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室外负压排水系统在老旧街区(小区)中的应用 ——以桐城六尺巷旅游景区南大街、胜利街为例

1、街区概况

桐城市历史悠久,文风昌盛,古为"七省通衙",现有"中国文都"之美誉,为改善老城区百姓生活环境,结合"三街一巷"历史文化街区保护与修缮工程并落实老城区黑臭治理中的雨污分流制改造,自2016年以来开展了南大街、胜利街(含六尺巷两府区域)的基础设施更新提升工作,为桐城市国家级历史文化名城申报奠定基础。

胜利街历史文化街区面积15.06公顷,其中沿街核心保护面积4.19公顷,包含六尺巷两府修缮与恢复区、胜利街核心保护区。南大街历史文化街区面积27.90公顷,其中沿街核心保护范围面积6.18公顷,主要为南大街街道两侧及芹菜田周边区域。街区分布关系见图1。

街区内原有系统为合流制沟渠,街道下仅敷设有雨污水沟渠和供水管网,其他电力、电信等管网均为架空敷设,同时,众多住户污水为自设户内渗井模式,卫生条件差且带来了污染地下水的风险,亟待更新重构。

以街道内现状合流制沟渠服务区为污水系统服务范围,以规划建筑面积指标法和人口指标法双指标以及现状用水量统计综合分析街区排水量,统计如表1。

图1 历史街区总平面图


2、室外负压排水系统适用性分析

2.1街区外部限制条件

街区外部四至道路上,目前北侧龙眠西路、东侧和平路以及两街区之间文城西路上城市排水管网均为雨污合流制截留式排水,对下游地表水体带来了较大污染,同时大市政改造代价大,路由协调困难,实施周期长。可保障本街区的时序要求的外部条件中仅昌平路为新建分流制管网,具备污水衔接条件,故需要在街区内部更新中雨污分流,并将污水最终排入昌平路市政污水管网内。

2.2街区内部限制条件

街区内部系统设置限制因素较多,导致采用传统收集系统无管网通道空间且对周边建筑物带来结构安全影响,主要包含如下几部分:

①需要在2米左右狭窄宽度的街道上实现市政基础设施系统全部入地;

②需要实现雨污分流制系统建设;

③需要满足排水功能的同时实现主街道路面风貌修旧如旧;

④需要保障施工过程中不对两侧保留保护建筑物基础带来安全影响;

⑤区域地下水位高,需要避免管网系统内外渗漏风险。

⑥分为远近期建设,远期街道内接入近期核心区的雨污合流制排水需要在接入点进行截污分流。

⑦需要保障街道两侧居民在施工期间仍然可以生活和工作在街区内,做好永临结合保障和过渡转换。


图2 街区道路风貌


2.3室外负压排水应用于本项目的多维度适用性

基于项目多方面限制因素,污水收集系统需要优选管道占用空间小、敷设埋深浅、施工周期短、实施扰动小、可与其他系统管线共沟敷设的方案,由此本项目经过对传统重力流普通砌筑检查井排水、重力流排水塑料检查井、负压排水等三个方案综合比选分析,选定负压排水系统作为项目的主要排水系统方式。

从多个维度对负压排水系统在本项目中的适用性进行分析。


2.3.1场地适宜性

负压排水系统相比传统重力流排水系统具有系统灵活、管道尺寸小、占用路由空间小、可与供水等管网共沟敷设而无渗漏风险、埋深浅、实施难度低、施工速度快等优点,更适宜于本项目狭窄街区且两侧均为需要保留保护的建筑物的属地特点情况。

图3 负压管道在管线综合中的位置

从项目末端排放出口以及整体地形地势趋势看,总体从起端至末端市政衔接口,场地地形地势坡度适宜,可保障总体系统管道埋深浅,不需要大幅度逆坡提升,且末端老城内文保要求保护和保留的芹菜田北侧道路边缘有适宜于建设负压站的场地,实现总体负压站与最不利收集点服务半径约1.2km,在负压系统的经济服务半径内。


2.3.2技术可行性

与传统污水重力流系统进行技术可行性对比分析,可知在该街道下,负压系统更具备技术实施可行性。首先,在管线综合中,重力流系统无论是传统的砌筑检查井还是近年来应用的成品塑料检查井,都存在需要与两侧住户衔接带来埋深大,检查井数量多,且为避让中部麻石条下设置众多检查井检修困难而设置于麻石条两侧,大埋深近距离对现状建筑物基础安全隐患大等系列问题。而负压系统埋深小、路由空间占地小、负压收集器检修维护方便、对街区风貌影响小、实施扰动小。因此负压排水系统在技术实施性上最高。

从具体负压系统的选用上,充分尊重了当地百姓的生活习惯,未进行室内卫生器具的负压化改造,而是采用了室外负压系统,在户外出户管后设置负压收集器进行系统转换。在系统关键节点负压收集器设置上,无论是沿街住户1-2户的小型收集器、街巷内6-8户的集中收集器,还是大型公建与化粪池结合的大型多组并联收集器,以及针对部分街区内非核心保护区,目前暂不更新,但需要排入本次更新范围内的管网内,现状为合流制沟渠截污的节点的集水井与负压收集器,当前均有成熟的产品类型进行匹配和应用,保障了系统多情景需求的适应性。依据街区内排水户类别不同和现状排水系统关系,项目设置有四种类型的负压收集器。

同时,负压排水系统的应用历史已经有一百年以上的时间,历经多代的设备更新发展,从国内外的应用案例运行来看,无论是城市内还是农村地区,均有其适用的空间和场所。经过一般化的培训后,以智慧化监测反馈手段辅助,可稳定可靠的安全运行,国内已有稳定运行10年的案例印证该技术系统的稳定可靠性。

图4 负压排水系统流程




图5 负压排水系统建设中


图6 负压排水系统一期建设后