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西干线改造工程设计

工程功能定位:西干线建于1971年,是为改善苏州河水质而建造的一条污水输送干线,原设计流量60万m3/d,从七十年代到九十年代初,它是市区一条主要的污水输送干线。主要接纳苏州河两岸普陀、静安、长宁、闸北、黄浦五个区的部分合流污水及桃浦、南翔和宝钢地区的生活污水。

西干线全长约23.2km。由市区新村泵站起,向北沿夏长浦穿越大场机场东部,过蕴藻浜,往顾村、杨行、月浦、盛桥,经五座输送泵站逐级提升至宝山石洞口岸边。为了保护长江水质,目前已建成石洞口污水厂,设计规模40万m3/d,将西干线输送的污水处理达标后排放长江。

西干线及输送泵站运行40余年,由于现状西干线一方面在服务范围、规划污水量及管线布置上不符合规划要求,另一方面现有设施存在腐蚀严重、淤积严重、设备陈旧老化等缺点,使运行受到影响,存在安全隐患,为了保证石洞口污水厂的正常运行,对西干线实施改造。

工程规模:西干线服务范围内规划污水量由两部分组成,即由石洞口区域和竹园区域(汶水路以南地区转输竹园区域)组成,分三段,其中汶水路以南属竹园区域,服务人口为75.96万人,汶水路~泰和污水厂及泰和污水厂~石洞口污水厂属石洞口区域,服务人口分别为56.05万人和85.8万人;西干线累计输送总污水量100万m3/d,包括通过汶水路总管输送至竹园第一污水处理厂的35万m3/d,至泰和污水处理厂的25万m3/d,及至石洞口污水处理厂的40万m3/d。

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西干线总管走向示意

工程内容
1)新建西干线总管及泵站,西干线作为污水输送总管,工程建设使地区污水出路有安全保障
管道走向:新村泵站-西乡路-平利路-志丹路-广中西路-运城路-高平路-汶水路-规划康宁路-规划富长路-石太路-老蕴川路-煤水路-石洞口污水厂。
新建总管ф2000~ф3000,管道总长25.6km,改建泵站1座,新建泵站2座(其中新薀藻浜泵站处建调蓄池一座)。
2)原接入老西干线的污水支线均改接入新西干线,保证新建总管顺利投入运行。
支管改建ф300~ф1500,管道总长15.12km。
3)建立SCADA系统
包括主干泵站3座,支线泵站26座,监控中心1座,相关信息交换系统2个的硬件、软件及编程、系统通信等。
4)对老管进行处置,消除安全隐患
处置老西干线管道23km,拆除4座原有泵站。

工程技术亮点
本工程设计主要特点体现在,一是要在城市建成区,建筑比较密集,道路交通十分繁忙的条件下,埋设大型污水管道;二是要在保证原有西干线和已有的石洞口污水处理厂正常运行情况下进行工程施工和污水在新老干线间转接;三是要针对目前存在的雨污水混接较严重的情况,采取措施,尽可能减少混接污水及初期雨水对水体的污染。

随着人类的发展和科学的进步,污水处理领域也同其它领域一样不断涌现出新的工艺,新的技术,新的设备,新的材料。在本工程的设计中,也将先进技术应用到了其中,具体有:

(1)针对目前存在的雨污混接及将来的初期雨雨水污染问题,本工程总管设计增加了20%(旱季流量)的输送能力,并首次将调蓄处理池运用于污水工程,建设了20000m3调蓄池和1m3/s高效沉淀池,通过调蓄池、管道调蓄及加药处理等措施,大大降低了混接污水的溢流,预计每年可减少COD排放量1200t。
(2)由于汶水路是西干线与合流一期的连接管,受用地限制,汶水路泵站前池较小,为了保证两个系统同时安全运行,需要有一个调蓄缓冲空间。在新薀藻浜泵站建造调蓄池可以为两个系统同时运行提供缓冲、平衡,保证系统运行安全。
(3)大口径管道深埋设计。新干线总管采用深埋方式,减少泵站及倒虹管数量,减低了输送能耗,优化了总管水力条件,方便了周边地区支管的接入。同时避开地下上层有限的空间位置,为地下资源的有效利用创造了条件。
(4)采用了多项现今前沿的施工技术。本工程处于建成区,沿线受建筑、管线、道路交通的制约很大,为了减少对环境和居民的影响,采用了多项现今前沿的技术:① 采用长距离多曲线顶管,以避开密集的建筑群和减少地面作业点,最大顶距600m,有数处S形曲线;② 多节点采用顶管地下对接、侧接技术,将管道连接的工作面多置于地下,减小地面工作量;③ 结合现场条件,工作井检查井分别采用骑马井、沉井、SMW工法、树根桩+旋喷桩、灌注桩+旋喷桩、旋喷桩内插型钢、逆作法施工等多项施工工艺,保障技术可行、投资合理、影响最小;④ 道路上的井口均采用分离式窨井盖座,协调井位于周围路面沉降,保护管道与井体的接口,保证该区域路面的平整和顺;⑤ 管接口在传统的F接口、楔形橡胶圈的基础上,试验性的加设膨胀密封圈,以期提高接口防渗的可靠性。
(5)不断水改造技术
新村路泵站是西干线改造工程中唯一一座改建泵站,其存在的主要问题有:①上海在六七十年代建设的泵站设计低于现行标准;②泵站在抗震、除臭等不能满足现行设计标准;③泵站设备陈旧,不能满足改造后的设计流量;④泵站处于人口密集区域,没有合适的区域再建新泵站,只能对泵站进行改造,满足正常使用的要求,改善泵站对周边环境的影响。
在泵站改造期间,还必须使泵站原功能保持延续,针对泵站必须不断水施工的特点,通过各种方案比选,最终在泵站进水箱涵处建设一座临时泵房,以发挥原泵站输水功能。待原泵站改建结束并正常运行后,再将临时泵房拆除。
(6)根据老西干线管道所处地区的周边环境和结构现状,首次对大型废弃管线进行妥善处置,消除安全隐患。

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待验收管道


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西干线新蕰藻浜泵站调蓄池底板钢筋绑扎


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新薀藻浜泵站鸟瞰

 

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