重力流污水管道入廊的技术探讨

重力流污水管道入廊的技术探讨

1. 王玉龙 周奕 2. 赵淑玲

1. 中土大地国际建筑设计有限公司 2. 河北省城乡规划设计研究院

摘要：本文对重力流污水管廊入廊的优势与劣势进行了分析，并针对污水管道入廊技术难点提出了科学合理的解决方案。

关键词：管廊 重力流污水管道 污水检查井

一、概述

综合管廊是指建设于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及其附属设施，又称为“综合管沟”、“共同沟”。欧美等发达国家的综合管廊已有180余年的发展建设历史，我国综合管廊的建设起步较晚，但自2015年国家连续出台各种管廊相关政策、文件、指导意见和技术规范后，我国管廊建设事业的发展势头十分迅猛，截至2017年12月，国内拟在建综合管廊项目515个，总里程超过6500公里，管廊的设计和施工等各方面技术也日趋成熟，管廊纳入的工程管线涵盖了给水管、再生水管、压力排水管、热力管、燃气管、空调管、电力通信缆线等方方面面的市政工程管线，而污水管道（本文中的“污水管道”如无特殊说明，均指“重力流污水管道”）因为受项目建设地地势坡度、管道埋深等各方面因素影响较大，加之入廊技术难度也较大，入廊的工程实例寥寥无几，本文旨在从技术角度分析考虑污水管道入廊的设计难点，并结合笔者参与过的污水管道入廊的工程经验提出科学合理的解决方案，为相似工程项目提供方案参考，以期抛砖引玉。

二、污水管道入廊分析

2.1、污水管道入廊的优势

（1）污水管道入廊可以集约利用城市地下空间，减少路面上污水检查井盖的数量，使城市道路行车更加舒适，且可以降低因污水井盖破损或遗失对行人造成伤害发生安全事故的概率。

（2）综合管廊结构本体对污水管道可以起到很好的保护作用，可以有效降低施工开挖、重车碾压等人为因素和地震、地质灾害等自然因素对污水管道造成的破坏。

（3）如果污水管道接口不严或管道破损，渗漏污水不会对土壤造成影响，避免了污水长期渗漏污染土壤，甚至冲刷土层造成土质流失进而造成路面塌陷等严重危害公共安全的事故。

（4）污水管道入廊更便于污水管道后期的检修维护，管道运行情况、接口渗漏情况等在管廊内一目了然，不但可以提前预警，管道的检修也无需大兴土木影响交通。

（5）管廊可以预留污水管道扩容空间，可以预留智慧水务相关系统的安装空间，远期无论是换管扩容还是对接城市智慧水务系统更加便利。

2.2、污水管道入廊的劣势

（1）污水管道一般埋深较大，地势平缓的地区污水主干管埋深可达5~8米之间，而管廊一般埋深在6~7米，污水管道进入管廊内安装还需设置管道支墩或支架，故污水管道入廊可能会增加管廊的埋深，同时重力流管道也限制了管廊敷设的灵活性，提高了管廊交叉节点的复杂程度，大大增加了管廊交叉节点设计和施工难度。

（2）污水管道一般管径较大，纳入管廊将增大管廊断面面积，增加工程投资。因污水管道舱必须设计机械进排风，污水管道入廊将增加通风设备的负荷。如污水管道与其他管线同舱布置，污水的异味还可能会影响舱内检修环境。

（3）污水支管与管廊内污水管道的连接、污水检查井的设置形式、污水管道的通气等都是污水管道入廊需要解决的难点。

（4）污水管道在管廊内一般采用架空敷设。与埋地敷设相比，架空敷设对管道环刚度的要求大大降低，但在架空情况下因为管道和污水自身重力产生的弯矩，要求管道轴向抗弯性能更高。常用的埋地排水管如HDPE双壁波纹管、钢带缠绕结构壁管等均不太适合于管廊内架空敷设，而管道刚性更好的管材如钢管、球墨铸铁管等自重又较大，加之管廊舱室内安装空间狭小，污水管道在管廊内安装难度较大。

2.3、入廊分析

一般情况下，污水支管接户管较多，且埋深相对综合管廊较浅，如果入廊需降低污水支管埋深，从而可能会增大下游污水管道的整体埋深，增加整个污水管网的造价，故污水支管一般不适宜入廊。而污水主管埋深较深，多敷设于城市主干路下方，检查井设置间距大，支管较少，较适宜入廊，可根据工程实际情况综合分析是否入廊。

如果道路坡向、坡度与污水主管相差较大，道路坡度平缓甚至与污水管道坡向相反，或道路高低起伏频繁，污水主管入廊势必造成部分管廊埋深过大，增加建设成本，性价比较低。道路整体坡度与污水管道坡度接近时，可以进一步结合污水管道规划控制标高、管廊规划控制标高、污水厂进水管控制标高考虑污水管道入廊的技术方案。如果污水主管埋深深于管廊埋深，污水主管入廊需要考虑设置提升泵站或者增大管廊埋深，同样会增大工程投资，降低工程性价比。最适宜的情况是污水管道埋深与管廊埋深相宜，这样污水管道入廊对管廊竖向影响较小，入廊性价比最高。

总而概之，污水管道是否入廊需要结合工程实际情况、污水专项规划、管廊专项规划、道路竖向规划等多角度综合考虑分析得出最终合理的入廊方案，力争使工程发挥最大的效益。

三、针对污水管道入廊的技术措施

3.1、污水管道入廊后管廊的技术措施

（1）管廊断面布置

综合管廊内常见的市政工程管线主要有给水管道、再生水管道、热力管道、燃气管道、电力缆线和通信缆线等。

考虑到污水的腐蚀性，《城市综合管廊工程技术规范》GB50838明确规定污水管道进入综合管廊应采用管道排水的方式，不得利用管廊本体排水。正常运行状态下，污水管道对同舱内其他工程管线影响很小，但因污水会产生硫化氢、甲烷等易燃易爆有害气体，如果污水管道密闭性不好或者污水泄漏则会对其他管线造成比较大的影响，对舱室内的环境影响很大，《国家电网公司关于印发电力电缆通道选型与建设指导意见的通知》（国家电网运检[2014]354号）中也明确提出“雨污水管道不得同电力电缆同舱敷设”，且污水管道单舱布置对于污水支管的连接、污水管道的维修更换更加灵活，从安全角度以及管理运维角度考虑，污水管道单舱布置最为理想。故虽然污水管道单舱布置占据管廊断面面积较大（根据工程经验，单舱布置占据管廊断面面积比同舱敷设要高出大约20%~25%，污水管道管径越大，此比例也相应增大），条件允许的情况下污水管道建议单舱布置。

污水管道与其他管线同舱（综合仓）布置、污水管道单舱（污水仓）布置的管廊典型断面如图1所示：

图1、污水管道入廊典型断面图（与其他管线共舱、单独成舱）

（2）管廊竖向设计、交叉点处理

污水管道入廊后综合管廊宜按污水管道坡度进行竖向设计，务须满足污水管道的设计流量要求，难以一致处，也可通过调整污水管道安装高度增大污水管道坡度。管廊的埋深还应满足污水支管接入管廊内污水主管的高程要求。

含污水舱的管廊与其他管廊交叉时，含污水支管的管廊宜从上方交叉连接，标高不允许的情况污水主线管廊可做成局部倒虹的形式与污水支线管廊连接。管廊交叉节点的设计应同时考虑其他舱室管线连接、检修等的空间和通行要求。

3.2、污水管道入廊的技术措施

（1）检查井、检查口、通气管的设置形式

污水管道是服务于整个城区的用于收集生活污水、工业废水以及其他污废水的管网系统，其输送的污水水质较差且含有较多的杂质和污物，为了方便污水支管接入和管道维护清通，其坡度变化处、流向变化处及直线段每隔一定距离均需要设置污水检查井。当污水管道纳入管廊敷设时，污水检查井的设置便需要结合管廊主体结构、舱室内管线布置情况一并考虑，采用合适的污水检查井形式。

污水管道入廊后检查井设置方式基本可分为廊外检查井或廊内检查井。

廊外检查井形式：污水主管通过侧向三通与廊外检查井连通，污水支管接入

廊外检查井，此种设置方式需要在管廊内污水主管上增设通气管和检查口，廊外检查井基本仅为支管接入而设置。廊外检查井设置于管廊外部可节省一部分管廊断面面积，且数量较少，但管道的通气管和检查口数量比较多，通气管直接通向地面以上容易损坏，检查口直接通向管廊舱室内，密闭性难以保证，容易泄露废气和污水，对廊内环境影响较大。且由于大中型管道清通器械无法进入管廊内使用，管道一旦淤积堵塞，只能靠简单设备人工从检查口进行清通，给后期的维护造成一定的麻烦。

图2-a、2-b、2-c、廊内检查井

廊内检查井的设置形式较多，一般有以下三种：

a、检查井室进入管廊内部，如图2-a所示：

此类型廊内检查井污水管道安装高度低，管道安装、检修的空间充足，且竖向有调整空间，可通过调整污水管道安装高度对管廊主体标高进行微调，使管廊竖向设计更为灵活。检查井内空间较大，人员可以进入井内维护。检查井底部不设流槽即可作为沉泥井使用，降低污水主管道堵塞的概率，且便于大型维护器械直接在地面以上清掏井底淤积的污泥。适用于较大管径污水管道单舱布置的情况。

b、检查井室部分进入管廊内部，井室不落地，如图2-b所示：

此类型廊内检查井不再落地，占据廊内空间较小，污水管道下方可增加一处市政管位。检查井底可根据沉泥需要侵占下方管道顶部空间设置沉泥井。因污水管道安装高度较高，管道安装、检修的空间也较小，污水管道在竖向几无调整余地，较适用于小管径污水管道与其他管线同舱布置的情况。

c、污水管道设置三通，管廊顶板上设置检查井室，检查井室不进入管廊，管道三通与顶板上检查井连通，如图2-c所示：

此类型检查井占据管廊空间最小，污水管道通过三通与检查井室连接，污水管道整体性较前二者更好，污水管道可安装于上部为下方留出管位，也可安装于管廊底部，为管道安装检修留出更充足的空间。其与检查井室连接的三通管径不宜小于DN700，以便于后期维护检修。污水管道可考虑每隔一定长度将三通改为四通，四通下方管道伸出一定长度后用盲板堵死，作为沉泥空间。

（2）污水支管的连接

污水支管应与管廊内污水管道的检查井直接连接，可见图7所示。其接入管廊检查井之前须设置污水闸槽井，以便管廊内污水管道检修时关闭进水，同时也应考虑设置格栅、沉泥井等拦截沉淀污水中较大的垃圾杂物，为管廊内污水管道创造良好的水流条件。由于污水支管接入管廊检查井多为跌水形式，当跌水高度过大时，应在检查井内考虑采取消能措施和防冲刷措施。

（3）管材与安装

污水管道一般架空安装，可采用钢管、球墨铸铁管和满足架空敷设强度要求的塑料管等。管道安装于管道支墩或支架上，其荷载应包括管道自重、满管水重及管道附件重量并取一定安全系数计算，设置间距也应根据计算结果确定。管道与支墩、支架可采用管箍、U型管卡等固定。管廊顶板上每隔一定间距应预埋吊环用于管道安装，吊环荷载应按管道自重并取一定安全系数计算。

钢管可采用焊接、法兰连接等连接方式，球墨铸铁管采用承插胶圈连接。当管道采用柔性连接时，管道可不设置管道伸缩器。

3.3、管廊其他系统应对污水管道入廊的技术措施

容纳污水管道的舱室应采用机械进、排风的方式进行通风设计，还应在舱室内设置甲烷、硫化氢等危害气体的监测报警仪器，并将实时数据传送至管廊控制中心。

从后期运维角度考虑，管廊内污水管道可每隔一段距离在检查井内设置闸槽，便于后期管道维修更换，容纳污水管道的舱室宜增设冲洗龙头或给水点，以便于管道维修后对舱室内受污的地面、墙面进行冲洗。

四、结论

当道路坡度与污水管道较为一致时，应考虑污水管道入廊的可行性，并根据工程实际情况如施工难度、工程投资、维护管理难度等各方面综合考虑，最终确定入廊与否。

只要采取针对性的技术措施，污水管道入廊的难点完全可以合理解决，从而充分发挥入廊优势，使工程充分发挥效益。

参考文献

《城市综合管廊工程技术规范》GB50838

作者通讯： 王玉龙 周奕 中土大地国际建筑设计有限公司 bfywyl@126.com

河北省石家庄市长安区体育北大街石纺路中土国际大厦

赵淑玲 河北省城乡规划设计研究院 zshuling@126.com

河北省石家庄市裕华区祁连街88号润都盛和广场A座

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