综合管廊排水管渠入廊技术措施研究

作者:樊亮亮
单位:长沙市规划设计院有限责任公司
摘要:通过分析排水管渠入廊的优势及难点, 总结了综合管廊排水管渠入廊的多种形式及其优缺点。同时根据排水管渠的清淤检修、检查井设置间距、通风、防臭、防漏等要求, 提出了排水管渠入廊后的配套技术措施。
关键词:排水管渠入廊 单独成舱 附属设施 清淤检修
作者简介:作者简介: 樊亮亮, 通讯处:410007长沙市曙光中路181号长沙市规划设计院有限责任公司电话:13786122020E-mail:7128359@qq.com;

 

   在城市规划建设管廊的区域, 综合管廊的入廊管线遵循应进皆进的原则, 排水管渠也是道路上的管线, 但一般为自流管道, 有埋设坡度、深度、运维等的特殊要求, 故应根据地形坡度、管线路由等实际情况, 因地制宜, 科学合理安排排水管渠入廊。同时, 可考虑排水防涝设施和地下管廊建设相结合建设。随着地下综合管廊的建设工作在国内全面推广, 越来越多的城市开始重视排水管渠入廊需求。

1 排水管渠入廊优势

   (1) 传统排水管网一般以管道或箱涵的形式直埋敷设, 后期对既有污水管网提标扩容改造时只能通过另外增加一套管网来处理, 而排水入廊以后, 可以在廊内进行扩容改造。

   (2) 雨水渠道本体入廊可有效结合城市排水防涝、海绵城市建设等设施一并考虑, 充分利用排水本体与管廊有机组合, 同步建设, 共槽施工, 可有效节约建设成本, 同时提高城市排水防涝建设标准。

   (3) 传统污水管道直埋的渗漏极为普遍, 尤其是井室和管道接头处, 造成土壤和地下水的污染, 在地下水位高的地区, 还会出现因地下水渗入污水管道导致污水处理厂进水浓度降低, 影响污水处理厂处理效果。污水管道入廊, 管道的密封性能要求较高, 基本不会渗漏, 即使有渗漏也可及时处理。

2 排水管渠入廊难点

2.1 统筹解决重力排水管渠及综合管廊标高系统的关系

   常规地下综合管廊设计标高可沿道路纵坡敷设, 可随道路起伏而变化, 但排水重力管渠标高按排水规划确定, 不一定和道路纵坡一致, 且调整难度较大 (特别是上下游管道已敷设时) , 导致排水管网与综合管廊的埋深很难契合。一般城市污水管网的管底埋深普遍为3~7m, 且还有部分污水管网埋深达8~12m, 雨水管网普遍埋深为2.5~5m, 而传统地下综合管廊埋深5~7m, 三者之间存在一定程度的标高差异, 坡向也不完全一致, 因此能否处理好综合管廊与雨污水管网之间的标高及坡度关系, 同时也避免因排水入廊导致综合管廊埋深造价过大, 是设计的一个难点, 这涉及片区多种规划的优化和管网系统的设计优化问题。

2.2 有机处理好沿线两厢用地、相交道路排水管渠的接入接出

   市政排水管渠的功能主要为服务于规划排放区域内的雨污水, 故道路沿线两厢用地、相交道路均有大量排水管渠接入或接出, 但排水重力管渠的接入接出标高均必须按规划控制要求敷设, 无法像其他市政管线可以浅埋或任意调整, 如何在总体及节点设计上, 根据区域排水管线标高控制条件, 处理好排水接入接出支管与其他综合管线、管廊舱室的交叉, 处理好污 (雨) 水支管与排水舱、污 (雨) 水主管之间相互的交叉处的关系, 是进行综合管廊排水入廊设计的难点之一。

2.3 满足排水管渠的运维要求

   排水管渠内特别是污水管道在运行中会产生有毒有害气体, 还散发恶臭气味, 因此排水入廊设计中需重点考虑排水管渠的清淤疏浚设施需求及方式、重力流管道运行的通气方式、管网的密闭性能、排水舱的环境及安全保护等, 同时重力流管道还应考虑外部排水系统或收纳水体的水位变化、冲击负荷、高洪水位、超强暴雨等条件下对综合管廊运行安全的影响。

3 排水管渠入廊方式

3.1 渠道入廊方式

   当为雨水渠道时, 根据《城市综合管廊工程技术规范》 (GB 50838-2015) , 可利用综合管廊本体排除雨水, 雨水舱结构空间应完全独立和严密, 并应采取防止雨水倒灌或渗漏至其他舱室的措施。还可结合海绵城市“蓄、滞”理念, 将管廊与雨水调蓄结合起来 (见图1) 。

图1 雨水渠道入廊示意

   图1 雨水渠道入廊示意

    

3.2 管道入廊方式

3.2.1 排水管道单独设置一舱

3.2.1. 1 排水舱位于综合舱侧面

   排水管单独设置一舱位于其他舱室的侧面, 如图2, 排水舱标高可根据实际标高调整, 适用于在排水管网埋深≤8的情况。其优点为: (1) 排水舱深度可根据排水高程变化调整, 其他舱室可保持固定覆土深度; (2) 便于在通过地下通道、地下空间及相交雨污水管处的节点处理。缺点为:增加了舱室数量, 增加一套附属系统, 造价增加较大 (见图2) 。

图2 排水舱侧面单独设舱示意

   图2 排水舱侧面单独设舱示意

    

3.2.1. 2 排水舱位于综合舱下层

   排水管埋深较深>8m的情况, 可利用其标高, 将排水舱设置于综合舱在下部, 如图3。其优点为:可利用污水管道的深埋标高及开挖断面, 不增加附属系统。缺点为: (1) 管廊舱室的埋深受排水标高制约, 需根据排水标高变化, 有可能导致整个管廊埋深加深, 投资及实施难度增大; (2) 在通过地下通道、地下空间及相交排水等节点时较难处理。

3.2.2 排水管与其他管线共用舱室

   当于排水管埋深6~8m时, 可利用其与管廊埋深接近的特点, 与其他管线共用舱室。其优点为: (1) 排水入廊不增加舱室数量, 空间较节约; (2) 附属系统不增加。其缺点为: (1) 综合舱由于排水入廊, 埋深需根据排水标高变化, 有可能导致整个管廊覆土加深; (2) 在通过地下通道、地下空间及相交排水等节点时较难处理。 (3) 不便于两厢用地排水支管的接入 (图4) 。

图3 排水管下层单独设舱示意

   图3 排水管下层单独设舱示意

    

图4 排水管与其他管线共用舱室示意

   图4 排水管与其他管线共用舱室示意

    

3.3 技术小结

   综上所述, 实施排水入廊后可对综合管廊的设计有如下影响:

   (1) 实施排水入廊较传统未入廊时, 投资增加, 实施难度增大, 设计处理更为复杂。

   (2) 若排水管与其他管线共舱时, 可不增加舱室及附属系统, 上部节点 (通风口等) 相对好处理;但整个管廊的埋深受排水标高控制, 可能导致管廊深度加深, 且接入接出支管与其他管线、其他舱室及相关工程交叉处理较极为复杂。

   (3) 在排水管单独设舱时, 增加了舱室数量及相应附属系统, 节点 (通风口等) 处理也较复杂;但其他管线舱室的埋深可不受排水标高控制, 可保持固定覆土, 且与其他相关工程的交叉处理相对简单。

   (4) 雨、污水同时入廊较仅雨水或污水入廊在节点 (通风口等) 设置及管线、舱室的相关交叉处理上更为复杂。

   (5) 排水管渠入廊相关的清淤检修设施和构筑物, 以及通气、通风、防臭及防爆设计, 是另一个重难点, 部分处理方式尚无上位规范可引用。

4 排水管道入廊的附属设施

   根据排水管道的特点及《室外排水设计规范》 (GB 50014-2006, 2016年版) 的相关要求, 排水管道上需要设计检查井, 以满足清淤、通气的要求, 且规定了检查井的间距。但排水管道入廊后, 检查井过多会导致管道与井的接口多, 增大雨污水和有毒有害气体泄漏至廊内的风险;检查井按直埋做法尺寸过大, 会大大增加管廊断面, 造价太高。结合《室外排水设计规范》和《城市综合管廊工程技术规范》的要求, 我们设计了一整套附属设施来实现排水管道的正常清淤、通气, 管廊内的通气、通风、防臭及防爆, 保证综合管廊的安全、稳定运行。

4.1 盲板检修井

   为减少管廊内检查井的数量, 尽量保证管道的密封性能, 减少漏水漏气点, 可将排水管渠按压力流管道模式设计, 同时按照《室外排水设计规范》间距要求, 设管道三通盲板检修井, 代替部分传统检查井。常规运行时为完全密封状态, 一般不打开, 可将盲板设计成透明材质, 实时监控管道内水流及淤积情况 (见图5) 。

4.2 检查井

   在一定的距离处 (100~300m) 设1座专门用于管网清淤疏浚的检查井, 井室设通地面井筒, 用于人员冲洗清淤疏浚。此检查井可以为钢筋混凝土材质, 也可以采用与管材同类材质的成品检查井。

4.2.1 钢筋混凝土检查井

   钢筋混凝土检查井的尺寸需满足管道的接入接出, 并便于清淤检修, 根据管道的管径、连接方式等有多种形式 (见图6) 。

图5 盲板检修井

   图5 盲板检修井

    

4.2.2 一体式成品检查井

   (1) 球墨铸铁一体式检查井。排水管道采用球墨铸铁管时, 可采用球墨铸铁检查井成品, 可与管道承插密封连接 (见图7) 。

   (2) 玻璃钢检查井。耐腐蚀性好、自重轻、强度高, 运输安装方便, 且制作方便, 尺寸形式多样。可与玻璃钢管、PE管等多种管道连接, 密封性能好。

4.3 闸槽井

   在排水管道进入综合管廊前, 应设置检修闸门或闸槽井, 便于廊内排水管道检修时, 切断上游来水。

图6 现浇钢筋混凝土检查井

   图6 现浇钢筋混凝土检查井

    

图7 球墨铸铁一体式检查井

   图7 球墨铸铁一体式检查井

    

4.4 通气设施

   为保证排水重力自流管道与大气压联通, 可设置通气装置引至综合管廊外部安全空间, 通气管伸出地面高度应满足规范要求, 并应与周边环境相协调 (见图8) 。

图8 通气帽

   图8 通气帽

    

图9 清淤检修井

   图9 清淤检修井

    

4.5 清淤检修井

   隔一定距离在廊外设置清淤检修结合井, 简单清扫可通过支管井采用专用设备高压水枪对主管进行冲洗、疏浚, 大型清淤检修则通过结合井及高压水系统进行疏浚, 同时可保证管道的分段清淤 (见图9) 。

5 结语

  

   由于排水管渠入廊在国内的大规模应用才开始, 各种工程措施的使用效果有待检验, 也未形成一套成熟悉有效的体系, 如何进一步提高排水系统的运行可靠性和维护便捷性, 还值得我们继续研究与探讨。

    

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