重力污水管納入綜合管廊設(shè)計(jì)技術(shù)探討

■ 廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 黃娟

1.引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，市政管線新建擴(kuò)容成為城市發(fā)展中必不可少的一部分。綜合管廊作為21世紀(jì)新型城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，為給水、排水、通信、燃?xì)?、電力等管道提供了統(tǒng)一的通行空間，為后期的運(yùn)營和維護(hù)提供了極大的便利，從而延長了管線的使用壽命，節(jié)省了寶貴的地下空間，同時(shí)提高了城市的抗災(zāi)能力，正得到越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

2.設(shè)計(jì)思路

以市政道路下部空間綜合利用為核心，圍繞市政公用管線布局，對綜合管廊進(jìn)行合理布局和優(yōu)化配置，逐漸形成與城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)，合理有效利用城市道路下部空間，具有超前性、綜合性、合理性、實(shí)用性的綜合管廊系統(tǒng)。綜合管廊的設(shè)計(jì)需遵循以下指導(dǎo)思想：

（1）市政管線盡量入廊：作為不同類型地下管線的載體，綜合管廊應(yīng)協(xié)調(diào)平衡，并盡可能多地收納管線，以充分發(fā)揮其功能。

（2）斷面尺寸應(yīng)近、遠(yuǎn)期結(jié)合：管廊斷面設(shè)計(jì)不僅要滿足服務(wù)區(qū)域現(xiàn)階段的實(shí)際需要，還要對城市的長遠(yuǎn)發(fā)展進(jìn)行充分考慮，在綜合管廊內(nèi)合理預(yù)留發(fā)展空間，減少或避免對城市道路進(jìn)行重復(fù)開挖[1]。

（3）總體布局現(xiàn)狀與規(guī)劃相結(jié)合：總體布局以城市總體規(guī)劃及包括綜合管廊規(guī)劃為指導(dǎo)，并與城市道路交通、地下鐵路、給水工程、排水工程、電力工程、電信工程、人防工程等相協(xié)調(diào)，從城市全局出發(fā)，結(jié)合城市的發(fā)展、統(tǒng)籌安排，既要滿足城市建設(shè)開發(fā)的現(xiàn)狀，同時(shí)也要考慮遠(yuǎn)期城市空間擴(kuò)展的需求。

（4）合理安排建設(shè)時(shí)序：在對服務(wù)的城鎮(zhèn)、片區(qū)、社區(qū)的實(shí)際需要進(jìn)行充分調(diào)查、了解、研究、掌握的前提下，結(jié)合城市用地開發(fā)、道路建設(shè)和改造建設(shè)規(guī)劃，合理安排管廊建設(shè)的時(shí)序。

3.項(xiàng)目概況

該工程位于珠海，屬于支線管廊，綜合管廊總長約1.8Km。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃，確定納入綜合管廊的市政管線為24回10kV電纜、DN900污水壓力管、DN800污水重力管、DN600給水管、12孔通信光纜、DN250燃?xì)夤堋N400中水管。根據(jù)規(guī)劃，重力污水管需在項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍起點(diǎn)附近引出，進(jìn)入現(xiàn)狀污水提升泵站。

4.綜合管廊分艙及標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)

結(jié)合國內(nèi)外建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，綜合分析項(xiàng)目情況，設(shè)計(jì)綜合管廊主要采用明挖現(xiàn)澆施工，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面采用矩形斷面，這種斷面的優(yōu)點(diǎn)在于施工方便，并且使管廊的內(nèi)部空間得到充分利用。其具體斷面設(shè)置依據(jù)容納的管線種類、數(shù)量、管道安裝凈距以及施工方法進(jìn)行綜合確定。

管廊斷面分艙原則主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）管線分艙基于管線自身敷設(shè)的環(huán)境要求，在滿足管線功能要求的條件下，可根據(jù)規(guī)劃管線數(shù)量、管徑等條件合理同艙[2]；

（2）天然氣管道獨(dú)立艙室敷設(shè)；

（3）電力管線和通信管線可以于同一艙室兼容，但要注意電磁感應(yīng)干擾的問題；

（4）通信管道可與給水、排水同設(shè)一個(gè)艙室。

此設(shè)計(jì)中對污水管是否單獨(dú)成艙進(jìn)行了比選。兩艙方案即燃?xì)鈫为?dú)成艙，綜合艙里敷設(shè)重力污水管、壓力污水管、給水管、中水管、電力管和通信管。兩艙斷面尺寸為9.5m×4.7m。

三艙綜合管廊方案即污水艙（重力污水管道）+綜合艙（給水管道、中水管道、通信管道、電力管道、壓力污水管道）+燃?xì)馀摚ㄈ細(xì)夤艿溃嗝娉叽鐬?0.3m×4.5m。

重力污水管單獨(dú)成艙的方案在國內(nèi)案例較多、施工技術(shù)成熟、對其他管線無影響且檢修方便，該項(xiàng)目中采用三艙管廊方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.綜合管廊縱斷設(shè)計(jì)

綜合管廊縱斷設(shè)計(jì)原則：

（1）覆土深度應(yīng)做到“滿足需要、經(jīng)濟(jì)適用”；

（2）縱斷面應(yīng)與其所在道路的縱斷面保持基本一致；

（3）縱坡變化處應(yīng)滿足各類管線設(shè)計(jì)要求；

（4）縱斷面最小坡度需考慮管廊內(nèi)排水的需要；

（5）當(dāng)綜合管廊與非重力流管道相交時(shí)，非重力流管道應(yīng)避讓綜合管廊；

（6）當(dāng)綜合管廊與重力流管道相交時(shí)，應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定解決方案[3]。

在道路坡度坡向與排水管坡度坡向不一致的情況下，重力污水管的納入會大幅增加管廊的覆土深度，導(dǎo)致管廊造價(jià)增加。這也是目前重力污水管入廊存在爭議的地方。

該項(xiàng)目管廊縱斷受到重力污水管、五處過路雨水箱涵避讓和管廊排水最小坡度以及污水提升泵站前管內(nèi)底標(biāo)高的制約。設(shè)計(jì)前期考慮了在五處規(guī)劃雨水渠箱處采用倒虹的方式通過，保證管廊頂面與渠箱底面至少有0.5m的凈距，此時(shí)管廊內(nèi)重力污水管道需整體下沉，高程低于規(guī)劃高程，需在下游提升泵房進(jìn)行提升，大大增加了管廊的整體埋深，造成造價(jià)大幅增加，而重力污水管的多處倒虹也勢必會為后期的維護(hù)增加負(fù)擔(dān)。

綜合各方面考慮，此次設(shè)計(jì)中做出了一個(gè)創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)：在管廊與雨水渠箱交叉段做特殊處理，將箱涵底板和管廊頂板合建，此段管廊頂板厚度局部減少，標(biāo)準(zhǔn)段跟隨道路起伏保證最小坡度2‰，而重力管全程按照8/10000的坡降，利用重力管支墩的高度變化保證重力污水管與管廊頂和管廊頂?shù)木嚯x，交叉段做法詳見圖1。

圖1 雨水渠箱與管廊交叉處節(jié)點(diǎn)示意

6.污水檢查井的設(shè)計(jì)

重力污水管納入管廊需要特別注意的還包括：污水支管接入以及污水檢查井的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。污水管道在變徑、轉(zhuǎn)彎及每隔一段距離需要做檢查井，方便檢修及清淤，查閱相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合該項(xiàng)目的實(shí)際情況，綜合管廊內(nèi)污水檢查井的設(shè)置方案為：每隔160m設(shè)置伸頂檢查井, 管廊內(nèi)采用襯塑鋼筒，管廊外采用混凝土結(jié)構(gòu)直通地面；井筒與管道以法蘭連接并加設(shè)伸縮節(jié)和固定支墩。清通設(shè)備可以通過伸頂井進(jìn)入管道內(nèi)，該伸頂井亦是支管接入井，污水在接入之前需設(shè)置污水閘槽井。在伸頂井上設(shè)置通氣立管至地面，以改善污水管中有害氣體的積聚。在每隔40米的兩個(gè)檢查井之間設(shè)置正三通法蘭蓋板清掃口，以滿足室外排水規(guī)范對檢查井間距的要求。清掃口在污水管道內(nèi)水位較低時(shí)，在加強(qiáng)廊內(nèi)通風(fēng)的情況下，可以對管道進(jìn)行一些簡單的維護(hù)工作，但主要的維護(hù)工作還需通過伸頂井用機(jī)械進(jìn)行。污水檢查井及污水接入示意圖詳見圖2。

圖2 污水檢查井及污水接入示意

7.結(jié)語

綜合管廊順應(yīng)了城市發(fā)展需求，但是相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和理論還不成熟。在此次設(shè)計(jì)中采用異型管廊的方式來解決避讓重力管的方式在國內(nèi)尚屬首例，而用這種方式也給設(shè)計(jì)過程帶來了很大的難度和工作量：不同于常見設(shè)計(jì)中管廊覆土保持在3.0m左右的情況，此次的設(shè)計(jì)中管廊覆土波動(dòng)比較大，節(jié)點(diǎn)不可按統(tǒng)一的相對標(biāo)高來設(shè)計(jì)；重力污水管在管廊內(nèi)相對位置是變化的，重力管支墩需要另做配合設(shè)計(jì)；管理頂與箱涵底合建，增加了施工難度。本方法是針對縱斷的制約因素太多而進(jìn)行的特殊設(shè)計(jì)，希望可以為綜合管廊設(shè)計(jì)中類似問題提供解決的思路。