全康環(huán)保:摘要：為緩解污水處理對城市建設帶來(lái)的壓力，解決國內地下污水廠(chǎng)存在的建設難度大、建設運行成本高、風(fēng)險因素高、地面設施單一、地表生態(tài)環(huán)境影響大等問(wèn)題，結合地下空間利用技術(shù)及污水處理新技術(shù)，以貴陽(yáng)市松山污水處理廠(chǎng)為依托，探索山體隧洞式地下再生水廠(chǎng)設計新模式。將污水處理設施建于地下隧洞內實(shí)現節能環(huán)保，通過(guò)隧洞聯(lián)絡(luò )通道實(shí)現污水綠色再生。將城鄉生態(tài)綜合體建設與地下污水廠(chǎng)相結合，實(shí)現將污水處理廠(chǎng)作為“負資產(chǎn)”向“正資產(chǎn)”的轉變，使其作為城市基礎設施的重要抓手推動(dòng)促進(jìn)城市更新。

引言

隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展及生活水平提高，人們對生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高。但由于人口的急劇膨脹，對城市的污水處理也帶來(lái)了很大壓力，目前我國污水處理大部分還是在地面污水處理廠(chǎng)中進(jìn)行處理。地面污水處理廠(chǎng)一方面是城市污染處理設施，在另一方面又是城市的二次污染源。隨著(zhù)高速發(fā)展的城市化建設和日益突出的環(huán)境問(wèn)題，地下式污水處理廠(chǎng)憑借著(zhù)土地集約、資源利用、環(huán)境友好這三大特點(diǎn)成為建設首選。地下式污水處理廠(chǎng)不僅能夠最大化釋放地面空間，還能進(jìn)一步實(shí)現污水資源化[1]。

國外地下較大型的污水和排水的處理系統發(fā)展比較成熟。1932年在芬蘭建設了世界首個(gè)地下污水處理廠(chǎng)，服務(wù)于芬蘭首都赫爾辛基，該地下污水處理廠(chǎng)在雨季的日處理能力高達60萬(wàn)m³。在瑞典首都斯德哥爾摩，1942年運用先進(jìn)的開(kāi)挖技術(shù)和當地有利的地質(zhì)條件，建造成世界第一座巖石地下污水處理廠(chǎng)，服務(wù)年限是70年。目前，美國、日本、英國等發(fā)達國家都建造了地下污水處理廠(chǎng)，取得了很好的社會(huì )效益和可觀(guān)的經(jīng)濟效益[2]。

我國地下式污水處理廠(chǎng)發(fā)展起步較晚，同時(shí)也存在著(zhù)港澳臺與內地之間發(fā)展不同步、不均衡的現象，香港地區于1991年開(kāi)始建設亞洲第一座隧道式污水處理廠(chǎng)-赤柱污水廠(chǎng)，臺灣地區從1998年開(kāi)始建設內湖污水處理廠(chǎng)，2002年正式啟用，設計規模24萬(wàn)m³/d，大陸地區地下式污水處理廠(chǎng)起步雖晚，但發(fā)展十分迅猛，自2009年至今，北京、廣州、深圳、貴陽(yáng)等城市已建及在建地下污水處理廠(chǎng)有100多座。但仍然存在建設難度大、建設運行成本高、風(fēng)險因素高、地面設施太單一等問(wèn)題[3]。目前，國內地下污水廠(chǎng)基本上是通過(guò)明挖方法修建，這種建設方法存在廠(chǎng)址地表大量構建筑物拆遷、地表生態(tài)環(huán)境嚴重破壞、施工對周邊環(huán)境和交通影響大、工程綜合造價(jià)高等弊端。

鑒于地下隧洞具有隱蔽性高、安全性高、恒溫恒濕、生態(tài)環(huán)境破壞及施工影響小等特性，在因地制宜地利用貴陽(yáng)當地地形特點(diǎn)及積極踐行地下空間開(kāi)發(fā)利用政策導向的情況下，本文以貴陽(yáng)市松山污水處理廠(chǎng)為依托，探索山體隧洞式地下再生水廠(chǎng)設計新模式，以期使污水處理廠(chǎng)在提升城市設計、城市經(jīng)營(yíng)的更高高度發(fā)揮更加突出的作用。

1、依托工程概況

依托項目松山污水處理廠(chǎng)(再生水廠(chǎng))是貴陽(yáng)市18個(gè)再生水廠(chǎng)之一，為貴陽(yáng)市南明河大溝治理中松山大溝治理項目的配套工程建設，該項目是打贏(yíng)污染防治攻堅戰、提升改善南明河水環(huán)境質(zhì)量的務(wù)實(shí)之舉。污水處理規模為1.0萬(wàn)噸/天，主要處理松山路片區生活污水，設計出水標準COD、氨氮、總磷達到四類(lèi)水體標準，其他指標達到一級A標，出水水質(zhì)是城市景觀(guān)補水的較高標準。建成后，松山再生水廠(chǎng)能有效處理周邊生活污水，提高市西河水質(zhì)情況，對改善生態(tài)環(huán)境、提升城市品位具有重要意義。該污水處理廠(chǎng)(再生水廠(chǎng))充分利用貴陽(yáng)市山地地形，將污水處理主要結構建設在山體隧洞內，建成后將是國內首個(gè)山體隧洞式地下污水處理廠(chǎng)。

2、設計方案研究

2.1 總體方案設計

貴陽(yáng)松山地下污水處理廠(chǎng)的主要地下結構為山體隧洞，隧道主洞共分為兩幅(A幅和B幅)，長(cháng)度均為250m，兩幅間凈距為40m。隧道進(jìn)口段位于公路邊，端部位于山內部，A幅最大埋深89m，B幅隧道最大埋深64m。兩幅隧道中間采用兩個(gè)聯(lián)絡(luò )橫洞聯(lián)通，聯(lián)絡(luò )通道長(cháng)度均為35m。B幅隧道端部設置一斜井，用于洞內疏散和通風(fēng)，總長(cháng)度為145m，出口位于主隧洞的左側。污水處理廠(chǎng)隧洞總體平面布置見(jiàn)圖1。

2.1.1 污水處理隧洞設計

采用混凝土隔板將隧道主洞分成上下兩層，下層為污水處理的缺氧池，上層為設備區、人員車(chē)輛通道和檢修區;電力橋架、暖通風(fēng)管、除臭風(fēng)管區域;起重設備、照明區域。隧洞斷面布置圖如圖2所示。該方案隧道凈空寬度為22.00m、高度為19.10m，內輪廓凈空斷面為355.9m2，最大開(kāi)挖面積468m²。其中上層空間寬度為22.00m、高度為10.43m，凈空斷面為187.194m²。下層空間寬度為21.80m、高度為7.86m，凈空斷面為2×72.20m2。隧道主洞砌結構設計圖如圖3所示。

2.1.2 隧洞聯(lián)絡(luò )通道及斜井設計

隧道斜井及聯(lián)絡(luò )通道隧洞凈空寬度為7.40m、高度為7.80m，內輪廓凈空斷面為51.74m²。斷面圖如圖4所示。

基于項目位于主城區、土地資源緊張的實(shí)際，松山污水處理廠(chǎng)要求對土地資源高效集約化利用，將污水處理池設置在山體隧洞內，減少占地，達到綠色環(huán)保的效果。污水處理設施建于地下隧洞內，洞室頂部采用混凝土噴錨防護，巖石與襯砌之間設排水層。所有處理設備均處于地下，水池等設施利用原有的巖石，混凝土只在需要的地方才采用。辦公室、職工活動(dòng)場(chǎng)所、部分車(chē)間和能量轉換設施建于地面。主要設施處于地下，可以有效地防止異味及噪聲對周?chē)用裆畹挠绊?，使得周?chē)用竦纳瞽h(huán)境保持很好。利用產(chǎn)生的沼氣來(lái)發(fā)電和供熱，可供本廠(chǎng)使用。此外，隧道巖體有良好的隔熱和阻溫性，隧道空間具有穩定的溫度場(chǎng)，能使污水處理廠(chǎng)現綠色高效節能，節省污水設施所用電量。山體隧洞式污水處理廠(chǎng)概念設計圖如圖5所示。

2.4 生態(tài)綜合體實(shí)踐設計

秉承生態(tài)文明理念，將污水處理與提供生態(tài)景觀(guān)、休閑娛樂(lè )、科普教育、科技研發(fā)、濕地綠化等公共服務(wù)有機融合，地上地下統籌規劃，改善周邊環(huán)境質(zhì)量。將城鄉生態(tài)綜合體建設與地下污水廠(chǎng)相結合，進(jìn)一步推動(dòng)“負資產(chǎn)”向“正資產(chǎn)”的轉變，把地下污水廠(chǎng)作為抓手，推動(dòng)生態(tài)文明建設。在城市更新進(jìn)程中，該地下污水處理廠(chǎng)在補齊城市基礎設施和公共服務(wù)設施的短板方面將起到一定主導作用。

3、項目應用范圍及功能定位

貴陽(yáng)松山污水處理廠(chǎng)(再生水廠(chǎng))是國內山體隧洞式地下污水處理廠(chǎng)的首次探索，致力于打造隱蔽、安全的地下污水處理廠(chǎng)，將污水處理設施置于在山體隧洞內，并將城鄉生態(tài)綜合體建設與地下污水廠(chǎng)相結合，能實(shí)現對土地資源的高效集約化利用，達到環(huán)保節能的效果。該項目的實(shí)施，是污水處理行業(yè)踐行生態(tài)綜合體這一生態(tài)文明理念的一次社會(huì )實(shí)踐，可作為城市基礎設施的重要抓手來(lái)推動(dòng)促進(jìn)城市更新，為快速城鎮化導致城市公共服務(wù)體系缺失的補齊提供了良好的契機，為我國污水處理行業(yè)未來(lái)的發(fā)展鋪路。該項目的實(shí)施，開(kāi)辟了我國山體式地下污水處理廠(chǎng)的建設形式，探討了地下污水處理廠(chǎng)與社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展充分融合的新模式，可供其他類(lèi)似工程參考借鑒。

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