水管DN1200从南山大道东侧1W105改道桂庙路北侧后再接入至北侧DN2000污水管

1W100，南侧污水管DN2200从北侧1W203绕道南侧后再接至北侧

DN2000污水管1W102，污水管碰口有4均在桂庙路北侧，分别为1W100、1W105、1W102、1W203，污水管为钢筋混凝土管。具体见下图所示。

2.1 工程特点、难点与施工对策

2.1.1工程特点

排水管线碰口作业作为管道安装施工末端的一个环节，也受到其他市政管线交叉施工作业的影响，其施工场地、碰口节点复杂程度各不相同，需要其他单位的互相配合才能顺利完成，否则必然也会影响后面工作的进行。

碰口点主要位于车行道内，需要围挡道路进行施工，这就决定了碰口施工时间短，安全文明措施到位，尽量少的影响交通和安全、环境，因此针对施工中关键问题，就是采用最适当的施工工艺，快速安全的完成碰口作业。

2.1.2工程难点分析及对策

难点一：减少对道路交通的影响。

分析：现场位于商住小区和城市主干道旁，施工场地周边交通繁忙，距离周边居民房很近，人流密集，碰口作业时间必须要尽可能缩短，减少对周边交通的影响。

对策：成立有丰富经验的项目管理班子，精心组织施工。选取科学合理的工艺，包括碰口点基坑尽量采用快捷施工的支护方式，

施工设备占地小；安排经验丰富的施工人员，有处理应急事故的能力，现场安全文明措施要落实。

难点二：危险性大

分析：根据周边情况复杂，现场土质差，基坑深，雨污水管内有毒气体浓度高，易发生气体中毒事故。

对策：对旋喷桩、水泥搅拌桩等止水和支护工程的施工质量进行严格把关，及时做好纠偏措施，确保基坑安全；对于雨污水管碰口，下井作业前，各种防护设施配备齐全，做好强制通风措施，并检测井下的气体浓度达标后才能下井作业，深基坑作业的各种安全保证措施要落实到位。

难点三：碰口施工时间短

分析：碰口作业的工程量虽然不大，但却是本工程的难点之一，由于市水务集团公司对排水断水施工的时间有很严格的要求，稍有意外，就会影响整个市区的排水处理的正常生产，对居民日常生活带来很大不便，会在社会上造成不良的影响。

对策：作业前，核实每个碰口点的具体情况，编制详尽的施工方案和应急措施，提前报送水务集团公司审批，实际碰口作业中严格按方案操作，准备好施工机械，尽量缩短凿除旧钢筋砼的时间，缩短断水排海的时间。

难点四：污水管处满管水状态

分析：桂庙路上的排海干渠位于深圳市南山污水处理长的前端，承载着深圳市福田区、南山区两个区的大部分污水，每天的污水

流量大约为30万吨/日。

对策：与深圳市水务（集团）有限公司紧密配合，通过关停上游污水提升泵站，加大下游污水泵站的流量等方式，减少排海干渠的污水量，以方便施工排水。

2.2 节省时间措施

（1）、为确保管渠分流点降水效果，由市水务部门提供大型抽水设备，协助抽水。（2）、为减少接驳碰口施工对旧箱涵和

新建接口井的振动破坏，对碰口井内的旧箱涵采用机械式的切割方式拆除。

2.2 施工方案

因为污水管埋深较大，管及检查井内聚集大量有毒有害的气体，碰口作业中严格注意施工安全，避免气体中毒事件发生，总的工艺流程如下：

施工围挡→施工探测→基坑支护→土方开挖→通风排水→

气体检测→碰口作业

碰口前联系水务主管单位了解清楚周边管线清楚，编制详细的碰口方案，并将方案提前7天报送至水务主管单位审批，方案经批准后方可实施，施工时严格按方案和时间作业，按施工要求准备好人员、材料、设备等。施工期间密切关注天气情况，做好应急预案。

对新增检查井碰口，在碰口前，在碰口点先砌筑好检查井，将新建管道接入检查井内，做好管道连接检查井的接口防水措施。

碰口作业前，先将现有市政污水管上游及下游的检查井打开，

自然通风30分钟，然后用鼓风机强制通风30分钟，采用气体监测仪测量管、井内气体浓度达到标准要求，才能下井作业。

碰口时，井下搭设好脚手架，采用风镐机凿除井内现有管道或渠道，并平整管口，下半段混凝土可保留作为检查井流槽使用，然后再完成检查井的流槽、抹灰、盖板、回填等工序。

2.3施工期间的污水排海系统调度与降水方案

2.3.1污水排海系统概况

污水排海工程设计处理规模为73.6万m3 /d，服务范围东起皇岗路（包括福星泵站），西至南山区前海、妈湾的特区中西部区域。排海干渠全长40.5公里，包括泵站27座，沿途收集、提升污水至南山污水厂处理。

污水排海系统示意如下：

2.3.2碰口施工期间的污水泵站调度安排及入河污水量估算

桂庙渠是污水排海系统中的主干渠，日均过水量超过30万吨，一直处于较高水位运行，无法通过常规调度手段大幅降低水位，必须通过后海泵站停产截断排海系统上、中游段来水方可能满足碰口施工的水位要求，具体措施如下：

（1）福田河流域范围

福田河从北至南沿线分布有黄木岗、红荔、田面、福华和福星泵站共5座截污泵站，此五座泵站水量少，施工期间拟正常运行。

（2）皇岗河流域范围

滨河、皇岗泵站停产，污水将通过溢流口汇入皇岗河，预计

入河污水量约为7.6万吨/天。由于皇岗河目前水质较差，且大部分河段为暗河，对环境感官影响不大。

（3）新洲河流域范围

新洲、石厦泵站停产，污水将通过截污管进入新洲河，受此影响的入河污水量约6.4万吨/天；

部分污水通过新洲河沿河截污管排入新洲河。由于下游的凤塘泵站须停产，且污水水位须达到黄海高程1.2米以上才可通过应急排放口溢入凤塘河，势必导致上游管网水位过高，部分污水将通过截污点汇入新洲河DN2000截污干管，并溢入新洲河，受此影响的入河污水量约5.0万吨/天；

新洲河口截污泵站停开污水泵，运行两台排河泵，分流新洲河DN2000截污干管的污水，减少新洲河段污水溢出量。通过排河泵排入新洲河河口的污水量约3.2万吨/天；

福田保税区泵站停产后污水（约1万吨/天）将溢入深圳河，因其下游新洲泵站计划停产，故施工期间该泵站拟全停；

施工期间排入新洲河的污水量合计约为14.6万吨/天。

（4）凤塘河流域范围

凤塘泵站停产，当污水水位达到黄海高程1.2米以上可通过应急排放口排入凤塘河，预计排入凤塘河的污水量约为15万吨/天。

（5）大沙河流域范围

为避免污水溢入大沙河上游段及华侨城南湿地公园，龙井、华侨城泵站拟正常运行；

白石洲停产，污水将从大沙河东岸截污口溢入大沙河，入河污水量约4.5万吨/天；

后海泵站停产，污水将从泵站应急排放口及上游截污管溢入白石路雨水方渠排入大沙河，入河污水量约为16万吨/天。由于应急排放口口径较小（DN1200），标高较高（管底高程1.55米），污水溢

流受限，为避免排海干渠沿线路面污水外冒（如白石洲村段），计划

开启排海干渠过大沙河倒虹管前的检修闸门以泄流；

施工期间排入大沙河的污水量合计约为20.6万吨/天。

（6）登良、前海泵站运行调整

后海泵站下游片区汇入排海干渠的污水量预计约15-20万

吨/天，施工期间登良泵站和前海泵站拟进行如下调整：

登良泵站尽可能加大提升量，保持低水位运行，避免登良泵站支渠污水倒流入桂庙渠，同时尽可能分流进入桂庙渠的污水，泵站拟控制在-2.5以下运行；

前海泵站作为桂庙渠降水位的最主要措施，必须加大提升量，尽可能保持在-3.21以下运行。（是否能达到，需要进行测试，必要

时在上游管渠对污水进行分流，详见下文“三、管渠分流方案”）（7）施工期间排入各河道（皇岗河、新洲河、凤塘河、和

大沙河）的污水量合计约为58.8万吨/天，建议河道管理部门施工期间开启各河的河口闸门，以便污水快速、有效地排出（注：如停产时间安排在每天0：00至10：00，污水外溢量大体相当于全天停产溢

水量的35-40%。

2.3.3管渠存水抽排方案

为减少施工时间，在施工时设立四个施工范围内截污干管中的污水抽排点，地点如下：抽水点应尽量位于南海大道以东

（1）桂庙北侧文心五路北抽水分流方案，此处可将桂庙污水干渠中的存水抽排至附近雨水渠，直接起到抽空桂庙污水干渠水的作用。

（2）桂庙路路北侧南海大道西抽水分流方案，此处可将桂庙污水干渠中的存水抽排至附近雨水渠，直接起到抽空桂庙污水干渠水的作用。

（3）桂庙路路北侧南山大道西侧抽水分流方案，此处可将桂庙污水干渠中的存水抽排至附近雨水渠，直接起到抽空桂庙污水干渠水的作用。

（4）桂庙路路北侧常兴路西侧抽水分流方案，此处可将桂庙污水干渠中的存水抽排至附近雨水渠，直接起到抽空桂庙污水干渠水的作用。

3. 应急救援措施

3.1基本要求

编制专门的应急救援预案，组建急救队伍，施工现场配备经培训过的急救人员。施工期间，配备专用救护车辆，配备急救药箱和担架，药箱内配足急救药品。

3.2预防控制措施

（1）下井（管）作业前，要进行自然通风，并配备足够通

风设施和强制通风。

（2）下井（管）作业前，进行有毒有害气体浓度检测，达标后方可下井。

（3）下井（管）作业期间，保持井（管）内的通风。

（4）下井（管）作业期间，持续监测井（管）内有毒有害气体的浓度。

（5）作业人员必须佩戴防毒面具等防护用品，准备好应急救援用品，井上接应人员不得离岗。

（6）下井作业时间每次不得超过40分钟。

3.3施工现场应急处理措施

当发生事故时，负伤人员或者最先发现事故的人，应立即报告项目经理或安全员，并应马上组织人力现场抢救受伤害者（包括通知医务人员到现场抢救），根据伤情需要，协助医务人员送伤者到医院。

事故发生后，各级人员应保持镇静及冷静，切实负起本身责任，主动控制局面。要有组织、有指挥和结合实际进行妥善处理。

4.结语

大型污水管道的连通接驳碰口不仅牵涉到施工期间污水系

统的调度、施工方案的优化、还牵涉到相关主管部门的支持、施工安全等多方面。在工程建设中，如何在最短的时间内完成连通接驳任务，减少对环境的污染，取经得更好的经济效益和社会效益，是工程技术人员的追求目标。随着科学技术的不断进步，新的施工技术日新月异，

这要求施工人员不断学习，不断地接受新生事物，在实践中不断地提高，更好地服务于社会。