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01 工程概況

廣州市第八人民醫(yī)院嘉禾院區(qū)占地面積約16萬m2，現(xiàn)狀已建成一期、二期工程約9.7萬m2。本次三期工程擬新建總建筑面積約38萬m2，分兩個批次進行建設（見圖1）。

圖1  分批次建設示意

本項目是設計、現(xiàn)場改擴建施工、維持新冠病人正常收治運營的高度關聯(lián)項目，特別是針對以維持烈性呼吸道傳染病醫(yī)院正常運營期間進行大規(guī)模改擴建的項目，極為少見，進而使得三期工程從方案設計到現(xiàn)場施工都充滿著全新而又巨大的挑戰(zhàn)。其中以管線遷改為項目建設的主要重點難點。


首先，院區(qū)一、二期工程的現(xiàn)狀管線對于傳染病區(qū)、非傳染病區(qū)的界定劃分模糊，缺乏對于院區(qū)傳染與非傳染區(qū)域的整體統(tǒng)籌劃分；其次在必須維持收治新冠病人的情況下，三期工程范圍的大面積開挖勢必會破壞現(xiàn)狀管線，影響現(xiàn)狀運營；同時現(xiàn)狀院區(qū)的供水量、污水站處理量、供電量、海綿城市指標等均不滿足三期工程的設計需求。故需結合廣州市新冠防治需求，統(tǒng)籌一、二期現(xiàn)狀管線及三期工程，對整個院區(qū)的管線進行綜合統(tǒng)籌規(guī)劃設計遷改方案。

02  給水排水管線遷改設計難點

2.1 維持現(xiàn)狀院區(qū)運營

現(xiàn)狀院區(qū)承擔著廣州市對于本地及入境新冠病人的收治工作，故在建設三期工程中必須滿足現(xiàn)狀院區(qū)的正常運營。一期、二期的諸多管線均在三期建設范圍內(nèi)，三期工程的建設勢必會破壞一期、二期的現(xiàn)狀管線，影響院區(qū)正常運營，因此針對現(xiàn)狀管線的臨時遷改措施、永 久遷改接駁必然是管線遷改的最 大挑戰(zhàn)。

2.2 分批次建設三期工程

三期工程分為兩個批次進行建設（見圖1）。第一批次的北區(qū)地下室和南區(qū)地下室被第二批次的中部地下室分隔開，設備房方案確立、管線廢除及接駁、管道施工時序等均受到分批次建設的巨大影響。

2.3 管線綜合

三期工程的大面積開挖除了給排水專業(yè)需要管線遷改，另外還包括電氣專業(yè)、暖通專業(yè)、智能化專業(yè)、醫(yī)氣專業(yè)的管線遷改。各類專業(yè)的新舊管線需鋪排在有限的道路范圍內(nèi)，同時需保證一定的安全距離，多管道交叉的標高處理等均對給排水管線遷改設計提出極 高的要求。

2.4 海綿城市

新型冠狀病毒的傳播途徑主要為人與人之間近距離飛沫和密切接觸傳播。武漢火神山、雷神山設計建設時，對地塊雨水進行了全收集消毒處理排放，針對存在烈性呼吸道傳染病院區(qū)的大型綜合醫(yī)院是否需要進行的雨水處理、處理要求、以及海綿城市建設設計如何實施、地面豎向劃分，均影響本項目管線遷改中雨水管網(wǎng)遷改設計方案。

03  針對設計難點的歸納分析與處理策略

3.1 現(xiàn)狀管線分析及遷改

本次管線遷改經(jīng)多輪與衛(wèi)健局、市重點辦、建設單位、專家溝通會議，明確本次管線遷改需要統(tǒng)籌考慮整個院區(qū)一二三期總體管線規(guī)劃，需具有安全施工和施工面的可行性，不影響或盡可能極小的影響現(xiàn)狀院區(qū)正常運營期間的給排水使用及交通，對于現(xiàn)狀室外實際舊管線摸查復核準確。


為此需建立地塊內(nèi)現(xiàn)狀管線模型，分析現(xiàn)狀管線單體接駁需求，分析管線價值及單體需求的供應，不同施工階段的遷改措施。


根據(jù)現(xiàn)狀院區(qū)的物探資料、一期二期竣工圖紙等資料進行甄別、推敲、現(xiàn)場復核，構建現(xiàn)狀院區(qū)給排水管線模型，分析各個單體的給水接駁口、排水接駁口、消防接駁口，統(tǒng)計受到三期建設影響的接駁口，做好需求供應規(guī)劃。遷改方案的首要原則是將落入三期建設范圍管線快速移除的同時極大限度減少對現(xiàn)狀管線的影響。現(xiàn)狀管線需避開三期地下室邊線外部3.5m的基坑支護范圍，而新建管線則需要同時避開現(xiàn)狀建筑、現(xiàn)狀管線、地下室基坑邊線。因此以物探資料為基礎模型，套用三期工程室外總圖、三期地下室邊線圖紙、三期基坑圖紙，通過三期建設范圍和各棟現(xiàn)狀單體的需求，可快速對現(xiàn)狀管段進行價值分類，通過分析管段的使用價值能快速分析現(xiàn)狀單體的接駁需求及遷改措施，見表1。

表1 管段價值分類

針對A類管段，先設計遷改管段，根據(jù)實際需求確定遷改管段是臨時管道或是永 久管段。B管段需結合用水需求及附近供水管道、三期設計管道來確定供給來源。C類管道是保證正常運營的重要管道，設計階段需明確拆除時段。生活加壓給排水管網(wǎng)按上述方法進行分類的同時，還需結合傳染病區(qū)與非傳染病區(qū)的劃分，生活用水量的負荷計算，重新規(guī)劃滿足不同病區(qū)的供水來源。


針對烈性呼吸道傳染病樓棟的現(xiàn)狀管道，需緊密結合物探資料、竣工圖、現(xiàn)場情況、新建地下室基坑邊線，在設計階段盡可能少地遷改傳染樓現(xiàn)狀管道。如必須對傳染樓現(xiàn)狀管道遷改時，給水管網(wǎng)應盡可能保證從市政引入至加壓水箱及管網(wǎng)均與其他非傳染病區(qū)樓棟獨立管網(wǎng)，杜絕混合污染；雨水管網(wǎng)應遷改匯集至雨水消毒池進行消毒后方可排至院區(qū)管網(wǎng)；污廢水管網(wǎng)應盡量避免遷改預消毒池及化糞池上游的排水管網(wǎng)，預消毒池及化糞池下游的管網(wǎng)可按常規(guī)污廢水匯合至院區(qū)管網(wǎng)。若必須遷改預消毒池及化糞池上游管道，設計階段需盡可能減少遷改管道數(shù)量，壓縮遷改管道距離原管道的距離，力保減少施工工作面。施工階段必須做好施工防控組織，排布施工時序；遷改含傳染性污廢水管道時施工人員須接受職業(yè)防護培訓及考核，確保施工期間正確穿戴防護用品。對于廢除的帶傳染性的排水管道，應報與醫(yī)院采用專業(yè)醫(yī)療廢物處理方式處理（見圖2）。

圖2  傳染病區(qū)管道遷改示意

三期項目將一期呼吸道住院樓、二期感染病住院樓、三期新建裙樓、應急傳染病樓、監(jiān)管住院樓定性為烈性呼吸道傳染病區(qū)，從院區(qū)西側、南側新增市政引入接口成環(huán)供應?，F(xiàn)狀傳染病樓給水管網(wǎng)均遷改采用新增市政環(huán)網(wǎng)供應直供區(qū)及水箱補給。給水加壓管網(wǎng)由三期地下室新建加壓泵房供應。現(xiàn)狀傳染病樓東側雨水管需避開三期建設范圍，遷改為南北排向，匯入傳染病區(qū)雨水管網(wǎng)，排至西南角雨水消毒池。現(xiàn)狀傳染病樓東側廢水管亦需避開三期建設范圍，遷改為南北排向，一期呼吸道住院樓化糞池及預消毒池上游不在三期建設范圍，不作遷改，僅將池體下游管道遷改接駁至修改排向后的南北排向廢水管；二期感染病住院樓的室外化糞池、預消毒池均在三期新建裙樓范圍，為盡可能小地壓縮池體移動距離，遷改至新建傳染病裙樓的東側空地，而后排入遷改的南北排向廢水管，從而減小施工工作面。


3.2  三期管線的排布與建設時序

三期工程的分批次建設帶來的問題，需通過方案對比、結合批次進行施工時間規(guī)劃來解決上述問題。


消防水池及泵房方案比較如下：

（1）方案A：北區(qū)地下室及南區(qū)地下室分別設置消防泵房及水池。通過北區(qū)消防泵房及水池供應北側單體群；通過南區(qū)消防水池及泵房供應現(xiàn)狀傳染病樓及南側單體群。方案A將傳染病區(qū)和非傳染病區(qū)的室內(nèi)消防劃清界限，減少了臨時消防管道對于院區(qū)主干道管線空間的擠壓。


（2）方案B：僅南區(qū)地下室設置消防泵房及水池。通過南側室內(nèi)外消防水池及泵房供應三期新建建筑及現(xiàn)狀傳染病樓、二期擴建醫(yī)技樓、整體院區(qū)室外消防。方案B能減少消防水池及泵房對于車庫面積的擠壓。


經(jīng)過與衛(wèi)健委、市重點辦、建設單位的多次會議探討綜合考慮決定，采用方案B。


通過分析現(xiàn)狀建筑及新建單體的拆除、保障、新建需求，按時間軸先后對管線建設過程分為前中后三大階段，形成不同階段的管線建設模型，可清晰展現(xiàn)施工的過程。


經(jīng)對本工程一期、二期現(xiàn)狀管線的分析、結合三期第一批次、第二批次的建設需求，將建設工程分為三大階段。一階段為建設三期第一批次前，此階段包含的工作如下：院區(qū)整體新污水處理站的建設、院區(qū)環(huán)狀主干道排水管網(wǎng)的建設。二階段為三期第一批次地下室基坑開挖，此階段包含的工作如下：三期一批次地下室基坑范圍內(nèi)的管線拆除及保障、現(xiàn)狀污水處理站的廢除。三階段為三期第一批次建設后，此階段包含的工作如下：對三期供應給水、接駁排水的建筑進行管線接駁。

3.3 管線綜合的交叉分析及綜合處理

由于排水管線采用重力流管道，因此提前對各專業(yè)管線交叉進行分析，確定污水處理站接入口的管道埋深是管線遷改的首要工作。污水站接入口的管道埋深影響因素包括：距離最不利點的起點埋深、現(xiàn)狀排水管網(wǎng)接駁口的埋深、與其他專業(yè)管溝交叉的復雜區(qū)域埋深。


本次三期工程綜合整個院區(qū)的新建污水處理站設置于院區(qū)西側綠化防護帶的地下。最不利點起點埋深約為1.75 m，最遠端距離污水站入口的距離約為1 000 m，當采用5‰的坡度時，坡降為5 m，院區(qū)整體場地平坦，因而5‰的坡度對污水站入口埋深造成極大的埋深。故采用3‰的坡度，坡降為3 m，污水站入口埋深約4.75 m。


通過最不利點初步確定污水站入口埋深后，還需結合現(xiàn)狀單體建筑的排出口埋深，復核排水主管能否接駁沿途的單體建筑排出管。本次三期工程距離最長管段以門診樓東側為起點，經(jīng)北側主干道敷設至東側主干道。結合其他專業(yè)管道分析，利用現(xiàn)狀可滿足埋深及排水量的管道。8#樓南端現(xiàn)狀井的埋深已有2.4 m，結合東側建筑二期婦兒綜合樓、三期監(jiān)管住院樓、三期應急傳染病樓的排出口及其他現(xiàn)狀排水口進行分析，后續(xù)的排水主管均能滿足單體接駁的需求。


再則需要與其他專業(yè)的管線進行疊圖分析交叉處的標高是否發(fā)生沖突，復核的重點在于與管溝交叉的重點區(qū)域（圖3）。上述最不利管段與電氣管溝、電氣管線發(fā)生交叉共16處，電氣進入單體建筑的管線埋深為0.7 m，皆不發(fā)生碰撞。重點復核與現(xiàn)狀市政10 kV高壓電纜的交叉情況，根據(jù)廣州市供電局對于市政高壓的保護距離要求，與市政高壓平行的管道距離大于1.5 m，最不利管道共有2處與市政高壓電纜出現(xiàn)交叉。兩處市政高壓的埋深分別為0.49 m，0.34 m，可保證垂直方向上不發(fā)生碰撞。

圖3  管線交叉示意

3.4 海綿城市方案及雨水排放措施

原院區(qū)一二期工程建設時無海綿城市建設要求。根據(jù)《廣州市建設項目海綿城市建設管控指標分類指引（試行）》，本項目傳染病區(qū)域?qū)儆诨砻忸?，傳染病區(qū)的相關海綿城市設計指標不納入地塊整體指標計算范圍，豁免區(qū)域要保證不出現(xiàn)積水內(nèi)澇，水質(zhì)達標后排放。經(jīng)與本市相關職能部門確認，本項目傳染病區(qū)前15分鐘初雨進行收集并消毒后排放至城市公共雨水管網(wǎng)，前5分鐘降雨量按8~10mm（本項目取10mm），同時結合廣州市水務局文件（穗水〔2011〕214號）文件、海綿城市建設技術指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（住房和城鄉(xiāng)建設部）、廣州市海綿城市規(guī)劃設計導則—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行），第5~15 min降雨量取值15mm。綜上所述，傳染病區(qū)的室外豎向?qū)⑻巶魅静〔^(qū)與非傳染病區(qū)分開，分別獨立匯水收集，傳染病區(qū)雨水通過獨立雨水管網(wǎng)收集，在末端設置雨水消毒池，其有效容積按前15 min對應的匯水量選取。


對于非傳染病區(qū)，根據(jù)廣州市白云區(qū)海綿城市建設專項規(guī)劃要求控制目標：年均雨水徑流控制率不低于72%，對應的設計降雨量27.5mm；年徑流污染削減率56%。而其他海綿設施指標，可按照要素管控類，經(jīng)廣州市海綿城市建設專家論證并報行業(yè)主管部門批準后，適當降低海綿城市建設相關指標要求（見圖4）。

圖4 海綿城市措施示意

04  結語

本項目施工單位已于2021年底正式入場施工，本次室外給排水管線遷改設計方案通過建立現(xiàn)狀管線模型、分析管線價值、排不建設時序、專家論證及多次會議探討，取得了相對合理的設計方案，完成了本項目設計階段水專業(yè)巨大的挑戰(zhàn)。對比常規(guī)新建醫(yī)院的設計，烈性呼吸道傳染病醫(yī)院運營期間改擴建的室外給排水管線遷改設計是一項高度綜合現(xiàn)場情況、建設單位訴求、整體規(guī)劃新舊管線、多專業(yè)管線的復雜系統(tǒng)設計工程。后續(xù)施工配合階段我院將進一步深入的現(xiàn)場實際施工技術配合，以期在工程建設中保障各方需求及施工順利進行，并總結復盤相關項目類型設計策略交流分享。