張 辰 徐國鋒
(上海市政工程設計研究院 上海 200092)

　　摘要 該文簡要介紹Ti誨市污水治理二期工程中截流系統、過黃浦江倒虹管、污水輸送總管、連接管、中途泵站、出口泵站的設計內容，著重介紹了設計中采用的新工藝、新技術、新材料和新設備。
　　關鍵詞 管道 泵站 截流系統 倒虹吸

Second Stage Shanghai Sewerage Project
Zhang Chen　 Xu Guofeng
(Shanghai Municipal Engineering Design and research Institute Shanghai 200092，China)

　　Abstract This article briefly intoduced the design of the catchment system，inverted-siphon pipes across the river，main wastewater transportation pipes，connection pipes，midway pump stations and outlet pump station；emphasized the new technlques，matenals and equipments adopted in Shanghai Sewerage Project II.
　　Keywords pipes pump stations catchment system inverted siphons

1 工程概述

　　上誨市污水治理二期工程為世界銀行貸款項目，工程主要解決黃浦扛上游吳涇、閔行、徐匯、盧灣地區及浦東新區的部分污水。徐匯、盧灣的合流污水經截流后過黃浦江，經泵站提升后與吳涇、閔行及浦東新區的污水一并輸送至長江口白龍港附近，與原南干線接納的污水合并后，經預處理廠處理后深水排放。
　　工程總服務面積271.7km²，服務人口335.76萬人，晴天早流污水量約172x10⁴m³／d，雨天截流總量29.67m³／s。工程總投資約48億人民幣，其中世界銀行貸款2.5億美元。
　　工程主要內容包括浦西(含吳涇、閔行地區)截流設施、截流干管、黃浦扛倒虹管、浦東總管(南線和中線)、連接管、浦東收集管、中途泵站、預處理廠、出口泵站、排放管及中央監控系統。項目于1994年開始前期設計，至1999年初完成全部施工圖設計，2000年初竣工。
　　浦西截流總管的管徑為φ1.6-φ2.7m，為重力管，總長約9.7km。南線總管為3.3×3.3m的雙孔箱涵，部分為壓力管，部分為重力管，連接管為2.7x2.7m的單孔箱涵及直徑3.6m的PCCP壓力管，總長約22km，在壓力管中合理設置了透氣井的數量。SA泵站位于黃浦江邊，規模為18.43m³／s，是污水治理二期工程中最深的泵站(沉井深24.5m)。SB泵站位于康橋工業區西側，規模為31.28m³／s。是污水治理二期中規模最大，沉井直徑最大的泵站(沉井外徑52.4m)。兩座中途泵站均采用前池整流技術、肘形管進水方式及變頻調速泵。出口泵站位于長江邊，規模為29.67m³／s，首次采用抽芯式變葉輪調節泵。工程投產后連續運行二年，情況良好，運行正常。

2 浦西截流管道

2.1 管道走向
　　浦西污水截流系統主要包括截流總管、截流支管(即連接管)、截流設施三部分。浦西截流管在接納盧灣、徐匯區六個排水系統的污水及初期雨水和龍華機場污水后自黃浦江龍華機場處過江，至南線SA泵站。
　　浦西截流總管由浦西1^#線、2^#線、總線和總線格柵井等組成。總管的管徑為φ1.6～φ2.7m，埋深4m=10m，絕大部分采用頂管的施工方法。
　　截流方式分為泵前截流、泵截流及泵后截流三種。泵前截和泵后截一般是通過新建污水截流井進行合流污水截流，泵截一般是通過新建污水截流泵站進行合流污水截流。
2.2 工程的特點及創新
　　截流總管頂管的管徑大，長度較長，穿越障礙物多，包括穿越地下管線、河流和鐵路。設計中采用雙排頂管的施工方式，管道凈距很小，僅為2／3D。由于現場條件限制，頂管工程中大量采用曲線頂管工藝，部分管段采用了多曲率三維(包括水平和豎向)頂管的高新技術，最小曲率半徑僅為283m。采用曲線頂管減少了工作井，避開了地下障礙物，減少對交通的影響及節省投資。

3 黃浦江倒虹管

　　黃浦扛倒虹管由浦西、浦東倒虹井和兩根 φ2.2m 的過江倒虹管組成，長約610m。設計流量 Q=18.44m³／s，旱季截流污水采用單管運行模式，雨季截流污水采用雙管運行模式。倒虹管水頭損失約為2.10m，倒虹管管底標高達-20.Om。采用鋼筋混凝土頂管，管道內壓力15m。黃浦江倒虹并首次采用流槽，減少水頭損失，避免沙的沉積，頂管管節特殊設計。

4 浦東總管(南線)

4.1 管道走向
　　浦西截流污水在龍華機場過江后，進入SA泵站。經提升后采用壓力管的形式沿耀華支路、濟陽路南下至外環線，與南支線(吳涇、閔行的污水)匯合，設交匯井一座，交匯井后采用重力管，沿外環線由西向東敷設，在穿越同汾涇、接納楊高南路的污水后進入SB泵站。經提升后采用壓力管的形式繼續沿外環線由西向東，至羅山路后向北，近期通過羅山路連接管接人中線，然后沿龍東路接納浦東新區污水，經M₂泵站提升后壓力輸送至白龍港污水處理廠，處理后經出口泵站提升，通過排放管排入長扛。外環線、羅山路處留有接口，遠期進南線C泵站。
　　浦東總管由四部分組成：南線總管為雙孔箱涵2.4×2.4m至3.3×3.3m，長約14.5km；連接管，一部分為單孔箱涵3.3×3.3m，長約3.2km，一部分為φ3600PCCP管，長約3.9km；南支線總管為單孔箱涵2.7×2.7m，長約2.3km；中線總管為雙孔箱涵2.8×2.8m至3.2×3.2m，長約16.6km。
4.2工程特點及創新
　　(1)根據系統總體計算要求，對箱涵的過水斷面進行了經濟上、技術上的比較。根據沿線不同內外壓力值進行分段配筋，設計了近40個斷面，對各斷面又進行分離式配筋。節省土建投資。
　　(2)在國內長距離輸送箱涵設計中，根據透氣井數學模型結果，減少透氣井數量，并首次運用了自動排氣閥這一新技術，新材料，在城市排水中屑國內首次運用，效果良好。
　　(3)連接管首次采用φPCCP管(預應力鋼筒混凝土管)，降低了水頭損失，縮短了施工周期，屬國內首次運用。該技術獲市科技進步三等獎。
　　(4)頂管倒虹井的設計，首次采用了流槽，避免了因突放、突縮造成過大的局部損失，減少局部水頭損失，降低泵站運行費用。
　　(5)在箱涵接口變形縫的設計上經過了多次反復研究，采用了上、下企口式的創新結構，能在兩側箱涵存在不均勻沉降的條件下限制其相對變位。對于變形縫的材料，采用了新型的鋼板橡膠止水帶及填縫新材料。建成后經沉降觀測，在箱涵存在不均勻沉降的情況下，接口仍能咬住不錯位。經全線進行變形縫接口試驗，情況良好，無一處滲漏。

5 中途泵站(南線SA泵站、SB泵站)

5.1 泵站規模
　　SA泵站是南線第一個中途泵站，主要用于提升來自浦西魯班路、肇嘉浜、小木橋、宛乎、龍華鎮、蒲匯塘六個排水系統的合流污水。泵站位于浦東耀華支路西側、黃浦江邊，與龍華機場隔江相望。黃浦扛倒虹管浦東工作井位于泵站內。泵站按雨季峰值流量的120％配泵，配泵流量為22.2m³／s，配六臺泵(五用一備)。水泵遠期總揚程為18.80m，近期揚程為12.10m--7.00m。泵站占地約1.04公頃。泵站總投資約1.0億元。
　　SB泵站位于上誨市浦東康橋工業區西側、外環線楊高南路立交以東750m處，泵站南靠外環線，西臨同汾涇。該泵站主要接納SA泵站和吳涇、閔行地區以及浦東楊思地區的污水，提升后近期沿外環線、羅山路連接管至中線，輸送至M2泵站，遠期輸送至南線C泵站。泵站占地約1.5公頃。主泵房共設置六臺蝸殼混流泵，五用一備，其中二臺為變頻調速泵。水泵流量6.26—7.80m³／s，揚程19.1～12.60m，水泵電機功率1600kw，計算負荷8500kw。是污水治理二期工程裝機容量最大的泵站，也是同類市政項目中直徑最大的園沉井。泵站總投資約1.3億元。泵站規模為：
　　　　　　　　　　　　　 SA泵站　　　　　 SB泵站
　　 遠期雨季高峰流量　　 18.43m³／s　　　 31.28m³／s
　　 遠期高峰旱流量　　　 7.93m³/s　　　　 20.79m³／s
　　 遠期平均早流量　　　 6.10m³／s　　　　 15.99m³／s
　　 近期高峰早流量　　　 4.88m³／s　　　　 14.98m³／s
　　 近期平均早流量　　　 3.75m³／s　　　　 10.12m³／s
5.2 泵站總體布置及主要設備
5.2.1 SA泵站
　　SA泵站主要構筑物有：主泵房、高位井及35KV變配電所，泵站進水管來自黃浦江倒虹管浦東工作井，進入主泵房沉井時為兩根φ2700mm的頂管。
　　主泵房地面以下是外徑φ47.4m圓沉井，沉井中隔墻將泵房分隔前后兩部分。前面是前池，由隔墻分成對稱布置的二格。后面是水泵工作室，由下而上分別是水泵層、檢修層、電機層和地面層，泵房深24.5m。每臺泵的出水管上安裝一臺液壓閘閥。泵房輔助水系統共設兩套，用于水泵、電機的軸承冷卻水及水泵密封水，其中冷卻水回用，密封水排至泵房集水坑。
　　主泵房地面層分為兩部分，前池上方為泵站車庫和綜合樓，水泵間上方為泵房附屬建筑物，內設跨度為13.5m的橋式起重機一臺，起重量20t／5t，用于水泵及電動機的安裝維修。泵房內設高壓配電間、低壓配電間、變頻器室、控制室、值班室等。
　　水泵出水通過出水管進入高位井，高位井位于主泵房的東側，用中隔墻將高位井一分為二，分別接納相應三臺泵唧人的合流污水，并各與一根出水箱涵連接，中隔墻及箱涵出口處分別設有電動閘門，以適應各種運行工況。高位井出水通過出水箱涵出泵站與浦東污水輸送箱涵相連。
　　SA泵站中的大型設備主要有：6臺蝸殼混流泵(中德合資上海KSB水泵有限公司制造，單泵流量為4.5m³／s，揚程為18.8m)、6臺主電機(上海電機廠制造，電壓為6KV，功率為1000KW)、二套變頻調速裝置(美國羅賓康公司制造)、10臺35KV開關柜、28臺6KV開關柜、14臺MNS低壓開關柜、二臺5000KVA變壓器、6臺~1600液壓主閘閥、主管道系統、液壓系統、輔助水系統和儀表控制等。
5.2.2 SB泵站
　　SB泵站主要單體包括：主泵房、高位井、進水閘門井、預留管閘閥井及計量井、進出水箱涵、緊急排放口、35KV／6.3KV變配電所、綜合樓、傳達室、油庫。機電設備主要包括：六臺主泵(日本荏原)、六臺主電機(上海電機廠)、六臺液壓閘閥、主管道系統、液壓系統、輔助水系統、35KV供配電系統(10臺35KV開關柜，德國西門子)、6KV供配電系統<28臺6KV開關柜)、二臺變頻調速裝置(美國羅賓康)、通風管道系統、各類電動閘門、儀表控制系統等。
　　SB泵站由雙孔箱涵經同汾涇后進入進水閘門井，在進水閘門井前接入楊高南路的污水，進入泵房時分成二根3.3×3.3m箱涵進入泵房前池。
　　主泵房地面以下是外徑φ52.4m圓沉井，沉井深19.3m，中隔墻將泵房分隔前后兩部分。前面是前池，由隔墻分成對稱布置的兩格；后面是水泵工作室，地面下分二層，水泵層平面標高-6.80m，檢修層平面標高-1.50m，地面層平面標高5.20m，泵房深12.00m。
　　主泵房地面層分為兩部分，前池上方為泵站車庫和綜合樓，水泵間上方為泵房附屬建筑物，內設起重量32t／5t的橋式起重機一臺，用于水泵及電動機的安裝維修。泵房內設高壓配電間、低壓配電間、變頻器室、控制室、值班室、液壓站等。
　　水泵出水通過出水管進入高位井，布置與SA泵站相似。高位井出水通過出水箱涵與總管箱涵相連。
(待續)

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第一作者簡介:張辰,男,1964年5月出生,1985年上海城建學院給排水專業畢業,總工程師,高級工程師,從事給排水工程設計.