喬怡超
[上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092]
近年來,全國各地大力開展綜合管廊規(guī)劃建設。2016 年6 月17 日,住房和城鄉(xiāng)建設部召開推進城市地下綜合管廊建設電視電話會議,部長陳政高在會上指出天然氣、污水管線必須全部入廊。在管道標高滿足要求的情況下部分項目將重力流污水管道納入管廊,單獨設置艙室敷設。
本文對PE 實壁管及塑料檢查井在污水入廊中的應用進行探討,并以寧波市廣元大道綜合管廊為例,開展工程實踐。
傳統(tǒng)的排水管材主要有鋼筋混凝土管、HDPE纏繞管、玻璃鋼夾砂管等,這些管材通常為埋地敷設。根據《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB 50838—2015),綜合管廊內污水管道可選用鋼管、球墨鑄鐵管、塑料管等?,F(xiàn)就這幾種管材從技術、經濟角度進行綜合比較,以便在選擇管材時作為參考(見表1)。
表1 各種常用排水管材物理力學性能對比表
通過以上比較可知各種管材各具特點,各擅勝場。綜合管廊內污水管材選擇應將排水安全可靠性放在首位,將是否有成熟施工和運行管理經驗作為重點。PE 實壁管相較于鋼管及球墨鑄鐵管具有良好的抗腐蝕性能,能適應綜合管廊內相對潮濕的環(huán)境,提高污水管道的使用壽命。其接口為柔性接口,具有伸縮性和曲折性,施工簡單,接口作業(yè)所需時間短,安全牢靠,能在一定范圍內適應基礎不均勻沉陷,是比較理想的管材。
綜合以上分析,推薦納入管廊的污水管優(yōu)先采用PE 實壁管。
傳統(tǒng)綜合管廊內的污水檢查井采用鋼筋混凝土檢查井,與綜合管廊澆筑一體,詳見圖1 所示。
圖1 綜合管廊內鋼筋混凝土污水檢查井做法(單位:mm)
傳統(tǒng)做法整體結構性較好,但存在檢查井耐腐蝕性差、與塑料管接口處易產生滲漏、檢查井無法更換等缺陷,因此有必要對管廊內污水檢查井的設計進行優(yōu)化。
塑料檢查井是由高分子合成樹脂材料制作而成的檢查井。通常采用聚氯乙烯(PVC-U)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)等通用塑料作為原料,通過纏繞、注塑或壓制等方式成型部件,再將各部件組合成整體構件,也有極少數(shù)情況下采用玻璃鋼材質來制作檢查井。
塑料檢查井主要由井蓋、承壓圈、井體(井筒、井室、井座)及配件組合而成。井徑1 000 mm 以下的檢查井井體為井筒、井座構成的直筒結構,井徑1 000 mm及以上的檢查井井體為井筒、井室、井座構成的帶收口錐體結構,收口處直徑700 mm。井徑700 mm 及以上的檢查井井筒或井室壁上一般設置有踏步,供檢查、維修人員上下。
塑料檢查井具有外觀大方、重量輕、承載強度高、抗沖擊性好、耐腐蝕、與塑料管材連接方便可靠不易滲漏、利于環(huán)境保護等優(yōu)越的綜合性能(見圖2)。此外,由于其采用整體預制成型,高度調整方便可靠,具備良好的互換性和整體結構性,安裝快捷、施工作業(yè)面小、維護方便、使用壽命長,可適用于綜合管廊內的安裝環(huán)境。
圖2 塑料檢查井與管道連接大樣圖
鋼筋混凝土檢查井和塑料檢查井的主要性能和功能比較如表2 所示。
表2 不同材質檢查井綜合性能對比
通過比較,塑料檢查井從綜合性能到應用功能均優(yōu)于鋼筋混凝土檢查井,鑒于其制造成本較高,尤其適用于小范圍污水管道入廊的工程項目中。
寧波市廣元大道綜合管廊工程南起通途路北側(樁號K1+275.4), 北接北環(huán)快速路綜合管廊(樁號K4+835.2),全長3722m。其中樁號K2+020—K2+390為污水示范段,主線污水管道管徑DN400,坡度0.2%,全長約362 m,管廊標準斷面采用三艙矩形斷面(見圖3)。
圖3 廣元大道污水示范段標準斷面(單位:mm)
根據前述分析,管廊內污水管采用PE100 實壁管,SDR13.6 系列PN1.25 MPa,熱熔連接。對于管廊外埋地污水支管,為了提高可靠性,本次同樣考慮采用PE100 實壁管,熱熔連接。
為保證管道有足夠的檢修操作空間,管廊內污水管外壁與管廊頂、底板距離按照不小于30 cm 控制。
管廊內污水管全部采用支架形式固定。鑒于PE實壁管易彎曲的特點,支架設置間距不宜過大。根據寧波當?shù)啬澄鬯茉诠芾葍冗^河工程的案例,當支架間距為3 m 時,PE 實壁管仍有一定的蠕變現(xiàn)象產生。因此通過力學計算并考慮適當?shù)陌踩禂?shù),污水支架間距設為2 m,做法詳見國標圖集《室內管道支架及吊架》(03S402)。
管廊內污水管不超過40 m 設置一座檢查井,檢查井采用φ1 000 塑料檢查井。檢查井處污水艙頂板需開洞,頂板開洞預留DN1 200 防水套管,洞中心與廊內污水管中心對齊,便于管廊土建施工完成后檢查井的安裝定位。埋地污水主管接入及接出位置需在污水艙側墻開洞,側墻開洞預留DN500 防水套管,套管中心標高同廊內污水管中心標高。污水檢查井采用支墩形式固定,支墩為C20 素混凝土支墩,尺寸1.2 m×1.2 m,高度隨檢查井井底標高調整(見圖4、圖5)。
圖4 污水檢查井頂板DN1 200 洞口加固(單位:mm)
圖5 污水管側墻接入及接出DN500 洞口加固(單位:mm)
《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB 50838—2015)第6.3.3 條規(guī)定:排水管渠進入綜合管廊前,應設置檢修閘門或閘槽。因此管廊外污水支管井采用1 300×1 300 閘槽井,做法參照國標圖集《市政排水管道工程及附屬設施》(06MS201)。
為減少檢查井與路面的不均勻沉降,位于機動車道上的檢查井采用防沉降蓋座并配備D400 荷載等級球墨鑄鐵井蓋;其余位置檢查井采用普通鋼筋混凝土蓋座并配備C250 荷載等級球墨鑄鐵井蓋;球墨鑄鐵井蓋均應具備防盜功能。檢查井內設置高強度防護網,確保行人安全。
PE 實壁管及塑料檢查井因其自身優(yōu)良的性能,可作為重力流污水管道納入綜合管廊時優(yōu)先選擇的材料。通過工程實例,取得了良好的效果,以期能為相關工程提供借鑒和參考。