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        污水管道納入綜合管廊建設(shè)條件分析綜述

        2020-11-08 12:47:56陽(yáng)素攀
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2020年20期
        關(guān)鍵詞:建設(shè)

        陽(yáng)素攀

        (深圳市龍崗區(qū)污水處理運(yùn)營(yíng)監(jiān)管中心,廣東 深圳 518172)

        1 引言

        隨著我國(guó)城市化程度的不斷提高,人們對(duì)于城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行能力和地下空間集約利用化的要求也不斷提高。綜合管廊作為容納2類及以上城市地下管線的載體,可用于統(tǒng)籌各類地下管線的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理,可從根本上解決管線檢修或敷設(shè)導(dǎo)致的市政道路反復(fù)開(kāi)挖的問(wèn)題,促進(jìn)集約、高效地利用城市地下空間,有利于提高城市綜合承載能力。在國(guó)內(nèi)外已建設(shè)的綜合管廊中,污水管道因技術(shù)問(wèn)題和建設(shè)成本等因素,一般未納入綜合管廊。近年來(lái),包括污水管道在內(nèi)的重力流管道是否納入綜合管廊也具有一定爭(zhēng)議。2015年,國(guó)務(wù)院發(fā)布的關(guān)于綜合管廊建設(shè)的相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)明確指出:“已建設(shè)地下綜合管廊的區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)的所有管線必須入廊?!彪m然在政策層面提出,污水管道入廊的要求,但因污水管道入廊存在技術(shù)難點(diǎn),對(duì)綜合管廊建設(shè)和投資影響比較大,所以目前污水管道入廊的工程并不多。結(jié)合近年國(guó)內(nèi)綜合管廊工程的相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),本文對(duì)污水管道納入綜合管廊關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了探討,并提出相關(guān)解決措施。

        2 污水管道入廊核心問(wèn)題

        污水管納入管廊解決以下3點(diǎn)難題:(1)污水管道通常情況條件是重力流排放,管道的縱向坡度一般不小于 0.2%,長(zhǎng)距離敷設(shè),下游管道埋深越來(lái)越深,顯著增加工程建設(shè)成本,污水入廊標(biāo)高關(guān)系如圖1所示;(2)污水管道口徑大,重力流排放對(duì)綜合管廊平面布局規(guī)劃和斷面布置影響較大,尤其是在道路交叉口;(3)污水管道可能存在一些有害氣體,對(duì)綜合管廊本體存在腐蝕等。

        3 污水管道入廊條件分析

        3.1 豎向及縱向坡度

        入廊的污水管線豎向高程需與綜合管廊的豎向高程統(tǒng)籌考慮,其縱向坡度不宜過(guò)大,過(guò)大縱坡導(dǎo)致整個(gè)管廊埋深過(guò)大,顯著增加建設(shè)成本。同時(shí)應(yīng)滿足綜合管廊自身排水要求,綜合管廊底板排水明溝的坡度不應(yīng)小于 0.2%,建議綜合管廊與污水管道縱坡盡可能設(shè)置為 0.2%,并保持與道路縱坡相適宜。

        圖1 污水入廊標(biāo)高關(guān)系圖

        3.2 覆土深度

        現(xiàn)有綜合管廊規(guī)范或指導(dǎo)意見(jiàn),未對(duì)污水入廊后覆土深度做硬性要求,僅對(duì)約定一般綜合管廊的覆土深度需結(jié)合地鐵等地下設(shè)施規(guī)劃、車載負(fù)荷及當(dāng)?shù)貏?dòng)土深度等因素確定??紤]工程建設(shè)成本和行車荷載等因素,工程實(shí)踐中通常按照 2.5~3.5m 控制綜合管廊的覆土厚度,而綜合管廊艙室的一般凈高不小于 2.4m,大部分都大于 3m[1],故當(dāng)污水管道的覆土深度達(dá)到為 3~7m時(shí),可實(shí)現(xiàn)在豎向上與綜合管廊艙室的高程相適應(yīng),在其他條件也滿足要求情況可將污水管道納入綜合管廊。

        3.3 管材選擇

        常用的污水管道管材主要有鋼筋混凝土管、高密度聚乙烯管、鋼管和球墨鑄鐵管等。考慮入廊管道的特殊性,應(yīng)重點(diǎn)考慮管材的質(zhì)量和輸運(yùn)安裝的便捷性。目前在工程領(lǐng)域,對(duì)于各種管材選擇具有一定爭(zhēng)議。學(xué)者李玲[2]等從使用壽命、抗?jié)B能力、防腐能力、施工難易度及管材價(jià)格等方面進(jìn)行比選,認(rèn)為高密度聚乙烯管具有抗腐蝕能力強(qiáng)、運(yùn)輸便利、施工簡(jiǎn)便、水頭損失小等優(yōu)點(diǎn),相比于鋼筋混凝土管和鋼管,高密度聚乙烯管管道(HDPE)更適宜。學(xué)者向帆[3]和付朝暉[4]等認(rèn)為球墨鑄鐵管在管材耐久性、防腐性能、接口安全性及價(jià)格方面均有較明顯的優(yōu)勢(shì),但管配件設(shè)置靈活性稍差,考慮在需開(kāi)孔、特殊分支等節(jié)點(diǎn)處轉(zhuǎn)換為鋼制配件,不影響整體安裝的便利性,綜合管廊設(shè)計(jì)使用年限較長(zhǎng)(一般為 100年),高密度聚乙烯管管道使用壽命有限,因此,污水管材選用球墨鑄鐵管和鋼制配件組合更適合污水管道入廊。

        綜上所述,各種污水管材在入廊各有優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)管材上述安裝空間、水力沖擊負(fù)荷等因素,通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選,選擇合理的管材。

        4 規(guī)劃層面應(yīng)解決主要事項(xiàng)

        上述分析基本確定污水入廊的4個(gè)主要因素,表現(xiàn)在規(guī)劃層面主要體現(xiàn)為綜合管廊專項(xiàng)規(guī)劃應(yīng)與當(dāng)?shù)氐缆坟Q向規(guī)劃、污水管線專項(xiàng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。

        4.1 綜合管廊平面布局

        綜合管廊規(guī)范未對(duì)污水入廊的綜合管廊平面布局做明確規(guī)定,僅對(duì)一般性綜合管廊分為干線綜合管廊、支線綜合管廊和纜線綜合管廊。污水入廊通常應(yīng)為支線綜合管廊和干線綜合管廊。在老舊城區(qū)或者片區(qū),通常污水管網(wǎng)主干管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)較為完善,局部道路污水管網(wǎng)可視綜合管廊建設(shè)需求和入廊條件納入綜合管廊統(tǒng)籌建設(shè),這種入廊方式對(duì)現(xiàn)狀污水管網(wǎng)系統(tǒng)影響相對(duì)較小,污水管道根據(jù)建設(shè)條件和實(shí)際需求考慮進(jìn)、出管廊。在新建城區(qū)或者片區(qū),污水主干管網(wǎng)未成系統(tǒng),污水管道入廊難度相對(duì)較小,結(jié)合當(dāng)?shù)氐缆坟Q向規(guī)劃、污水管線專項(xiàng)規(guī)劃,統(tǒng)籌考慮綜合管廊平面布局,實(shí)現(xiàn)污水主干管網(wǎng)系統(tǒng)與綜合管廊布局相結(jié)合,成體系將污水管道納入綜合管廊中。

        4.2 管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面布局

        綜合管廊的斷面形式主要有圓形斷面和矩形斷面,其斷面形式主要受施工工藝的影響,盾構(gòu)和頂管施工工藝常采用圓形斷面,明挖常采用矩形斷面[5]。污水入廊標(biāo)準(zhǔn)斷面主要根據(jù)管線類別進(jìn)行分艙:(1)污水管道單獨(dú)成艙;(2)污水管與雨水管合艙;(3)與通信、低壓電力合建綜合艙??紤]建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本和安全等問(wèn)題,通常采用第 2種雨污管道合艙的方式,該方式可減小管廊艙室的斷面(見(jiàn)圖 2),大幅度降低管廊的建造費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本。

        4.3 管廊交叉及穿越障礙物

        一般而言,綜合管廊交叉方式可分為融艙和疊艙。融艙是指2條或以上管廊以平交方式交叉。疊艙是指2條管廊在交叉點(diǎn)疊加成雙層結(jié)構(gòu)。污水管入廊時(shí),應(yīng)結(jié)合道路豎向選擇綜合管廊交叉方式。一般情況下,受綜合管廊的標(biāo)高受上下游的限制,含污水管線的管廊建議采用融艙交叉形式。

        管廊穿越障礙物的類別包括河流、橋梁、道路以及未敷設(shè)進(jìn)綜合管廊的其他地下管線等,穿越方式主要包括倒虹穿越和重力流穿越。入廊污水管線宜與管廊共同穿越障礙物,當(dāng)采用倒虹穿越障礙物時(shí),應(yīng)按照現(xiàn)行 GB 50014—2006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016年版)設(shè)置沉泥井、閘槽井、事故排放口等。

        圖2 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖(雨污水合艙)

        5 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,污水管道納入綜合管廊順應(yīng)城市集約化利用地下空間的發(fā)展需求,在全國(guó)綜合管廊試點(diǎn)城市不斷地實(shí)踐,同行也不斷總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但是總體上還存在建設(shè)理論和技術(shù)規(guī)范不夠成熟等問(wèn)題。實(shí)際工程中不應(yīng)盲目跟風(fēng),應(yīng)充分考慮現(xiàn)有或者規(guī)劃道路豎向、污水管網(wǎng)布局,重點(diǎn)分析污水管線納入綜合管廊的技術(shù)上可行性、經(jīng)濟(jì)上合理性,同時(shí)需考慮污水管線入廊后期運(yùn)營(yíng)的管理成本和安全。正是因?yàn)槲鬯艿兰{入綜合管廊存在一定技術(shù)難度,綜合管廊專項(xiàng)規(guī)劃編制時(shí)應(yīng)與當(dāng)?shù)氐缆坟Q向規(guī)劃、污水管線專項(xiàng)規(guī)劃相協(xié)調(diào),為后 期污水管道入廊創(chuàng)造條件。

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