北極星水處理網訊:廣州市自來水公司副總工程師吳春翹介紹廣州北部水廠（總規模150萬m³/d，一期60萬m³/d）的設計和施工特點。通過這個報告，不但可以先睹這座目前國內最大規模的超濾膜水廠的芳容，而且可以聆聽工程設計施工細節。北部水廠一期工程常規工藝於2019年1月14日正式試運行通水，目前超濾膜車間還在安裝中，預計9月30日部分試運行通水，10月30日全面試運行通水。有圖有真相，先睹為快。
01 工程概況
為緩解廣州北部地區日趨緊張的供水形勢及實現城鄉供水的統一調配，廣州市自來水公司確定在白雲區石井鎮鴉崗村，用地49.9h㎡建設北部水廠。
北部水廠主要建設內容包括原水管、水廠、配水管網，這三部分共同組成了取水—制水—配水的北部水廠供水系統，總投資約36.6億元。
原水管為兩條DN3000管，接自鴉崗大道南白坭水道東側的兩條DN3600西江原水主幹管。
廠區總設計規模為150萬m³/d，一期規模60萬m³/d,工藝按生物預處理、常規工藝處理、臭氧-活性炭、超濾膜等深度處理、生產廢水處理等全流程工藝規劃，一期工程建設常規工藝、超濾膜及生產廢水處理等工程。
配水管網總長約50km，管徑為DN2000～DN2200,管道穿越了流溪河、武廣高鐵、京廣鐵路、北二環高速、廣清高速、機場高速等高速公路、鐵路、河流。
此外,還配套建設約19.55km的新廣從路DN1000～DN1800供水管網改造工程及一期供水規模10萬m3/d的廣從加壓站工程。
02 總體設計特點
北部水廠是國內最大規模的水廠之一，建成後將成為廣州供水史上又一裡程碑。同時，北部水廠將成為國內採用膜處理先進工藝的最大規模水廠，具有較深遠的影響。
北部水廠一期廠區工程確定了現代工業化設計理念，總體設計具有前瞻性和先進性，體現現代科技，以及廣州市自來水公司百年企業的文化底蘊及先進的管理水平，努力打造廣州供水的品牌工程。總體設計特點如下：
（1）系統論證確定水質目標及規劃工藝流程，全面提升供水水質、工藝流程及水質控制標準，對標國際先進標準
綜合考慮西江水源水質、管網水質情況及與國內外生活飲用水衛生標準不斷提升的發展趨勢，按常規及深度處理的全流程規劃工藝及用地規模，同時規劃工藝體現先進性與科學合理相結合，分階段實施，全面提升供水水質。
（2）全面提升應急處理能力，淨水工藝具有應對多種常見水源突發汙染事件的保障能力
一是在水廠內設置應急投加設施，投加設備能滿足燒鹼、鹽酸、礬、聚丙烯醯胺等的應急投加，還設置2座溶解攪拌池用於投加各種應急粉劑。二是在淨水工藝中增加臭氧氧化、顆粒活性炭濾池、過濾膜池等淨水單元，對突發汙染原水進行深度處理。三是在水源處建立監測預警系統。
（3）結合水環境發展要求，貫穿生態設計理念，實現資源的可持續利用
該項目生產廢水收集排入汙泥系統處理後，上清液回用於自來水生產環節，不外排。廠區生產廢水的循環利用，節約了水資源，節省了原水提升能耗，同時因部分季節源水濁度較低，還可改善反應條件，減少藥劑投加量。
參照海綿城市理念對雨水徑流量進行控制，降低地面徑流係數。通過設置下沉式綠地、鏤空鋪地磚，以及利用廠區內遠期工程用地現狀窪地作為雨水調蓄塘，內設排蓄設施，實現雨水蓄存及錯峰排放。
（4）合理規劃用地，做好功能分區，並採用省地、節能的建（構）築物及設備設計
合理布置建（構）築物和功能分區，減少管道水頭損失，降低項目能耗。採用最節省用地的構築物形式，如平流沉澱池下疊清水池的工藝布置，兩個生產構築物有機疊合，僅佔用一座構築物的土地面積。
主要耗能設備採用節能選型，將能耗指標作為重要技術指標列入設備招標文件和採購合同。
超濾膜車間採用膜通量較高的壓力式超濾膜，降低膜設備的配置量。
（5）結合現代工業化設計理念，使工藝布置的先進性、科學性及建築風格的特色均能體現廣州現代化都市形象，打造科普和供水現代化的展示平臺
建築設計以「以水為本，歷史傳承」為核心設計理念，貫穿嶺南建築「兼容並蓄」的核心精神，運用現代融入傳統的手法，將傳統的嶺南建築元素融入現代建築之中。
總體採用嶺南開放性院落式布局，包括連廊、亭臺和坡屋面，體現廣州自來水「百年老店」的歷史，力求營造一種具有豐富人文底蘊的生產兼具城市公共建築功能的空間。
圍繞水處理工藝流程及水質全過程監控等，設置水廠參觀、展示線路，將北部水廠打造成一個科普及供水現代化的展示平臺。參觀通道安全、順暢，室外視野開闊，並做好參觀與生產區域的分區設置。
03 工程難點
（1）原水管接駁
原水管接自鴉崗大道南白坭水道東側的兩條DN3600西江原水主幹管。由於西江原水管同時提供石門水廠、江村水廠、西村水廠的原水供應，管道停水接駁時間約24h，施工涉及面廣，技術難道較大，工期緊。
（2）大面積綜合泵房及基坑施工
綜合泵房（含原水提升泵房和送水泵房）按總規模150萬m3/d一次建成。泵房總長度153.5m，寬度18m，綜合泵房屋面框架梁最高處達1.75m，整個泵站布置17臺大型水泵，是廣州市自來水公司眾多水廠中最大的泵房。
綜合泵房基坑最深處達9.4m，基坑面積約1.34hm2。整個基坑在220kV的電塔旁邊，離白泥水道150米，基坑的止水及安全尤為重要；沉清疊合池基坑最深處達3.4m，基坑面積約2.45 hm2。這兩處基坑施工面積大，是工期控制的關鍵點。
（3）錯綜複雜的管道鋪設
北部水廠是國內最大規模的水廠之一，工藝流程也是最完善的，並預留了多種工藝流程的搭配運行，所以廠區內的連通管不僅管徑大而且錯綜複雜，施工過程中對管線的敷設要求也較高。
此外，為合理利用及節省用地面積，在220kV高壓走廊下，布置了共8條DN200～DN2200重力流和有壓管道，以及加藥管溝和電力管。除做好電塔保護外，施工期間需嚴格按照供電部門交底要求落實6m的安全距離，以確保施工安全。
（4）高精度的安裝要求
各單體構築物都包含大量預埋件和預留孔洞，需各工種間協調配合，此外，多處構築物設置出水堰、槽等，施工順序與安裝標高的準確與否對工程順利通水運行有著至關重要的影響。
（5）多項工程的交叉施工
廠區遠期原水管、綜合泵房、河湧改造、圍牆、道路與配水管網工程、外電等工程存在多處交叉施工，工種的協調、作業面的交叉要求特別高。
（6）管道非開挖施工
北部水廠原水管、配水管網多次穿越河道、鐵路、高速公路，其中穿越流溪河採用沉管施工，原水管穿越鴉崗湧，配水管網穿越鐵路和高速公路採用頂管施工。沿程土性變化較大，有砂層、淤泥、粘土、巖層，地質情況複雜，地下水位高，沿線的管道穿越部分重要，技術難度大、非開挖施工要求高，是北部水廠整個管網貫通的難點。必須根據地質資料、管徑、單坑頂進長度、主頂力等因素，選擇合適的頂管機頭，監測頂進過程中的各項數據。
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