地处平原地区的宁波中心城区综合管廊2016~2020年在建约37 km,计划建设80 km。大部分管廊段重力流污水管道需入廊敷设,对管廊建设方案提出很高的技术要求。通过对污水入廊涉及的各类技术可行性进行分析比选,提出污水分舱、管道输送、分支分类等可实施性方案。
1规范规定分析
《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838-2015)、《贵州省城市综合管廊建设技术导则(试行)》和《福建省城市综合管廊建设指南(试行)》要求污水管纳入综合管廊应采用管道排水方式,宜设置在综合管廊的底部。
《江西省城市综合管廊建设指南(试行)》和《江苏省市政管廊建设指南》均指出重力污水管道由于有一定的排水坡度,每隔一定的距离要求设置检查井,污水管道内会产生硫化氢、甲烷等有毒、易燃、易爆的气体,影响管廊运行安全,对管廊的埋设深度产生不利影响,大大增加建设费用。因此,不宜纳入市政管廊,如需纳入应进行充分论证。
《广西市政综合管廊设计与施工技术指南》指出重力流雨水、污水管渠对综合管廊竖向布置的影响,增加工程建设投资很大,因此不建议进入管廊。
由此可见重力流污水进入管廊是需要研究必要的措施的,特别需要处理好管道位置、排放形式、埋深、坡降、检查井设置、气体排放以及汇流接入等问题。
2国内外污水管入廊情况分析
目前国内平原地区已建成的管廊,入廊的污水管绝大多为压力管,如深圳盐田坳、昌平未来科技城等,重力流污水管入廊实例较少。国外多为污水下沉廊道(借助地势差,综合势差不小于1%)和压力管道,如图1所示。
3宁波中心城区污水入廊技术分析
3.1宁波中心城区综合管廊工程条件
工程条件主要有以下3点:
(1)主要集中于宁绍平原,建成区标高为2.5~3.5 m,原状为1.8~2.2 m,极为平坦。
(2)污水排放仍以重力流管道输送为主,管道内底标高为-5.5~1.5 m。采用泵站逐级抬升解决长距离输送要求。
(3)地表下0.8 m以下普遍分布30 m以上厚度偏高压缩性淤泥质土或粘土,工程条件差。4 m以上深度基坑需专项论证支护方案,8 m以上深度基坑采用地下连续墙或钻孔组合止水桩等复杂工艺支护。
以上条件要求污水排放主要靠管道坡度产生势差,且需考虑工程下挖深度对造价影响。
3.2污水输送通道形式
3.2.1方案一:下沉渠道(如巴黎)
优点有:①设置简单,可利用线缆舱下部空间;②仅需浇筑渠槽构造,造价低。
缺点有:①顶部直接排放有毒、易燃、易爆的气体,对管廊内部通风、消防以及其他缆线的防潮防腐提出更高要求,且管理风险大;②污水有一定腐蚀性,直接接触管廊结构。管廊接缝处防水要求更高;③渠槽标高较低,廊外管道与廊内相接时需设置管廊外检查井以过渡高差;④平原地区排放坡度需依靠管廊总体挖深变化控制, 后端大大增加建设费用。
3.2.2方案二:管道或涵道(如汉堡)
优点有:①主要渗漏为管道或渠道接口处,易于检测;②衔接廊外既有主管方便;③便于单舱布设,不影响其他管线;④管道排放可利用舱内空间实现部分排放坡降。
缺点有:①扩容需要换管,或者重建涵道,费用较大;②管道形式设支架,建设要求高,造价偏高。
综合分析建议采用管道排放形式,即方案二。
3.3污水管道布设位置
3.3.1方案一:管廊底部设置
这种形式有以下制约因素:①由于宁波中心城区为沉积平原,无川谷型城市的势能差,但污水排放仍以重力流为主。底部设置后管廊总体标高需根据污水排放要求进行竖向设计,对埋设深度产生不利影响。②排放有毒气体需设置专用通道。③由于污水管道在管廊下部,污泥清除,或在廊内疏通,或如图2所示需要在下部横向清掏,操作困难。④管廊内部排水的集水坑和设备也设置在底部,位置有冲突。
3.3.2方案二:污水管道独立成舱
这种形式有以下优势:①管道检修独立,换气和排风系统控制自成体系;②支管接入通过舱内设置检查井直接引入;③结构上下不分层,施工简单;④设置直通地面的检查口排污和排气,方便简易。
综合分析建议采用污水管道独立侧舱布设的形式,即方案二。如图3所示。
3.4管道和排放设计
在不增加管廊埋深的情况下,污水管道适合埋设范围为地面以下-3.4~-5.3 m。可通过在舱内上下位置调整,满足1 km以上的排水坡度(0.8‰~1.5‰),并在适宜的埋设深度内利用管廊纵坡进一步满足排放距离要求(开挖深度不大于8 m,深浅两端势差2.5 m,满足2 km以上的排水坡度)。3 km末端采用廊外泵站抬升或主干管。概括为“舱内空间充分利用,舱外埋深合理控制”。
廊内外管道水头易形成管内低压(不小于1.2 m)。需要一定的减压措施。另外管材需要考虑防止渗漏。入廊管材须优于埋地管材。管道接口应更注重密封性。建议采用SRPE管、PE管或钢管等压力管管材,刚性接口。
3.5检查井及汇流接入设计
3.5.1检查井设计
由于宁波市污水管道中污废混合,废水不经沉淀和隔油易产生堵塞,建议检查井设置间距根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006,2014年版)要求取低值。
检查井与管廊衔接设计有廊内和廊外2种形式,见图4所示。
由于管廊内污水管通过污水接线管与廊外检查井连接,管廊内检修口一旦打开,污水会出现上涌现象,检修口盖必须采用压力盖。且检修口和连接管处为三通结构极易堵塞,管廊内污水主管后期清淤较难实施。建议采用检查井廊内设置方式。
3.5.2接入设计
污水分支口形式分为2种,地块接入型与道路接入型,见图5所示。
地块接入型的污水支管标高一般位于管廊外顶以上,因此可直接接入管廊污水舱内检查井。
道路接入型为相交道路污水管接入,经常出现标高位于管廊主体结构范围内,则需要降低管廊各舱的标高,以便让出空间供横向污水管接入管廊污水舱内的检查井(保证污水管不会横穿其他舱室)。
3.5.3交叉口汇流设计
采用污水舱同层,其他舱位向下倒虹,分层沟通的形式(见图6)。
4结语
综上所述,重力流污水管线入廊主要推荐技术有以下7点:
①管道排放;②独立侧舱布设;③压力管管材输送;④舱内位置和舱外埋深综合控制排放坡降;⑤检查井廊内设置;⑥污水分支口分类处理;⑦污水舱同层处理交叉口汇流。
随着城镇集约化发展,综合管廊发挥的作用日益凸显。本文对典型平原地区重力流污水管线入廊提出了一些归纳和分析,希望借此拓展综合管廊设计的思路,积极推动污水管线入廊,节约地下空间资源、统一管线管理。
原标题:掌握这7点,重力流污水管线入廊更轻松!