市政排水管網(wǎng)豎向交叉問(wèn)題解決方案研究

張英杰

（青島市水務(wù)工程建設(shè)和安全服務(wù)中心，山東 青島 266071）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)市政排水管線建設(shè)的要求不斷提高。我國(guó)市政排水管網(wǎng)建設(shè)早期多采用合流制方式進(jìn)行排水，其改造工程主要是針對(duì)雨污分流，工程設(shè)計(jì)及施工難度極大，尤其是排水管網(wǎng)豎向交叉問(wèn)題突出，需采用合理的解決方案。

1 市政排水管網(wǎng)豎向交叉問(wèn)題分析

在市政排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，管網(wǎng)的豎向標(biāo)高具有較強(qiáng)的自主性。針對(duì)市政排水管網(wǎng)的豎向交叉問(wèn)題，通常有2種解決方法：①將下游交叉管的整體標(biāo)高降低；②將上游交叉管的管底標(biāo)高抬高。雖然這2種方法都能有效避免市政排水管網(wǎng)豎向出現(xiàn)交叉的情況，但具體實(shí)施操作的局限性很大，主要表現(xiàn)在以下方面。

1）將排水管網(wǎng)的整體標(biāo)高降低，其管道埋深就必須增大，需增設(shè)排水泵來(lái)控制增大的管道埋深所波及的范圍，因此，施工難度大幅提高，而且耗費(fèi)大量的建設(shè)成本。

2）對(duì)排水管網(wǎng)的改造通常采用分段施工的方式，但上游和下游管道底的標(biāo)高是固定的，且多為新建污水管項(xiàng)目，排水管網(wǎng)改造會(huì)將合流管當(dāng)作雨水管使用，不能對(duì)其豎向位置進(jìn)行調(diào)整，并且管頂覆土壓力也會(huì)帶來(lái)較大的限制。所以，市政管網(wǎng)改造工程采用只對(duì)污水管標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整的方式，施工難度較大、可行性較低，很難妥善解決排水管豎向交叉問(wèn)題。

2 市政排水管網(wǎng)豎向交叉問(wèn)題解決方案對(duì)比

目前在排水設(shè)計(jì)中，有在交叉處設(shè)置倒虹吸井或設(shè)置交匯井2種較為適合的解決方案。

2.1 倒虹吸井方案的優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)污水管穿過(guò)河道或地下構(gòu)筑物等障礙物時(shí)，出現(xiàn)不能按照原高程埋設(shè)徑直通過(guò)的情況，應(yīng)采用設(shè)置倒虹吸井方案來(lái)解決。倒虹吸井有2種形狀，即多折形和凹字形。市政排水管網(wǎng)通過(guò)設(shè)置多折形倒虹吸井能夠?qū)崿F(xiàn)穿越距離較長(zhǎng)和跨度較大的障礙物，設(shè)置凹字形倒虹吸井則在穿越距離較短和跨度較小的障礙物時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。市政排水管網(wǎng)出現(xiàn)豎向交叉問(wèn)題時(shí)，因?yàn)榘甲中蔚购缥容^容易被清通，所以其使用率較高。通常情況下，會(huì)采用放坡開(kāi)挖或者頂管施工的方式在市政排水管網(wǎng)中挖出一條工作管道。在我國(guó)華東地區(qū)，市政排水管網(wǎng)采用倒虹吸井方案解決豎向交叉問(wèn)題非常普遍，有較為成熟的施工工藝，實(shí)際應(yīng)用效果很好。倒虹吸井方案有很廣的應(yīng)用面，能夠穿越處于不同環(huán)境的障礙物，特別是對(duì)于距離較長(zhǎng)和尺寸較大的障礙物有較為明顯的作用。但是倒虹吸井方案施工工藝復(fù)雜，管道極易出現(xiàn)堵塞的情況，后期的管道維護(hù)難度極大。

2.2 交匯井方案的優(yōu)缺點(diǎn)

市政排水管網(wǎng)采用交匯井方案可使雨水管道和污水管道的問(wèn)題得以有效解決，在管道豎向交叉處設(shè)置交匯井，交匯井內(nèi)部可截?cái)嘤晁艿?，使污水管徑直穿過(guò)。當(dāng)市政排水管網(wǎng)通流時(shí)，雨水就會(huì)繞過(guò)污水管的兩側(cè)，污水管的阻水面積可有效彌補(bǔ)交匯井的底部空間，從而有效保障管道的通流能力，滿足實(shí)際需求。在市政排水管網(wǎng)的交叉處設(shè)置交匯井時(shí)，通常會(huì)截?cái)嘤晁?，為污水徑直通過(guò)提供有力保障，從而有效防止污水滲漏。同時(shí)，也可以根據(jù)實(shí)際情況采用截?cái)辔鬯埽瑸橛晁樌暾ㄟ^(guò)提供支持。市政排水管網(wǎng)采用交匯井方案，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，建設(shè)成本相對(duì)較低，后期維護(hù)也比較容易，對(duì)于解決市政排水管網(wǎng)豎向交叉問(wèn)題有較強(qiáng)的適用性。

2.3 交匯井方案與倒虹吸井方案的比選

通過(guò)對(duì)交匯井方案與倒虹吸井方案在實(shí)際工程施工中的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的比較可知，交匯井方案對(duì)解決市政排水管網(wǎng)交叉問(wèn)題的適用性更強(qiáng)，具有建設(shè)成本低和后期維護(hù)管理方便等優(yōu)勢(shì)。但是需要特別注意的是，若污水管道所要跨越的現(xiàn)澆箱涵尺寸較大時(shí)，交匯井的施工難度就會(huì)大幅提升，則應(yīng)采用倒虹吸井方案，以保證施工效率和質(zhì)量。因此，在實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)具體情況確定適合的設(shè)計(jì)方案。

3 組合式交匯井方案的具體應(yīng)用

3.1 工程概況

某市政排水管網(wǎng)改造工程的施工區(qū)域在城市主干道的十字形交叉路口處，地下埋設(shè)有8道雨污排水管道，敷設(shè)時(shí)間跨度較長(zhǎng)且權(quán)屬不同。此段市政排水管網(wǎng)管線豎向交叉問(wèn)題及管道標(biāo)高沖突問(wèn)題比較嚴(yán)重，并且很多地下管線還有程度不同的堵塞及漏水等情況，亟需進(jìn)行管道修復(fù)及管線走向改造。

3.2 組合式交匯井方案的施工設(shè)計(jì)

該項(xiàng)市政排水管網(wǎng)改造工程采用組合式交匯井方案開(kāi)展平面設(shè)計(jì)，將交匯井Ⅰ、交匯井Ⅱ和交匯井Ⅲ分別設(shè)置在主干道交叉路口處，其中，交匯井Ⅱ作為污水匯流井使用，交匯井Ⅰ和交匯井Ⅲ作為雨水匯流井使用。雨水管A與雨水管C的雨水匯流到交匯井Ⅰ處，交匯井Ⅲ連通處在下游直徑2m的雨水管。污水管D和污水管E中的污水會(huì)流入預(yù)埋鋼管，通過(guò)交匯井Ⅰ流向交匯井Ⅱ，并且污水管B的污水會(huì)流入直徑500mm污水管球墨鑄鐵管通過(guò)交匯井Ⅲ流入交匯井Ⅱ，3處污水在交匯井Ⅱ處匯合流向下游。設(shè)置交匯井Ⅰ、交匯井Ⅱ和交匯井Ⅲ使雨污水分別匯流，能夠有效擴(kuò)大匯流的面積，便于后續(xù)管道穿越施工。

3.3 基坑支護(hù)施工作業(yè)

在市政管網(wǎng)改造工程施工中，應(yīng)確保施工期間不對(duì)雨污水的正常排放產(chǎn)生不利影響。因此，在基坑支護(hù)施工前，應(yīng)預(yù)先完成導(dǎo)排作業(yè)，等到原管道封堵好后再進(jìn)行后續(xù)施工。該市政排水管網(wǎng)改造工程的施工區(qū)域處在城市的主干道，車流量很大，所以，應(yīng)將長(zhǎng)度為9m的拉森Ⅳ鋼板樁設(shè)置在管道的空檔處。設(shè)-1.500m的樁頂標(biāo)高，并在施工區(qū)域的圍檁內(nèi)設(shè)置1道或2道H400×400鋼支撐，在其外部設(shè)置旋噴樁止水帷幕和擋土樁進(jìn)行輔助，且在管道下部的空檔處設(shè)置水平擋板焊接拉森Ⅳ鋼板樁，構(gòu)成完整的保護(hù)圈。之后，應(yīng)采用雙管法進(jìn)行旋噴樁施工，使樁與樁之間保持0.4m的距離，并將埋深控制在1.5～2.0m的范圍內(nèi)，并設(shè)置10m有效深度。在基坑的每邊設(shè)置3排或3排以上的旋噴裝置，確保旋噴范圍在路面下的1.5～2.0m范圍內(nèi)。在進(jìn)行基坑開(kāi)挖后，應(yīng)將注漿管預(yù)留在槽底，并在注漿管之間留出0.8m的距離，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是否出現(xiàn)樁頂水平位移或土體側(cè)向變形等情況，為施工的安全性提供有力保障。

3.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)

在交匯井主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)時(shí)，按照鋼筋綁扎施工、立模施工以及混凝土澆筑施工的標(biāo)準(zhǔn)化工序完成好每個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)要求。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)以下2個(gè)步驟加強(qiáng)控制。

1）地基處理 確保交匯井的承載力及平整度能夠達(dá)到施工要求，以免交匯井受力不均勻而出現(xiàn)傾斜的情況。

2）孔口密封處理 在排水管的外壁及混凝土預(yù)留孔間隙處，采用加壓的方式填充適量密閉材料。此外，應(yīng)在其外壁采用抹漿的方式進(jìn)行有效密封，保障其具有良好的密閉性。

3.5 排水管道通水接駁和驗(yàn)證作業(yè)

在交匯井主體結(jié)構(gòu)施工完成后，應(yīng)將交匯井預(yù)留管孔對(duì)接原管道。在完成此環(huán)節(jié)后，應(yīng)對(duì)設(shè)置好的管道進(jìn)行系統(tǒng)檢查，重點(diǎn)檢查管道是否出現(xiàn)破損或者變形的情況。在確認(rèn)沒(méi)有這些問(wèn)題的前提下，將管道間的封堵材料拆除，使交匯井連通原雨污水管道，進(jìn)而使管道之間排水交匯。對(duì)市政排水管網(wǎng)采用組合式交匯井方案的應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證，應(yīng)實(shí)地測(cè)量管道上、下游的水位情況（見(jiàn)表1）。

表1 雨水井和污水井的水面標(biāo)高實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) m

4 結(jié)語(yǔ)

市政排水管網(wǎng)采用組合式交匯井方案可使豎向交叉問(wèn)題得到有效解決，使排水管道的使用性能明顯增強(qiáng)，并且能夠科學(xué)分開(kāi)污水和雨水的排放，保障管道的功能性。在實(shí)際施工中，應(yīng)做到有效結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)施工方案進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，并加強(qiáng)對(duì)施工工藝技術(shù)控制，在保障施工效率的同時(shí)確保施工質(zhì)量，促進(jìn)市政排水管網(wǎng)工程建設(shè)健康發(fā)展。