尹冬，梁朋飛，苗雷強(qiáng)

（1.石家莊市道橋設(shè)施管護(hù)中心，河北 石家莊 050000；2.河北省建筑科學(xué)研究院有限公司，河北 石家莊 050000；3.河北省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司，河北 石家莊 050000）

綜合管廊被稱為城市的“生命線工程”，其建設(shè)水平直接影響城市的可持續(xù)發(fā)展。規(guī)劃建設(shè)管廊的區(qū)域，市政污水管道應(yīng)遵循“應(yīng)進(jìn)皆進(jìn)”的原則入廊，排水設(shè)施和綜合管廊建設(shè)可以相結(jié)合的區(qū)域，要根據(jù)實(shí)際情況合理安排污水管道入廊。但是污水管道作為重力流管道，對(duì)坡度和高程設(shè)計(jì)有很高的要求，加上污水管道本身會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，污水管道納入綜合管廊理論和實(shí)際應(yīng)用中依然面臨諸多問題。

本文針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造技術(shù)，對(duì)污水管道入廊問題進(jìn)行分析，并針對(duì)性提出相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策，為相關(guān)研究和污水管道入廊提供參考。

1 污水管道入廊分析

相比于污水管道直接鋪埋的傳統(tǒng)方式，污水管道納入綜合管廊后利用管廊內(nèi)運(yùn)維設(shè)施，在避免路面反復(fù)開挖等問題的同時(shí)也使管道的管理維護(hù)更加方便，入廊優(yōu)勢(shì)明顯。但是，污水重力流管道入廊也存在一些問題，主要體現(xiàn)在管道與管廊埋深標(biāo)高差異、管道接入接出難處理以及管道運(yùn)維難度大三個(gè)方面。

1.1 污水管道與管廊埋深標(biāo)高及坡向差異

城市綜合管廊一般沿道路建設(shè)，其高程和坡度也隨道路高程和坡度變化，綜合管廊埋深一般為6m～8m。污水管道屬于重力流管道，其標(biāo)高走勢(shì)按照城市整體排水規(guī)劃確定，局部高程的調(diào)整牽一發(fā)而動(dòng)全身，基本無法改變。污水管道坡度走向不受道路坡度走向影響，污水管道埋深變化范圍大，從2.5m到12m不等，如圖1所示，污水管道相比管廊埋深范圍更廣，標(biāo)高和坡度差異較大，且不易調(diào)整。

圖1 管廊和污水管道埋深范圍

1.2 入廊污水管道的接入接出問題

污水管道作為極其重要的市政管線之一，服務(wù)于規(guī)劃城市區(qū)域的污水排放，其沿線區(qū)域有大量支線污水管道的接入和接出。由于污水管道對(duì)規(guī)劃標(biāo)高有著嚴(yán)格的要求，無法像其他管線可以自由交叉，污水管倉與支管的接入和接出問題成為十分復(fù)雜的問題。

1.3 污水管道運(yùn)維要求

管道中污水會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，處理不當(dāng)將造成嚴(yán)重的后果，在綜合管廊納入污水管道時(shí)這一問題尤其突出。污水管道的疏浚和清淤方式、運(yùn)行通氣方式、管道密閉性能、艙室環(huán)境和安全保護(hù)等問題都需在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮。同時(shí)，污水管道也應(yīng)能適應(yīng)和承受外部水位變化、沖擊荷載等因素變化的影響，對(duì)管道運(yùn)維有很高的要求。

2 污水管道入廊技術(shù)對(duì)策

2.1 管廊橫斷面布置

管廊橫斷面布置中，將污水管道單獨(dú)成艙可以最大程度保證管廊和其他管線的安全性，但這種方式無疑會(huì)降低管廊斷面的利用率，不能體現(xiàn)綜合管廊的經(jīng)濟(jì)性，增加了管廊成本?；诮?jīng)濟(jì)性考慮污水管道應(yīng)與其他市政管線共艙布置。將污水管道所在艙室靠近需要接駁一側(cè)，以便于管線接駁，若兩側(cè)均有接駁需求則無特別要求。另外，管廊斷面應(yīng)考慮污水管的通風(fēng)、清疏設(shè)施所占的空間。

2.2 管廊平縱斷面布置

綜合管廊平面布置主要考慮管廊投料口、逃生口、人員出入口、通風(fēng)、出線艙等設(shè)施滿足管理運(yùn)營維護(hù)需要。納入管廊的污水管道檢查井宜布置在道路綠化帶下，這樣對(duì)景觀環(huán)境和交通影響最小，但實(shí)際工程中因道路綠化帶寬度有限，也可將污水出入線艙井布置在人行道或非機(jī)動(dòng)車道上。同時(shí)要避免因污水入廊導(dǎo)致管廊埋深增加而導(dǎo)致投資過大，并滿足接戶支管及外部排水系統(tǒng)的要求。

2.3 污水管道與綜合管廊的豎向協(xié)調(diào)

規(guī)范中對(duì)管徑400mm的污水管道縱向坡度的設(shè)計(jì)要求為不小于1.5‰，并且隨著管徑的增大縱向設(shè)計(jì)坡度可以更小，一般在0.6‰～2.5‰之間，考慮管廊實(shí)際建設(shè)時(shí)多跟隨所在道路的縱向坡度，而規(guī)范中對(duì)于道路縱向設(shè)計(jì)坡度的要求為不小于3‰，如圖2所示。

圖2 管廊和污水管道坡度

兩者之間存在可協(xié)調(diào)的空間，一般情況下需增大污水管道坡度以協(xié)調(diào)管廊走向，故在規(guī)劃階段將管廊和污水管道的建設(shè)統(tǒng)籌考慮，使其豎向設(shè)計(jì)坡度及埋深與綜合管廊相匹配，便可解決兩者豎向差異的問題，同時(shí)滿足管道污水的順暢流動(dòng)以及接戶管自流至管廊內(nèi)的要求。

2.4 管道材質(zhì)及安裝

鋼筋混凝土管、鋼管、高密度聚乙烯管是三種常見的污水管道，鋼筋混凝土管有造價(jià)低、壽命長、抗壓抗腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在重量大、運(yùn)輸和施工難度大、對(duì)支座要求高、抗?jié)B能力弱等缺點(diǎn)。鋼管和高密度聚乙烯管均具有抗?jié)B性能好、對(duì)基礎(chǔ)要求低、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，但鋼管質(zhì)量相對(duì)較大、運(yùn)輸難度較大，同時(shí)由于鋼材易腐蝕的特點(diǎn)，其使用壽命相對(duì)較短，高密度聚乙烯管受到外力作用容易變形，同時(shí)，這種管材價(jià)格最貴?？紤]到管線入廊安裝需要盡可能方便以及使用過程中腐蝕性較大的特點(diǎn)，推薦高密度聚乙烯管作為入廊的污水管道使用，具體可結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行選用。

2.5 污水檢查井及匯流接入

2.5.1 污水檢查井

污水檢查井是為檢查和清理污水管道而設(shè)計(jì)的豎井，也有各管段之間連接和通風(fēng)的作用。由于檢查和清污的需要，應(yīng)在管道高程、坡度和截面等變化處設(shè)置檢查井，長度較大的直線管道也需間隔一定距離設(shè)置檢查井，間距宜按照規(guī)范規(guī)定取值，見表1。

檢查井最大間距 表1

2.5.2 檢查口

檢查口設(shè)置在建筑排水立管和較長的橫管上，用于檢查和清通，污水管道檢查井可設(shè)置于廊內(nèi)或廊外，檢查井設(shè)置于廊內(nèi)時(shí)如圖3所示，如圖4為檢查井設(shè)置于廊外的情況，此時(shí)需要在廊內(nèi)主管道與支管道連接位置設(shè)置檢修口，以便于此位置的疏浚和檢修，管廊內(nèi)污水管道檢修口如圖5所示。

圖3 檢查井設(shè)置于廊內(nèi)

圖4 檢查井設(shè)置于廊外

圖5 廊內(nèi)污水管道檢修口

2.5.3 接入設(shè)計(jì)

污水分支口形式分為2種，地塊接入型與道路接入型。污水支管地塊接入時(shí)，由于支管高程一般位于管廊外頂以上，可直接進(jìn)入管廊污水艙檢查井。污水支管道路接入時(shí)，支管標(biāo)高經(jīng)常在管廊主體標(biāo)高范圍內(nèi)，為了使污水管不橫穿其他艙室，可通過降低管廊主體標(biāo)高的方式讓出污水管橫向接入空間。

2.6 污水管道通風(fēng)

污水管道納入綜合管廊，由于管道檢查井被污水出艙井代替，井間距增大，所以應(yīng)對(duì)污水管道的通風(fēng)方案進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)。管道內(nèi)污水流動(dòng)和檢查井跌水有利于管道內(nèi)氣體流動(dòng)，而管道長度將阻礙管道內(nèi)氣體流動(dòng)，在管道內(nèi)污水流速和跌水高度相同時(shí)，增大檢查井井蓋開孔面積可顯著增大通氣量，增加管道內(nèi)空氣更新速度，使有害氣體濃度降低，增加下游管道安全長度。故要解決污水管道通風(fēng)問題，需要對(duì)出艙井間距和井蓋開孔比進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

2.7 管廊納入污水管道后交叉處理

常見的管廊交叉類型有十字型和丁字型。常規(guī)的交叉做法為上下交叉，使其中一支管廊廊體先下沉再上揚(yáng)，從而繞過另一支管廊，這種方式適用于非重力流管線管廊，但對(duì)于納入污水管道的綜合管廊會(huì)導(dǎo)致下層污水管道倒虹吸現(xiàn)象，并且下沉形成的U形管段會(huì)使固體物質(zhì)在此沉積，增加管道堵塞概率。

為解決管廊上下層交叉后出現(xiàn)的上述問題，可采用管廊平行交叉的形式。即為了保證污水管道順暢運(yùn)行，采用同一平面內(nèi)連接，其他非重力流管線則通過上彎或下彎的方式進(jìn)行交叉，為了避免管廊埋深過大增加投資，盡量選用上彎的方式進(jìn)行管線的跨越交叉。

2.8 污水管清疏

根據(jù)管道的直徑選擇不同的清疏方式，當(dāng)管徑不大于800mm時(shí)，可采用高壓清洗車對(duì)管道進(jìn)行逐段沖洗，當(dāng)管徑大于800mm時(shí)，可采用人工結(jié)合機(jī)械清理的方式進(jìn)行管道清疏。

2.9 污水管道抗震

綜合管廊普通管線支架主要考慮管線所受的重力作用，所以支架的約束作用主要體現(xiàn)在豎向。管廊中污水管道的抗震主要考慮管道在地震產(chǎn)生的作用力下管道產(chǎn)生的橫向移動(dòng)，其支架和其他固定設(shè)計(jì)也應(yīng)考慮其橫向約束。

管廊中污水管道的連接口應(yīng)采用柔性設(shè)計(jì)，且滿足拉壓變形值要求。管道支架或支墩上應(yīng)設(shè)置約束卡扣。

2.10 污水管道收費(fèi)

除以上相關(guān)問題外，污水管線入廊和運(yùn)維等費(fèi)用也是制約污水管線入廊的關(guān)鍵因素之一，相關(guān)費(fèi)用的標(biāo)準(zhǔn)直接影響著管線單位入廊的積極性，圖6和圖7為某地管線收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)下不同管徑污水管道的一次入廊費(fèi)和逐年入廊及日常維護(hù)費(fèi)用。

圖6 不同管徑污水管道一次入廊費(fèi)

圖7 不同管徑污水管道逐年入廊費(fèi)及維護(hù)費(fèi)

可以看到污水管道管徑從DN300～DN800變化過程中，入廊費(fèi)增加緩慢，污水管徑達(dá)到DN1000時(shí)，入廊費(fèi)急劇增加，管徑從DN1000～DN1500一次入廊費(fèi)變化較小，維持在1.2～1.4萬/m之間。逐年支付入廊費(fèi)和日常維護(hù)費(fèi)和以上一次入廊費(fèi)的情況基本相同，日常維護(hù)費(fèi)用基數(shù)相對(duì)較小，對(duì)管道管徑的變化不明顯。

雖然一次性收費(fèi)較多，但后期逐年支付入廊和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較少，有著長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。針對(duì)入廊費(fèi)用較高，管線單位入廊積極性差等情況，可采用出臺(tái)靈活收費(fèi)政策，入廊費(fèi)優(yōu)惠、折減以及分期支付的方式吸引和推進(jìn)污水管道入廊。

3 結(jié)論

本文通過分析污水管道的特殊性，總結(jié)出污水管道納入綜合管廊面臨的管道與管廊埋深標(biāo)高差異大、管道接入接出難處理以及管道運(yùn)維難度大三方面問題，并從管廊平縱橫設(shè)計(jì)、入廊管材的選擇、運(yùn)行維護(hù)以及入廊收費(fèi)等方面對(duì)污水入廊對(duì)策進(jìn)行了分析和討論，為相關(guān)研究和污水管線入廊提供參考。