污水管道入廊关键问题分析及对策

2021-05-27尹冬梁朋飞苗雷强

安徽建筑 2021年5期

尹冬，梁朋飞，苗雷强

（1.石家庄市道桥设施管护中心，河北石家庄 050000；2.河北省建筑科学研究院有限公司，河北石家庄 050000；3.河北省建筑工程质量检测中心有限公司，河北石家庄 050000）

综合管廊被称为城市的“生命线工程”，其建设水平直接影响城市的可持续发展。规划建设管廊的区域，市政污水管道应遵循“应进皆进”的原则入廊，排水设施和综合管廊建设可以相结合的区域，要根据实际情况合理安排污水管道入廊。但是污水管道作为重力流管道，对坡度和高程设计有很高的要求，加上污水管道本身会产生有毒有害气体，污水管道纳入综合管廊理论和实际应用中依然面临诸多问题。

本文针对传统设计及建造技术，对污水管道入廊问题进行分析，并针对性提出相应的技术对策，为相关研究和污水管道入廊提供参考。

1 污水管道入廊分析

相比于污水管道直接铺埋的传统方式，污水管道纳入综合管廊后利用管廊内运维设施，在避免路面反复开挖等问题的同时也使管道的管理维护更加方便，入廊优势明显。但是，污水重力流管道入廊也存在一些问题，主要体现在管道与管廊埋深标高差异、管道接入接出难处理以及管道运维难度大三个方面。

1.1 污水管道与管廊埋深标高及坡向差异

城市综合管廊一般沿道路建设，其高程和坡度也随道路高程和坡度变化，综合管廊埋深一般为6m～8m。污水管道属于重力流管道，其标高走势按照城市整体排水规划确定，局部高程的调整牵一发而动全身，基本无法改变。污水管道坡度走向不受道路坡度走向影响，污水管道埋深变化范围大，从2.5m到12m不等，如图1所示，污水管道相比管廊埋深范围更广，标高和坡度差异较大，且不易调整。

图1 管廊和污水管道埋深范围

1.2 入廊污水管道的接入接出问题

污水管道作为极其重要的市政管线之一，服务于规划城市区域的污水排放，其沿线区域有大量支线污水管道的接入和接出。由于污水管道对规划标高有着严格的要求，无法像其他管线可以自由交叉，污水管仓与支管的接入和接出问题成为十分复杂的问题。

1.3 污水管道运维要求

管道中污水会产生有毒有害气体，处理不当将造成严重的后果，在综合管廊纳入污水管道时这一问题尤其突出。污水管道的疏浚和清淤方式、运行通气方式、管道密闭性能、舱室环境和安全保护等问题都需在设计时重点考虑。同时，污水管道也应能适应和承受外部水位变化、冲击荷载等因素变化的影响，对管道运维有很高的要求。

2 污水管道入廊技术对策

2.1 管廊横断面布置

管廊横断面布置中，将污水管道单独成舱可以最大程度保证管廊和其他管线的安全性，但这种方式无疑会降低管廊断面的利用率，不能体现综合管廊的经济性，增加了管廊成本。基于经济性考虑污水管道应与其他市政管线共舱布置。将污水管道所在舱室靠近需要接驳一侧，以便于管线接驳，若两侧均有接驳需求则无特别要求。另外，管廊断面应考虑污水管的通风、清疏设施所占的空间。

2.2 管廊平纵断面布置

综合管廊平面布置主要考虑管廊投料口、逃生口、人员出入口、通风、出线舱等设施满足管理运营维护需要。纳入管廊的污水管道检查井宜布置在道路绿化带下，这样对景观环境和交通影响最小，但实际工程中因道路绿化带宽度有限，也可将污水出入线舱井布置在人行道或非机动车道上。同时要避免因污水入廊导致管廊埋深增加而导致投资过大，并满足接户支管及外部排水系统的要求。

2.3 污水管道与综合管廊的竖向协调

规范中对管径400mm的污水管道纵向坡度的设计要求为不小于1.5‰，并且随着管径的增大纵向设计坡度可以更小，一般在0.6‰～2.5‰之间，考虑管廊实际建设时多跟随所在道路的纵向坡度，而规范中对于道路纵向设计坡度的要求为不小于3‰，如图2所示。

图2 管廊和污水管道坡度

两者之间存在可协调的空间，一般情况下需增大污水管道坡度以协调管廊走向，故在规划阶段将管廊和污水管道的建设统筹考虑，使其竖向设计坡度及埋深与综合管廊相匹配，便可解决两者竖向差异的问题，同时满足管道污水的顺畅流动以及接户管自流至管廊内的要求。

2.4 管道材质及安装

钢筋混凝土管、钢管、高密度聚乙烯管是三种常见的污水管道，钢筋混凝土管有造价低、寿命长、抗压抗腐蚀能力强等优点，同时也存在重量大、运输和施工难度大、对支座要求高、抗渗能力弱等缺点。钢管和高密度聚乙烯管均具有抗渗性能好、对基础要求低、施工方便的优点，但钢管质量相对较大、运输难度较大，同时由于钢材易腐蚀的特点，其使用寿命相对较短，高密度聚乙烯管受到外力作用容易变形，同时，这种管材价格最贵。考虑到管线入廊安装需要尽可能方便以及使用过程中腐蚀性较大的特点，推荐高密度聚乙烯管作为入廊的污水管道使用，具体可结合工程实际进行选用。

2.5 污水检查井及汇流接入

2.5.1 污水检查井

污水检查井是为检查和清理污水管道而设计的竖井，也有各管段之间连接和通风的作用。由于检查和清污的需要，应在管道高程、坡度和截面等变化处设置检查井，长度较大的直线管道也需间隔一定距离设置检查井，间距宜按照规范规定取值，见表1。

检查井最大间距表1

2.5.2 检查口

检查口设置在建筑排水立管和较长的横管上，用于检查和清通，污水管道检查井可设置于廊内或廊外，检查井设置于廊内时如图3所示，如图4为检查井设置于廊外的情况，此时需要在廊内主管道与支管道连接位置设置检修口，以便于此位置的疏浚和检修，管廊内污水管道检修口如图5所示。

图3 检查井设置于廊内

图4 检查井设置于廊外

图5 廊内污水管道检修口

2.5.3 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。污水支管地块接入时，由于支管高程一般位于管廊外顶以上，可直接进入管廊污水舱检查井。污水支管道路接入时，支管标高经常在管廊主体标高范围内，为了使污水管不横穿其他舱室，可通过降低管廊主体标高的方式让出污水管横向接入空间。

2.6 污水管道通风

污水管道纳入综合管廊，由于管道检查井被污水出舱井代替，井间距增大，所以应对污水管道的通风方案进行特别的设计。管道内污水流动和检查井跌水有利于管道内气体流动，而管道长度将阻碍管道内气体流动，在管道内污水流速和跌水高度相同时，增大检查井井盖开孔面积可显著增大通气量，增加管道内空气更新速度，使有害气体浓度降低，增加下游管道安全长度。故要解决污水管道通风问题，需要对出舱井间距和井盖开孔比进行合理设计。

2.7 管廊纳入污水管道后交叉处理

常见的管廊交叉类型有十字型和丁字型。常规的交叉做法为上下交叉，使其中一支管廊廊体先下沉再上扬，从而绕过另一支管廊，这种方式适用于非重力流管线管廊，但对于纳入污水管道的综合管廊会导致下层污水管道倒虹吸现象，并且下沉形成的U形管段会使固体物质在此沉积，增加管道堵塞概率。

为解决管廊上下层交叉后出现的上述问题，可采用管廊平行交叉的形式。即为了保证污水管道顺畅运行，采用同一平面内连接，其他非重力流管线则通过上弯或下弯的方式进行交叉，为了避免管廊埋深过大增加投资，尽量选用上弯的方式进行管线的跨越交叉。

2.8 污水管清疏

根据管道的直径选择不同的清疏方式，当管径不大于800mm时，可采用高压清洗车对管道进行逐段冲洗，当管径大于800mm时，可采用人工结合机械清理的方式进行管道清疏。

2.9 污水管道抗震

综合管廊普通管线支架主要考虑管线所受的重力作用，所以支架的约束作用主要体现在竖向。管廊中污水管道的抗震主要考虑管道在地震产生的作用力下管道产生的横向移动，其支架和其他固定设计也应考虑其横向约束。

管廊中污水管道的连接口应采用柔性设计，且满足拉压变形值要求。管道支架或支墩上应设置约束卡扣。

2.10 污水管道收费

除以上相关问题外，污水管线入廊和运维等费用也是制约污水管线入廊的关键因素之一，相关费用的标准直接影响着管线单位入廊的积极性，图6和图7为某地管线收费标准下不同管径污水管道的一次入廊费和逐年入廊及日常维护费用。

图6 不同管径污水管道一次入廊费

图7 不同管径污水管道逐年入廊费及维护费

可以看到污水管道管径从DN300～DN800变化过程中，入廊费增加缓慢，污水管径达到DN1000时，入廊费急剧增加，管径从DN1000～DN1500一次入廊费变化较小，维持在1.2～1.4万/m之间。逐年支付入廊费和日常维护费和以上一次入廊费的情况基本相同，日常维护费用基数相对较小，对管道管径的变化不明显。

虽然一次性收费较多，但后期逐年支付入廊和维护费用相对较少，有着长远的经济和社会效益。针对入廊费用较高，管线单位入廊积极性差等情况，可采用出台灵活收费政策，入廊费优惠、折减以及分期支付的方式吸引和推进污水管道入廊。