目前, 随着我国综合管廊试点省和试点城市的确定, 我国综合管廊的建设进入了高速发展期, 从国内第一条现代化综合管廊———上海张杨路综合管廊至《城市综合管廊工程技术规范》 (GB 50838-2015) 的出版^[1], 经过近几十年的实践总结, 我国积累了较丰富的设计和施工经验, 尤其是在电力、电信及压力管道入廊设计和施工方面经验丰富, 然而对于重力流管入廊, 尤其是污水管入廊的工程案例相对较少。根据国家政策要求及综合管廊国家规范, 污水管道应纳入综合管廊内, 但目前各地实施过程中产生一些问题, 例如:纳入管廊污水管检查井的设置问题、污水支线的接入问题等, 将结合实际工程案例, 来重点讨论。

污水管分为重力流和压力流两种: (1) 多数为重力流, 考虑疏通和沼气排放, 设检查井; (2) 压力污水管多设于泵房出水管或过河道及其他情况, 由于流速较高, 堵塞可能性小, 一般考虑在高点设排气阀, 其余可参考给水管道设计^[2]。

由于污水管自身的特点, 我国自建设综合管廊至2016年, 除了深圳大梅沙盐田、杭州城站广场及佳木斯林海路等为数不多的几个综合管廊工程外, 污水管入廊的工程实例鲜有报道。污水管的不同敷设方式比较见表1^[3]。

由表1可见, 污水管是否纳入综合管廊, 应当结合规划道路或现况道路的标高以及相关的其他市政规划一并考虑。在不大幅增加管廊覆土厚度和增设排水泵站深度的前提下, 可考虑将污水管纳入综合管廊, 否则, 应慎重考虑污水管入廊。

在确定污水管入廊的前提下, 综合管廊的断面布置尤为关键, 除了需要考虑污水管在管廊内的安装和检修, 还要支管的接入及管道疏通及与其他共舱管道的协调等因素, 因此综合管廊断面及支管接入方式的设计合理与否尤为重要, 以下通过几个实际工程案例进行分析说明。

该工程位于某市综合实验区中西部, 由南到北纵贯该市综合实验区, 连接三区五组团, 是该市综合实验区“两纵一横”快速路网系统中的重要一纵。本工程道路路线全长6.98km, 建设内容为主车道以外的辅道及慢行系统、市政管线。沿线设置的综合管廊长度约7.00km, 该干线综合管廊, 北接高压电力舱, 南接干线综合管廊, 项目工程总投资约12亿元。

入廊污水管纵坡坡向大体同管廊纵坡一致, 局部略需要调整, 通过廊内污水支墩的相对标高来进行调整。廊内污水主管与廊外污水支管的衔接方式通过设置污水伸顶井实现。入廊管线种类见表2。

管廊断面及污水支线接入形式见图1。

2.2.1 工程概况

该工程位于中原某试点城市东北部区域, 管廊总设计长度为17.1km, 分3个标段, 第一标段总长约5.9km, 建设区域内道路基本均为新建规划道路, 现状两侧用地大部分为农用地及拆迁残留的建筑垃圾, 管廊路由与现况灌溉渠相交。规划道路宽40m, 两侧有30m绿带。该工程污水入廊设置原则, 保障污水以重力流方式进出管廊, 不设置提升泵站为原则。

2.2.2 入廊管线种类 (见表3)

2.2.3 管廊断面及污水支线设计 (见图2)

华中某市新区地下综合管廊及同步建设工程列入该市2016年度重点工程项目, 该新区共划分4个工区, 本工程以道路范围划分为一工区范围, 覆盖了新区内3km²的优先发展区。包括3条道路, 其中主干路2条, 支路1条, 建设3条道路下共约2.73km的综合管廊。设计综合管廊划分为15个防火分区, 每个防火分区均设有进风井、排风井。主管廊段共设置7座进风井、7座排风井、9座吊装口、6个排水泵井、6座地块分支节点、9座路口分支节点、1座人员出入口。是该区内一次性建成的较大规模的综合管廊, 具有较高代表性。

从上述3个实际工程案例可见, 污水入廊时管廊断面的设计必须考虑污水管道的安装疏通及与其他共舱管道的协调等因素, 因此, 污水入廊的设计大体有以下两种思路: (1) 按照建筑室内排水设计思路, 将污水管道视为明装室内排水管道, 支墩或悬吊安装, 支户线接入用管件与干线相接, 接入处设置检查口。此种方式在管道直径较大时管材选择会有限制, 同时未完全满足目前市政部门养护的习惯和要求。 (2) 按室外排水设计思路, 将污水检查井直接设置在综合管廊内, 井筒从管廊顶部穿出, 井盖设置在管廊路面下, 其支户线接入廊内检查井。此种方式在管道直径较小时, 会造成综合管廊内空间的浪费。

污水入廊时管廊的断面及支管的接入方式及优缺点见表5。

通过对以上污水入廊的工程案例的分析讨论, 现根据污水管径分别讨论污水入廊及支线的接入方法。

(1) 管径DN 400~800。可参照建筑室内排水管道的做法, 宜采用支墩方式固定;管廊外侧设置污水检查井, 收集支户线污水;支管接入廊内干线处以及廊内干线一定间距应设置清扫检查口;廊内管道可采用球磨铸铁、PVC-U等管材, 管道之间、管道与检查井之间的连接必须可靠, 宜采用整体性连接;采用柔性连接时, 应有“抗拉脱”稳定设施;支干相接处应处理好沉降问题;廊内污水管道的排气装置, 应将管道内有害气体直接排到管廊外部安全空间, 不得排到管廊内, 见图4。

(2) 管径DN 800~1 400。可参照室内排水管道的做法, 将检查井设置在管廊内, 管道采用支墩方式固定;廊内干线检查井长度可适当加大;廊内管道可采用球磨铸铁、PVC-U、钢塑复合等管材, 管道之间、管道与检查井之间的连接必须可靠, 宜采用整体性连接;采用柔性连接时, 应有“抗拉脱”稳定设施;支干相接处应处理好沉降问题, 见图5。

(3) 管径DN>1 400。建议采用管廊结构本体排水, 综合管廊其他舱可在污水舱上部共沟设置, 并满足结构沉降封处密封要求。应采取有效防腐防渗等措施, 保证污水舱设计使用寿命达到规范要求。污水舱的地面及连通设施, 应有防止下游污水或雨水倒灌至污水舱或其他舱室的措施。污水舱设置的具体要求可按现行国家标准《室外排水设计规范》 (GB 50014-2006, 2016年版) 执行。

污水管是否纳入综合管廊应当结合规划道路或现况道路的标高以及相关的其他市政规划一并考虑。在具备污水管入廊的前提下, 污水管入廊设计还需从以下4个方面考量。

(1) 为便于污水管道入廊, 应结合综合管廊规划布局, 适当调整污水系统规划, 优化污水管网布局, 使污水系统坡度与地势坡度相适应;在保证入廊污水管道最低流速要求的前提下, 可适当加大管径 (1~2级) , 尽量降低管道坡度。

(2) 综合管廊的覆土深度需结合污水管道系统进行适当调整, 管廊覆土深度4~5m较为适宜。

(3) 污水压力输送管可与其他管道共舱设置, 其设置要求按国家标准《城市地下综合管廊工程技术规范》、《室外排水设计规范》。其排气装置应将管道内有害气体直接排到管廊外部安全空间。

(4) 污水管道进入综合管廊内, 综合管廊应按现行国家标准《城市地下综合管廊工程技术规范》的要求, 设置相应的通风、照明、监控等附属设施。利用管廊结构本体排水的污水舱, 在加强结构防腐的前提下, 可视情况酌情考虑设置。