1.1 城市供排水廠用地緊缺

隨著城市人口的增加和社會的發(fā)展，人們對生活飲用水的水量和水質要求不斷提高，供水廠面臨改擴建及新建的需求。污水處理廠的建設規(guī)模隨供水規(guī)模一同增加，同時人們對美好生活環(huán)境的向往也促使污水處理廠不斷升級改造，提高尾水水質，改善水環(huán)境，因此污水處理廠同樣面臨著改擴建及新建的需求。供排水廠對建設用地的需求不斷增加。

在土地資源緊缺的城市用地范圍內，為供排水廠提供充足的建設用地，存在一定困難，因此建在城市的供排水廠需要具備用地集約的特質。

1.2  鄰避效應影響周邊發(fā)展

傳統(tǒng)污水處理廠的廠區(qū)環(huán)境較差，生產過程中的噪聲、臭味和有害病菌等會對周邊環(huán)境產生負面影響，進而影響所在地區(qū)的社會和經濟發(fā)展。為緩解鄰避效應，早期的污水處理廠多建在城市的偏遠地區(qū)。隨著城市的發(fā)展和擴大，原有區(qū)域逐漸變?yōu)槿藛T聚集、以辦公居住和商業(yè)為主體的新城區(qū)，這些污水處理廠逐漸被高樓大廈、繁華市區(qū)包圍，其鄰避效應是不容回避的問題，也是政府和居民心中的痛點。天津紀莊子污水處理廠1984年竣工投運，處理規(guī)模為26萬m³/d，是當時全國第一座大型城鎮(zhèn)污水處理廠，廠址當時位于一片農田之間，遠離市區(qū)。隨著城市的發(fā)展，廠區(qū)周邊逐漸變得繁華，在處理廠多次改造之后依然不斷收到關于噪聲和臭氣相關的投訴，同時該用地置換為房地產項目之后可以創(chuàng)造巨大的社會效益和經濟價值，最終該廠于2014年遷建。

在土地資源緊缺的城市用地范圍內，污水處理廠需要具備環(huán)境友好、社區(qū)友好的特質，才能與城市長期共存發(fā)展。

1.3  因地制宜建設地下水廠

提高城市土地利用率、實現(xiàn)城市的集約化立體開發(fā)成為解決城市用地緊張的重要途徑。結合水廠所在區(qū)域城市規(guī)劃、地區(qū)更新和建設需求，滿足污水處理、再生水回用、城市高質量發(fā)展等一系列要求，因地制宜建設地下供排水廠成為一種較好的技術選擇。地下供排水廠是將傳統(tǒng)地上供排水廠平鋪式的布置方式改為豎向疊合式，并布置于地面下，一方面節(jié)省占地，有利于地上空間與周邊用地協(xié)調銜接和開發(fā)，實現(xiàn)土地資源的集約化利用，另一方面將敏感設施消隱在地面下，可明顯緩解鄰避效應。對于地下供排水廠的地上空間，在規(guī)劃允許的前提下可進行開發(fā)，滿足城市發(fā)展和更新的其它空間需求，惠及周邊，使整個地塊以一種更加環(huán)境友好的方式存在于城市中，變痛點為亮點，符合社會可持續(xù)發(fā)展的理念。

國內現(xiàn)況的地下供排水廠多數(shù)是受到用地限制或者周邊現(xiàn)況環(huán)境影響，建在地下有利于地面空間的綜合開發(fā)和利用，提升城市品質和土地效能；個別是受到地形、地勢影響，建在地下的經濟性優(yōu)于地上。一般情況根據(jù)操作層高程與地面高程的相對關系區(qū)分建設形式，其中處理區(qū)和操作層均位于室外地坪以下，且操作層的上方有一定厚度覆土，稱為全地下的建設形式；處理區(qū)位于室外地坪下，操作層高程高于室外地坪，操作層上方有一定厚度覆土，稱為半地下的建設形式。

1.3.1 北京槐房再生水廠

為緩解北京南城污水處理壓力，改善地區(qū)水環(huán)境質量，槐房再生水廠的建設需求非常迫切。再生水廠處理規(guī)模為60萬m³/d，出水水質執(zhí)行北京地方標準《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》（DB 11/890—2012）B標準，并對污泥進行減量化、無害化和資源化處理。

在方案初期，擬采用地上廠的建設模式。由于再生水廠規(guī)模大，且污水和污泥的處理標準高，需要較大的占地面積，導致在征地拆遷過程中遇到較多困難，加之市民反對等因素影響，再生水廠幾易廠址，最終選址確定在槐房，用地依舊緊張，無法滿足地上污水處理廠的布置需求。該廠址范圍是北京西南楔形通風綠地的一部分，周邊也為現(xiàn)況城市公園綠地。廠址緊鄰小龍河的發(fā)源地，18世紀30年代為“一畝泉”的濕地景觀。綜合考慮用地條件、規(guī)劃用地性質、周邊環(huán)境特點以及用地歷史風貌，最終確定將槐房再生水廠絕大部分水區(qū)構筑物緊湊布置于地下，在地下空間的上部建設濕地公園，還原水廠用地范圍“一畝泉”的歷史風貌，同時與周邊環(huán)境做到完美融合，具有很好的社會和環(huán)境效益。

圖1 槐房再生水廠鳥瞰

1.3.2 南寧沙江河水質凈化廠

沙江河水質凈化廠近期建設規(guī)模為5萬m³/d，遠期建設規(guī)模為10萬m³/d，選址位于規(guī)劃沙江路、規(guī)劃物流大道跨沙江河橋，以及沙江河所圍成的地塊內。

地塊周邊的規(guī)劃道路與沙江河河岸高程差接近7m。如果建設常規(guī)的地上污水處理廠，廠區(qū)豎向高程依據(jù)河岸高程及河道水位等綜合確定，廠區(qū)地坪將與周邊道路有較大高差。雖然廠區(qū)與道路的高差可通過高擋墻來解決，但投資高、景觀效果較差，河岸、污水處理廠和道路被污水處理廠分割為較為獨立的三部分，環(huán)境融合度較差。如果污水處理廠地坪與周圍道路順接且能對外開放，則城市居民的活動范圍可以延伸至河岸周邊。將廠區(qū)地面打造為休閑娛樂的生態(tài)公園，同時地面建筑風格與河岸景觀相互交融，污水處理設施消隱在腳下，能夠明顯提高污水處理廠的環(huán)境友好性，提高整個區(qū)域的景觀效果。由于充分利用了道路和河岸的地形高差，相對于建在地上的方案，這種挖填結合的地下污水處理廠方案還可減少工程的挖填方量，有利于項目自身的土方平衡，較大幅度節(jié)省工程投資。綜合考慮地塊特點、投資及運行成本，最終確定建設成為半地下污水處理廠。

2.1 國內外地下供水廠

2.1.1 國外

國外地下供水廠的工程案例主要集中在北美和歐洲等發(fā)達國家，總體而言地下供水廠發(fā)展較為平穩(wěn)，數(shù)量遠不及地下污水處理廠。

2.1.2 國內

作為城市生命線系統(tǒng)的重要組成部分，城市供水系統(tǒng)規(guī)劃、設計以及建設首先應保障安全，在供水廠選址時更多考慮的是避免周邊環(huán)境對供水廠安全產生影響，且供水廠對周邊社會的生產和生活影響相對較小，基于防洪、供電等安全性、合理性，綜合考慮工程投資和運行費用，目前城市供水廠主要采用地上建設的方式。隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進，城市建設用地、韌性、景觀生態(tài)等多種因素共同推動城市基礎設施建設向地下空間發(fā)展，地下供水廠的建設需求也逐漸顯現(xiàn)。

�？诮瓥|新區(qū)高品質飲用水項目作為全國首座地下供水廠，總規(guī)模60萬m³/d，近期設備安裝規(guī)模為20萬m³/d，2020年6月開工，目前處于建設過程中。鑒于廠址東臨�？诿捞m國際機場，西臨南渡江，地理位置優(yōu)越，商業(yè)價值大，同時處在臺風的影響范圍內，因此借鑒地下污水處理廠的建設經驗，將供水廠建在地下，地面綜合開發(fā)。

2.2 國內外地下污水處理廠

2.2.1 國外

歐洲、美國、日本和韓國等發(fā)達國家或地區(qū)，建設地下污水處理廠起步較早，目前已經趨于穩(wěn)定。建設地下污水處理廠，多因為選址位于城中心或者對風貌景觀有較高要求的地區(qū)，建在地上會對于周邊環(huán)境產生負面影響；也有部分污水處理廠是因為排水管網(wǎng)的系統(tǒng)設計問題，建在地下的整體經濟性更優(yōu)。國外地下污水處理廠的建設充分考慮了社會影響和經濟因素，適用于特定的選址條件和排水系統(tǒng)。位于城中心的地下污水處理廠，地面空間多開發(fā)為公園或者運動場；位于山洞或者沿海景區(qū)的地下污水處理廠，地面空間多維持現(xiàn)況的景觀特色。

2.2.2 國內

我國地下污水處理廠起步相對較晚，近些年發(fā)展迅速。香港赤柱污水處理廠于1995年投運，臺北內湖污水處理廠于2002年投運。內地和大陸最早投運的地下污水處理廠為北京的天堂河污水處理一期工程，于2009年投運，深圳、青島、廣州、昆明等地的地下污水處理廠在2010年之后相繼投產運行。近些年，地下污水處理廠在國內各大城市明顯呈現(xiàn)增多的趨勢，“十三五”期間更是呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，建設數(shù)量和總體規(guī)模在世界范圍處于領先地位。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內地下污水處理廠的建設情況如下：

建設形式：全地下污水處理廠居多。

地面開發(fā)形式：多數(shù)開發(fā)為景觀花園和運動公園，成為城市的公共空間，個別建設成盈利性質的商業(yè)綜合體或停車場。

污水處理工藝：早期多采用MBR工藝，后期較多采用改良AAO工藝。

出水標準：多執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準》（GB 18918—2002）一級A、《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）準Ⅳ類、甚至更為嚴格的地方水質標準，滿足大部分再生水回用的水質需求。

污泥處理處置：污泥處理多采用濃縮脫水工藝，脫水后外運處置。

2.3 地下供排水廠的特點

2.3.1 節(jié)省水廠用地

地下供排水廠用地集約，在占地面積不能解決平鋪式的布置需求時，可充分利用地下空間，豎向上多次疊合，在技術經濟合理的情況下解決所有建構筑物的空間需求，因此地下供排水廠相對于傳統(tǒng)的地上供排水廠，可節(jié)約用地，釋放土地資源，減小征地拆遷的難度。

2.3.2 緩解鄰避效應

地下供排水廠在噪聲和臭味的控制上明顯優(yōu)于地上供排水廠，大量的建構筑物消隱于地下，更有利于消除人們在心理上的排斥感，緩解鄰避效應。

地下供排水廠在地面上可提供較為連續(xù)且平整的用地，用來彌補城市功能的缺失，例如增加城市的綠化節(jié)點，或提供公共開敞空間，滿足人們對美好生活的需求，改善城市生態(tài)環(huán)境。

2.3.3 優(yōu)化系統(tǒng)布局

供排水廠就近建設于服務片區(qū)，有利于系統(tǒng)優(yōu)化。對于經濟相對發(fā)達且用地緊張的城市，建設地下供排水廠更有利于項目的落地實施。

供水廠就近建設于服務片區(qū)，不僅節(jié)省供水管網(wǎng)投資，還有利于保證管網(wǎng)、尤其是管網(wǎng)末稍的供水水質，提高供水安全性。供水管線的縮短有利于消毒劑投加量的削減，從而減少消毒副產物的生成，提高水質安全性，降低運行成本。

近些年，人們對污水處理廠的認知逐漸發(fā)生變化，污水處理廠正在轉變?yōu)橘Y源廠，為城市提供水、熱等資源。污水處理廠就近建設于服務片區(qū)，有利于減少污水干線和再生水管網(wǎng)的工程量，便于污水的處理和資源化利用。2021年，國家發(fā)展改革委聯(lián)合多部委印發(fā)了《關于推進污水資源化利用的指導意見》，提出應以現(xiàn)有污水處理廠為基礎，合理布局再生水利用基礎設施。實施過程中，常通過污水處理廠的提標改造，將污水處理成再生水，通過再生水管網(wǎng)將高品質出水用于城市的河道補水、工業(yè)用水和雜用水等。目前我國污水的資源化利用率較低，很大程度與污水處理廠建在郊區(qū)，配套的再生水管網(wǎng)尚未建設有關。2022年3月，住房和城鄉(xiāng)建設部和生態(tài)環(huán)境部等發(fā)布的《深入打好城市黑臭水體治理攻堅戰(zhàn)實施方案》提出，結合城市組團式發(fā)展，采用分布與集中相結合的方式，加快補齊污水處理設施缺口。對于經濟相對發(fā)達且用地緊張的城市，地下污水處理廠將有利于分布式污水處理的推進。

2.3.4 建設運行成本高

地下供排水廠的建設成本高于地上供排水廠。地下供排水廠的建構筑物埋深和基坑深度大于地上供排水廠，導致在基坑支護、結構抗浮和結構厚度等方面的成本明顯增加。地下空間存在采光差、環(huán)境密閉和濕熱的問題，對于各種設備和建筑結構材料的性能要求高，對照明、通風、消防等系統(tǒng)的配置要求高，建設成本高。除此之外，污水處理廠的地下空間還存在有毒和腐蝕性氣體容易聚集的特點，對除臭和通風系統(tǒng)有著更高的配置要求，建設成本隨之增加。

地下供排水廠的運行成本高于地上供排水廠。地下空間較為密閉，自然采光和自然通風的效果差，為確保巡檢人員的安全，地下供排水廠對照明和通風除臭的要求較高，從而導致相關設備的運行電耗高，這是地下供排水廠的運行成本高于地上供排水廠的主要原因。

2.3.5 風險防控任務重

除了地上供排水廠存在的所有風險防控任務之外，地下供排水廠一方面還需重視超過設計標準的洪澇災害以及自身運行故障導致被淹的風險問題，另一方面要重視地下空間巡檢人員的人身安全風險防控問題。地下供排水廠對設計和運維都提出了較高的風險防控要求。

2.4 標準體系的發(fā)展

隨著地下污水處理廠在國內的發(fā)展，近幾年相關的指南和導則等陸續(xù)頒布，標準體系日趨完善。

《城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)地技術導則》（T/CECS 511—2018，以下簡稱《導則》）由中國工程建設標準化協(xié)會發(fā)布，2018年6月1日起正式實施。《導則》明確了污水處理廠節(jié)地的關鍵因子，提出構（建）筑物之間疊加、構（建）筑與綠化疊加等形式的豎向強化節(jié)地技術，減少污水處理廠的用地，為污水處理廠進入地下進行了鋪墊。

《地下式城鎮(zhèn)污水處理廠工程技術指南》（T/CAEPI 23—2019，以下簡稱《指南》）由中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會發(fā)布，2020年1月起正式實施�！吨改稀芬�(guī)定了地下式城鎮(zhèn)污水處理廠設計、建設及運行維護等方面的技術要求，填補了我國在該領域的標準空白。《指南》提出，位于用地緊張地區(qū)、人口稠密地區(qū)或環(huán)境敏感區(qū)等的建設項目，宜選擇建設地下式污水處理廠。地面層的設計建設應統(tǒng)籌兼顧地下廠區(qū)，與生態(tài)綜合體有機結合，可進行景觀生態(tài)、公共服務、能源回收等多種模式的綜合利用。

《城鎮(zhèn)地下式污水處理廠技術規(guī)程》（T/CECS 729—2020，以下簡稱《規(guī)程》）由中國工程建設標準化協(xié)會發(fā)布，2021年1月1日起正式實施�！兑�(guī)程》以工程設計為主，著重解決地下污水處理廠工藝、建筑、結構、暖通、除臭、電氣、自控等多專業(yè)技術難題，并對施工驗收和運營維護提出了相應要求�！兑�(guī)程》提出，地下式污水處理廠建設形式應根據(jù)地塊開發(fā)要求、地面使用功能、經濟能力、水文及工程地質條件、排水管網(wǎng)進水高程和排放水位等統(tǒng)籌規(guī)劃，宜采用半地下式污水處理廠設計。

《室外排水設計標準》（GB 50014—2021）要求，當污水處理廠位于用地非常緊張、環(huán)境要求高的地區(qū)，可采用地下或半地下污水處理廠的建設方式，但應進行充分的必要性和可行性論證。

各地方也在開展針對地域特點的地方標準編制工作，例如浙江省住建廳于2020年6月發(fā)布了《地埋式城鎮(zhèn)污水處理廠建設技術導則（試行）》，用于指導浙江省地埋式城鎮(zhèn)污水處理廠的設計、施工和工程驗收；北京市2021年發(fā)布了地方標準《地下再生水廠運行及安全管理規(guī)范》（DB11/T 1818—2021），規(guī)定了地下再生水廠運行、安全以及應急管理要求；目前北京市地方標準《地下式污水處理廠技術規(guī)程》正在編制中。

3.1 集約化綜合節(jié)地技術

地下供排水廠適用于占地受限的項目，且地下空間的土建費用高，因此應采用集約化的總體布置、節(jié)約占地的處理工藝和高度集成的裝備，有利于減少平面占地和地下箱體的空間，從而節(jié)約土地資源和建設運行成本。

綜合考慮工藝流程、構筑物埋深、設備設施管理的便利性，充分利用地形，將相鄰工藝流程、相近埋深、有共同除臭需求或集中用電負荷的處理構筑物組團布置，是壓縮建構筑物間距的重要途徑。處理構筑物采用矩形，有利于組團布置的實現(xiàn)。在各系列處理構筑物之間設置綜合管廊，也可明顯壓縮構筑物的間距。

在技術和規(guī)劃允許的基礎上，將地下供排水廠的地面空間進行開發(fā)利用，在同一地塊滿足區(qū)域發(fā)展的多層面需求，實現(xiàn)土地的集約化利用。

3.2 風險防控技術

3.2.1 防澇及防淹技術

為避免洪澇災害對地下供排水廠的運行產生影響，應結合城市總體規(guī)劃和防洪排澇規(guī)劃，采取嚴于所在區(qū)域的防洪標準，合理確定地下供排水廠的位置、地下空間的進出口、外部地面控制高程等，并建立應對超出設計標準的洪澇災害發(fā)生時的應急管理預案和保障措施，保證地下供排水廠在極端氣象條件下不被淹，基本功能不喪失，不出現(xiàn)重大財產損失，避免人員傷亡。

為避免系統(tǒng)運行故障導致地下空間被淹，應根據(jù)工藝流程、設備型式以及地下空間布置的特點，針對防淹的重點關注區(qū)域設置限流設施、溢流裝置、閘門、速閉閘門、排澇泵房等多級屏障，并建立事故應急預案，確保生命和財產安全。

3.2.2 防火及防災技術

在進行地上地下空間布局時，需要將火災危險性高、存在易燃易爆品等的建構筑物布置在地面上，例如液氧儲罐、臭氧制備間、臭氧接觸池、污泥消化池、甲醇加藥間等。地下空間布置火災危險性低的建筑物和水處理單元。地下空間的防火分區(qū)可結合具體的布置方式確定，重點區(qū)域重點設防。

當?shù)厣峡臻g設置公共開放區(qū)域時，應注意設置緩沖帶，有效隔離生產與外界活動，避免游人誤入生產區(qū)，確保生產的有序進行和游人的人身安全。

3.2.3 通風及除臭技術

由于地下空間較為濕熱，為保障巡檢人員的人身安全和機械設備的正常運行，應確保地下空間的環(huán)境質量，做好通風。在正常運行情況下，采用自然通風和機械通風協(xié)同運行，事故應急情況下采用機械送排風。一方面盡量采用自然通風，另一方面應采用機械送風和機械排風的全面通風方式彌補自然通風的不足。

由于地下污水處理廠還存在臭氣和有毒有害氣體的控制問題，在通風的基礎上，還應做好散發(fā)臭氣和有毒有害氣體設施的密封和除臭工作。除臭系統(tǒng)可與通風系統(tǒng)協(xié)同運轉，降低通風系統(tǒng)的工作強度。

3.2.4 監(jiān)控及巡檢技術

為有效控制安全風險，地下空間需要配備完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和有毒有害氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)等，并建立相關的聯(lián)動響應機制，避免安全事故的發(fā)生。確保在事故發(fā)生的第一時間可采取應急措施，有效控制和減輕事故造成的危害。

可運用地下空間定位系統(tǒng)結合智能門禁，防止游人誤入。實時監(jiān)控進出廠內重要區(qū)域的人員情況及在地下空間的具體位置，確保人身安全。

為從根本上降低巡檢人員的安全風險，應盡量減少人員進入地下空間，提高供排水廠的自動化和智能化程度，采用機器人巡檢代替人工巡檢。

3.3 施工建造技術

工程地質條件和工程環(huán)境限制是地下供排水廠施工建造方式的主要影響因素。深基坑、復雜地層、高地下水位、周圍既有工程保護、軟弱地基等特殊工程條件，使得每一個工程的施工都有其獨特的施工工法組合和精細組織。

3.3.1 基坑支護

地下供排水廠的布局可分為集合式和隧道式。在用地緊張的平原地區(qū)，通常采用集合式地下空間結構，各種處理構筑物采取大體積箱體的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構形式。在用地相對寬松的山地地區(qū)，可采用隧道式地下空間結構，充分利用巖土結構特性，將處理構筑物布置于隧道空間。

地下供排水廠基礎埋深大，半地下的基礎埋深大約在地面下10~15m，全地下的基礎埋深大約在地面下15~20m，明挖施工的基坑支護工程為超危大工程，對施工提出了更嚴格的要求。

集合式地下供排水廠平面尺寸較大，最小邊長從數(shù)十米到數(shù)百米。豎向布置一般由構筑物管廊層和操作層組成，構筑物管廊層層高根據(jù)工藝需求確定，一般為6~9m，操作層層高一般為5~6m。操作層屋頂覆土厚度一般為0.5~3m，常見覆土厚度為1.5m，可滿足絕大多數(shù)綠植的種植要求。施工建造一般采用明挖施工，由于基坑平面尺寸大，豎向層高較大且結構內部墻板構件多，空間關系復雜，缺乏設置支撐及施工換撐的條件，導致內撐支護方案造價高、施工周期長，目前多采用無支撐支護型式，如樁錨支護、雙排樁支護、分級支護等。

現(xiàn)有沉井施工技術的平面尺寸可達到50~70m，可滿足小型供排水廠的空間需求，因此小型供排水廠采用沉井施工方案，相較傳統(tǒng)基坑支護方案可顯著降低工程投資。

3.3.2 箱體抗浮

由于地下供排水廠地下箱體的體積大，自重輕，多數(shù)工程都需要解決抗浮問題。傳統(tǒng)設計多采用自重加配重、抗浮樁、抗浮錨桿等工程措施，對工程投資影響較大。

由于地下供排水廠在構筑物正常滿水運行條件下基本能夠滿足結構抗浮需求，且構筑物全部空池與地下水位達到抗浮水位工況同時出現(xiàn)的概率較低，因此可以通過運營管理措施緩解抗浮問題，減少抗浮工程措施的投資，例如在地下水位較高時且運行過程需要構筑物放空時，可通過主動降低地下水水位的方式，保證結構的抗浮穩(wěn)定。運營管理的抗浮措施對人工管理的依賴性強，會增加水廠運營的工作量和安全風險，因此該管理措施的推廣，需要在建造中加入自動化水位監(jiān)測管理系統(tǒng)，提高運行的可靠性，從而降低工程建設中的抗浮工程措施費。

3.3.3 結構防腐

由于地下空間較為濕熱，存在臭氣、有毒有害和腐蝕性氣體，外加腐蝕性化學藥劑的使用，導致結構被腐蝕的概率明顯增加。

由于結構構件的維護檢修較為困難，因此建設過程中對結構的耐久性、抗?jié)B、防水性能等提出了更高的技術要求。高性能混凝土、新型防腐、防水材料，在地下供排水廠的應用逐漸增多。

3.3.4 預制裝配

預制裝配式結構對于縮短建造工期、提高工程質量、促進標準化、綠色建造技術的發(fā)展有重要意義。

受限于地下結構的復雜性，現(xiàn)況地下供排水廠主體結構采用預制裝配式結構存在較大的技術難度，且經濟性較差，但內部的操作層平臺板、屋面板、構筑物管廊內部導流墻、隔墻等采用預制裝配式結構具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4.1 政策驅動推廣應用

在經濟相對發(fā)達且用地緊張的城市，因地制宜建設地下供排水廠，在提升城市供排水設施水平的同時，有效緩解面臨的困難和不足，具有較好的應用前景。

近些年建設的地下污水處理廠，發(fā)揮的社會效益和環(huán)境效益逐漸被社會各界認可和接受，在一些地區(qū)已經成為地方政府大力推薦的建設模式。

2017年，廣州市出臺了《廣州市水務局關于市政污水處理廠建設模式及出水標準的通知》，要求中心城區(qū)內新建、改建的市政污水處理廠原則上采用地埋生態(tài)型污水處理廠的建設模式，其余區(qū)域參照執(zhí)行。

2020年5月，浙江省住房和城鄉(xiāng)建設廳發(fā)布了《關于進一步加強城鎮(zhèn)污水處理設施建設管理工作的指導意見》，提出經濟發(fā)達、用地緊張的市縣，2020年6月30日之后立項建設的5萬m³/d（含）以上規(guī)模的城市污水處理廠原則上要采取地埋式建設模式；鼓勵其他市縣和建制鎮(zhèn)，新規(guī)劃選址建設的污水處理設施應采用地埋式建設方式。

2021年7月北京市規(guī)劃和自然資源委員會發(fā)布的《北京市重要市政場站城市設計導則》提到，市政場站應盡可能采用地下化、半地下化方式，減小鄰避效應。2022年4月北京市規(guī)劃和自然資源委員會在介紹“十四五”時期工作安排時提出，對于重要的市政場站，在安全友好方面要減少環(huán)境影響，增加人文關懷。

4.2 半地下式更具前景

現(xiàn)況的地下供排水廠以全地下的建設形式為主，原因是地面較為平整，便于景觀的打造。半地下供排水廠，通過工藝平面設計和豎向設計的統(tǒng)籌考慮，結合地面上景觀微地形的利用，采用挖填結合方式，同樣能夠獲得很好的景觀效果。同時微地形可增加地塊的趣味性，更容易打造出令人印象深刻的場景。，例如在高度變化較為明顯的區(qū)域，可開發(fā)為小型的滑雪場。

相對于全地下供排水廠，半地下供排水廠的基坑開挖深度小，且更容易實現(xiàn)自然通風和自然采光，操作環(huán)境相對較好，在土建投資、低碳運行以及風險防控方面都有明顯優(yōu)勢，因此半地下供排水廠有望成為未來的主要建設形式。

圖2 東莞市松山湖水廠（半地下）方案效果

4.3 地面開發(fā)更加多樣

作為重要的市政基礎設施，地下供排水廠應做到環(huán)境友好，惠及周邊，才能更好融入社區(qū)環(huán)境。在技術和規(guī)劃允許的前提下，建議地下供排水廠的地面開發(fā)，優(yōu)先考慮彌補周邊城市功能的缺失，例如運動場、停車場、小型物流基地等，將地塊打造成一個充滿活力的城市服務綜合體。

2020年生態(tài)環(huán)境部等三部門聯(lián)合印發(fā)的《關于推薦生態(tài)環(huán)境導向的開發(fā)模式試點項目的通知》中提到，可推動公益性較強、收益性差的生態(tài)環(huán)境治理項目與收益較好的關聯(lián)產業(yè)有效融合，統(tǒng)籌推進，一體化實施。該政策為地下供排水廠的地上空間開發(fā)提供了新的指引，為投資受限的項目提供了新的實施路徑。

《住房和城鄉(xiāng)建設部關于加強城市地下市政基礎設施建設的指導意見》（建城［2020］111號）提出，應將城市作為有機生命體，加強城市地下空間利用和市政基礎設施建設的統(tǒng)籌，實現(xiàn)地下設施與地面設施協(xié)同建設。各地要根據(jù)地下空間實際狀況和城市未來發(fā)展需要，立足于城市地下市政基礎設施高效安全運行和空間集約利用，合理部署各類設施的空間和規(guī)模。

從規(guī)劃用地性質來看，供排水廠的用地屬于公用設施用地，對于其地上空間的協(xié)同建設形式，目前在政策和規(guī)劃層面有待進一步研究和明確。地面開發(fā)應充分研究相關規(guī)劃、標準規(guī)范的要求，保證地上地下空間協(xié)同建設合法合規(guī)，并能與周邊地上地下的設施順暢銜接。

4.4 踐行低碳運行理念

2020年9月，中國首次在國際社會上提出，“將采取更加有力的政策和措施，力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。相對于地上供排水廠，地下供排水廠實現(xiàn)“碳中和”和“碳減排”的難度更大。

4.4.1 污水處理采用低碳工藝

根據(jù)對國內現(xiàn)況地下污水處理廠的不完全統(tǒng)計，地下污水處理廠在建設初期，基于節(jié)省占地、減少土建投資的出發(fā)點，污水處理多采用MBR工藝。由于MBR工藝能耗較高，且應用于地下時，吊裝檢修的工作量大，因此近些年采用該工藝的污水處理廠逐漸減少，采用改良AAO工藝的污水處理廠明顯增多。節(jié)省占地不再是影響地下污水處理廠工藝選擇的決定性因素，出水水質、工程用地、土建投資、能源消耗、運行維護等成為工藝選擇時綜合考慮的重要因素。改良AAO工藝具有明顯的綜合優(yōu)勢，尤其在低碳運行方面的優(yōu)勢較大，在地下污水處理廠有著較好的應用前景。近些年隨著好氧顆粒污泥技術的逐漸成熟，未來也有望在地下污水處理廠推廣應用。

對于采用MBR工藝的地下污水處理廠，可以通過改造膜擦洗方式、采用新的膜材料、強化預處理、精確加藥等多種方式，降低運行過程中的碳排放。

4.4.2 污泥處理注重能源回收

現(xiàn)況地下污水處理廠的污泥處理處置與地上污水處理廠沒有明顯區(qū)別，多為濃縮脫水后外運。在采用污泥厭氧發(fā)酵工藝時，地下污水處理廠會將相關的建構筑物布置在地面上�！�“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕827號）中提出，鼓勵采用熱水解、厭氧消化、好氧發(fā)酵、干化等方式進行無害化處理。土地資源緊缺的大中型城市推廣采用“生物質利用+焚燒”“干化+土地利用”等模式。

由于地下污水處理廠的運行能耗高，因此污泥處理更應注重能源回收，例如采用污泥厭氧消化并進行熱電聯(lián)產，助力污水處理廠實現(xiàn)低碳運行的目標。鑒于地下污水處理廠主要會建設在經濟相對發(fā)達且用地緊張的城市，因此污泥的處理工藝在考慮資源化利用的同時，應考慮厭氧消化等設施可能產生的鄰避效應。產泥量較小的污水處理廠，可考慮將污泥輸送至區(qū)域的集中處理處置點；產泥量較大的污水處理廠，可通過平面布局和景觀協(xié)同處理，實現(xiàn)厭氧消化等敏感設施的消隱，減少對周邊的影響。

4.4.3 強化自然采光自然通風

地下供排水廠的運行能耗比地上供排水廠高，主要原因在于照明和通風設施的電耗更高，采用更為節(jié)能的照明和通風系統(tǒng)是地下供排水廠研發(fā)的重點方向。

應為自然采光創(chuàng)造良好的條件，更多采用光導照明、透明的玻璃蓋板等，將自然光引入地下空間，減少人工照明的電耗。應為自然通風創(chuàng)造良好的條件，在此基礎上采用機械送風和機械排風的全面通風方式彌補自然通風的不足。在采用半地下的建設模式時，將箱體的部分側墻改為開敞式，可明顯改善半地下空間的自然采光和自然通風效果，踐行低碳運行。敞開的側墻可通過格柵或樹木等元素進行適當?shù)恼趽�，避免對景觀效果產生較大的影響。

在經濟相對發(fā)達且用地緊張的城市，應因地制宜建設地下供排水廠。

我國地下供排水廠的數(shù)量已初具規(guī)模，建設形式、地面開發(fā)和處理工藝等也進行了較多嘗試，但是在政策法規(guī)、工程技術和管理運營等方面，還處在摸索探討階段。地下供排水廠地上空間的開發(fā)形式、與外部地上地下設施的銜接、安全風險防控技術應作為政策法規(guī)、規(guī)劃指引和技術規(guī)范體系的研究重點。在確保安全和滿足工藝需求的前提下，探索地面空間的協(xié)同建設與優(yōu)化利用、降低工程造價、降低運行費用和碳減排措施，是今后工程技術發(fā)展的努力方向。

微信對原文有修改。原文標題：城市地下供排水廠現(xiàn)況與發(fā)展趨勢探討；作者：張韻、馮碩、王洋、譚勇慶、宋奇叵、宋文波、李振川；作者單位：北京市市政工程設計研究總院有限公司。刊登在《給水排水》2023年第3期。