郭芝瑞

太原市市政工程设计研究院（030000）

1 大同路现状情况概述

大同路位于太原市北部，建设于2007 年，道路由北向南，北高南低，东高西低。与大同路横交的天然河道有北涧河、阳兴河两条河。太钢南线排洪渠和北线排洪方涵也与大同路横交。河道与排洪渠涵排水方向均由东向西，大同路东侧主要有太钢、迎新街生活区等。西侧主要有森林公园、太钢生活区、下兰村、南固碾村和北固碾村等。在大同路西侧、太白铁路南侧有太原北郊污水处理厂。大同路雨水系统属于大同路雨水泵站系统，污水系统属于北郊污水处理厂系统。现状道路西侧存在一条DN600~700 mm 污水管、DN800~1 000 mm 雨水管，东侧存在一条DN600~800 mm 雨水管。雨水管道埋深大于污水管道，同时支线雨污分流不彻底，加之施工时候存在错接漏接现象，导致雨污水管局部勾连。

大同路雨水泵站建设于2008 年，泵站是为解决大同路部分路段雨水排放，以及道路以西的新村、赵庄雨水出路问题建设的。通过建设雨水泵站，将该地区雨水抽排入汾河。汇水范围:北起下兰村，南至赵庄等，东起大同路，西至滨河东路，汇水面积约250 公顷，泵站规模5 m3/s，占地面积2 000 m2。

太钢赵庄房产公司泵站位于大同路赵庄旧区，建设于20 世纪70 年代，现状泵站院内南北分别存在污水集水坑及泵房，北侧泵房服务于同馨苑小区1 000 户居民，南侧泵房服务于赵庄旧小区800 户居民。同时经过现场核算，南侧集水坑及泵房服务范围可以包含北侧。

北郊污水处理厂位于大同路以西，南靠新村，北与太白铁路相邻，西与汾河接壤，目前厂址占地99 亩。现状一期污水处理规模为4.0 万m3/d。北郊污水厂自建成投入运行以来，出水基本达《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918—2002）》中的一级A 标准，出水回用或排入汾河。

随着太原市“八河治理”工程的实施，太钢赵庄污水厂进水量减少，处理能力富裕1 万t/d。目前已经存在一条压力输水管连接北郊及赵庄污水厂，调配权归属北郊厂[1]。

2 规划情况概述

本次设计管线归属北郊污水处理厂系统。北郊污水处理厂规划服务范围北起中北大学、西北环高速路，南到污水处理厂南侧迎新南三巷、新店北街，西以滨河西路为界，东到阳兴河，服务面积为4 130公顷。依据太原市总体规划，2020 年的服务面积为2 469.01 公顷，规划服务人口为24.69 万人。2030 年人口规模约为40.2 万人。

北郊污水处理系统污水主干管有大同路污水主干管、钢园路污水主干管、阳兴大道污水主干管。本规划要完善华北工学院、迎新街地区、太钢地区的支干管网系统，对旧雨、污合流系统逐步分流。

本次设计管线相关赵庄污水处理厂系统，规划服务范围北起迎新南三巷、钢园路、新店北街，南到北中环街，西起大同路，东到东环高速路，以太钢厂区及生活区为主要服务对象。服务面积为4 120.40公顷，依据太原市总体规划，2020 年的服务面积为2 348.57 公顷，人口规模为15.8 万人。2030 年人口规模为33.53 万人。

保留恒山路现状污水系统主干管，规划在太钢厂区内新建一污水主干管，截流上游尖草坪区、十里铺明渠、恒山路污水排入赵庄生活污水处理厂内，实现雨水、污水、工业废水分流。新店街、长沟北街、长沟南街、太钢干校街、柏杨树北二街、柏杨树街、尖草坪街分别规划污水干管，收集污水排入恒山路污水系统主干管内，随着道路新建、扩建逐步完善支管网系统[2]。

3 大同路积水问题简述

大同路由北向南，经对周边居民及商店走访调研，了解到从太钢南线排洪渠至摄乐桥段，现状共有三处低洼点，分别位于摄乐街大同路交叉口、邮政储蓄银行附近、芙蓉酒楼附近（如图1 所示）。由于雨季雨水出路不畅导致路面积水。小雨会形成前后距离约100 m 的三处独立积水面，大雨严重时会导致三处低洼点汇合形成长度约1 000 m 的路面积水。

图1 大同路整体示意图

4 原因分析

4.1 管材原因

大同路雨污水管敷设年限较长，设计重现期P=1a，径流系数为0.6。随着周边地块开发，原设计重现期及径流系数均已不满足现状排水要求。

由于现有排水设施的排水能力不足，在一定的降雨量标准下，实际产生的径流量大于排水设施容许的排泄量，多余的雨水便形成积水。

4.2 雨污水勾连问题

大同路雨污水管建设时，周边道路基础设施相对落后，仍为雨污合流状态。施工时，由于施工顺序存在问题，出现乱接混接现象，导致雨污水系统局部勾连，同时大同路现状雨水管管底标高低于污水管管底标高，形成了污水混入雨水管现象。

4.3 雨水管调蓄能力不足

大同路雨水泵站位于北郊污水处理厂北侧、雨水系统上游，北郊污水处理厂进水粗格栅间同样位于东北角。当污水处理厂遇高日高时情况，北郊污水处理厂高水位运行，会将污水管内水位憋高，因雨污水管勾连，致使雨水为满管状态。当雨季来临污水处理厂进水量超过污水处理厂运行负荷，污水处理厂关闭进水闸门，同时由于管道系统已无调蓄能力，大同路雨水泵站无法缓解洪峰压力，直接导致大同路管道排水系统无法排除雨水，形成路面积水。

为解决上述情况，考虑到附近太钢赵庄污水处理厂处理能力富裕，2018 年已敷设一污水压力输水管连接北郊污水处理厂与赵庄污水处理厂，污水泵位于北郊污水处理厂进水提升泵房内。意图为当北郊污水处理厂接近满负荷运行时，使一部分污水至太钢赵庄污水处理厂，但因两处污水处理厂距离较近，附近整体雨污水状况基本相同，当太钢污水处理厂接近满负荷时，赵庄污水处理厂也基本无污水富裕处理能力。

通过上述分析得出，大同路道路积水是由多方面因素叠加所致，其中，主要原因为雨污水管存在勾连，污水处理厂高水位运行，雨水管在晴天也基本处于满管状态，同时污水管内水位也处于较高充满度，致使管道系统基本已失去了雨天时调蓄能力。

5 解决方法

5.1 根本解决思路

查漏补缺，排查现状管网，对雨污水管错接漏接处进行分割，实现雨污分流。城市管理部门安排相关人员对道路雨水、污水检查井进行逐一了解、调查，可根据上下游液位差、水下视频机器人等方法确定，发现雨污水管勾连，则进行雨污切割。若发现管道淤泥或断面缩小，则采用相关方法进行修复，此工程耗时较长，工作量较大。

对大同路进行改造设计，提高大同路雨水设计重现期及地表径流系数。重新改造大同路，采用优质管材，扩大雨污水管径，彻底实现雨污水分流。大同路交通任务繁重，结合规划与实际情况，近期暂未列入改造计划。

对北郊污水处理厂进行扩容改造。随着太原市城北军民融合新区的进一步开发，常驻人口数也会快速增长，因此污水处理厂扩容也应提上日程。

5.2 应急方案

由于上述方案周期较长，加之汛期将近，根据太原市防汛工作安排，要求在汛期来临前解决积水问题，经现场探勘和研究提出如下应急解决方案。

5.2.1 充分利用太钢赵庄污水处理厂处理能力

2018 年1 月8 日，太原市城乡管委会同太钢集团相关部门多方讨论，最终商定:将北郊污水厂超负荷的约1 万t/d 污水引入太钢污水厂处理。现状管线布置，起点为北郊污水厂进厂提升泵房，终点接太钢赵庄污水处理厂，管径DN600。

经近两年实践，存在较多管理不便，本次设计在大同路雨水泵站增设潜污泵一台，将北郊污水厂、太钢赵庄污水厂联络管设计起点（原北郊厂提升泵房）改至大同路雨水泵站，管理权限归属太原市排水管理处，将现状排水管道系统内存水不论高低峰时期，以1 万m3/d 的污水流量抽送至赵庄污水处理厂，达到降低排水系统内水位标高、实现管道调蓄功能的目的，减轻大同路道路积水压力。本次新建污水管沿北郊污水处理厂围墙敷设，设计管径DN600 mm，L=132.7 m。

5.2.2 建立独立的路面收水系统

为进一步达到雨季路面不内涝情况，经实地调查测量，在详细了解积水点范围情况后，沿道路两侧及中线，每隔5 m 进行路面标高测量，最终确定大同路三处低洼点准确位置。

结合大同路管线情况，于大同路路中设置雨水管，通过调查往年道路积水深度，雨水管管径DN800~1 000 mm，坡度为0.002，长度L=788.54 m。泵站出水管位于大同路道路路中线以西1.4 m 处，出水管管径为DN600 mm，长度L=530 m。在现状三处低洼点40 m 范围内设多篦偏沟式雨水口，共26座多篦雨水口。其中雨水管水力计算依据城市养护管理部门提供历史数据峰值推出，基本满足排水需求。

本次设计雨水管起点处覆土0.8 m，最小埋设深度为1.62 m，最大埋深为3.20 m。

该雨水系统建设目的为单独解决路口路面积水问题，不与原大同路雨水系统连通，为独立的排水系统。

经过实地勘探及调阅以往管线设计资料，本次决定采用抽排方式排放雨水，因此对太钢赵庄房产公司泵站进行改造。将北侧污水积水井内进水管改迁至南侧积水坑，仅改造北侧污水泵房为雨水泵房，对雨水进行压力抽排。

6 工程结构做法

雨水进水管采用钢筋混凝土Ⅱ级管，承插或企口管，橡胶圈接口。泵站压力流出水管采用采用Q235A 钢管，压力等级PN1.0，外防腐在管道除锈后，采用环氧煤沥青六油两布特加强级防腐，内防腐采用水泥砂浆。

雨水连接管: 采用180°C15 混凝土管基，360°满包加固。满包混凝土加固管段，每隔10 m设置伸缩缝一道。雨水连接管沟槽采用C15 混凝土回填至底基层水稳顶面。

主线及预埋管: 钢筋混凝土管当管顶覆土0.7 m≤H＜3.5 m 时，采用120°C15 混凝土管基，管基底铺10 cm 厚碎石垫层。混凝土管道基础每隔20 m设置变形缝，缝宽不小于20 mm，缝内填柔性材料。基础做法参见《市政排水管道工程及附属设施》。钢筋混凝土管道地基承载力不得小于100 kPa。基础做法参见《市政排水管道工程及附属设施》。

排水管道采用开槽施工，本工程管线位于车行道下，埋深较小，建议采用有效的支护形式开挖直槽施工。除地基处理地段外，沟槽严禁超挖，如用机械挖土，应采用人工清底，严禁扰动原状土。管道及检查井基础地基承载力应不小于100 kPa。

若原状土满足回填要求，管道回填优先采用原状土回填。对于土壤含水率较高路段，采用符合要求的素土（或级配较好的砂砾土）回填。对于不具备压路机压实的深窄沟槽及高水位段的沟槽部分，优先采用级配较好的砂砾回填。

7 效果反馈

该工程建成运行已一年，经对养护管理部门回访调查，已基本取得设计效果。本次设计管径、坡度均满足了道路旱季及小雨不积水要求。

8 结语

大同路基础设施较为薄弱，由于年限较长，排水管道老化，管径偏小，存在较多处雨污分流不彻底情况。部分为源头未进行雨污分流，部分为早期施工雨污勾连遗留问题，排水管道基础设施亟待更新。同时污水处理厂高水位运行，致使道路低洼处易产生积水，导致市民日常生活交通出现不便[3]。

通过上述分析，针对年限较长市政道路出现道路积水现象，对旧有排水系统雨污分流不彻底现象，进行严谨细致摸排普查，彻底切割。对新建工程进行严格管理，防止再次出现雨污混接现象[4]。

整体而言，建议对道路积水进行系统性针对研究，做到因地制宜，多措并举，精准施策，达到保证市民生活交通便利的目的。