大型合流污水管不斷流原位改造技術(shù)在城市地下通道建設(shè)中的應(yīng)用

王 森

1. 上海建工二建集團(tuán)有限公司 上海 200080；2. 上海建筑逆作法工程技術(shù)研究中心 上海 200080

在上海市黃浦區(qū)中山南路董家渡路區(qū)域，現(xiàn)狀有1根DN1 800 mm合流管橫穿中山南路，管底標(biāo)高約為－1.352 m，埋深約為5.1 m，老管道長約29 m。根據(jù)合流管使用、管理部門相關(guān)要求，最終確定DN1 800 mm合流圓管新建為1.8 m×1.5 m矩形混凝土箱涵且與中山南路通道共板。雨污排水管道直徑大，標(biāo)高可調(diào)幅度有限，又在不斷流情況下完成原位管道的新建，對箱涵設(shè)計與施工產(chǎn)生較大影響[1-4]。

1 工程概況

根據(jù)施工需要，提前對董家渡路以北DN2 000 mm污水管，以及東西兩側(cè)DN1 200 mm合流管進(jìn)行改排，以滿足主通道開挖。董家渡路以北3根流量較大的管道均已完成改排，在箱涵施工階段無需考慮；董家渡路由西向東為DN1 800 mm合流管，南側(cè)3根DN800 mm地面排水的合流管在施工階段排水需結(jié)合本次新建箱涵工程施工（圖1）。

本次新建箱涵工程中，改建東雨29#井長約3 m，寬約3.6 m，井深約6.66 m；新建西雨31#特殊井長約2.8 m，寬約3.5 m，井深約6.4 m；西雨31-1#井為騎跨在箱涵中部的新建檢查井；新建DN1 800 mm箱涵長度約29 m，寬度約1.8 m，高度約1.5 m（圖2）。在施工過程中，將利用原DN1 800 mm圓管作為臨排系統(tǒng)中部分管道的流水通道。

2 工程難點

1）原管位與通道結(jié)構(gòu)標(biāo)高沖突，原位保護(hù)困難。董家渡路路面標(biāo)高決定了通道結(jié)構(gòu)頂板以及底板的標(biāo)高，與DN1 800 mm管道標(biāo)高沖突，必須新建為1 800 mm×1 500 mm的箱涵形式以滿足標(biāo)高。

2）地質(zhì)復(fù)雜，地下障礙物多。董家渡路靠近軌交4號線修復(fù)段，地下障礙物多，部分障礙物在物探資料中尚無法準(zhǔn)確反映。

3）通水流量大，改造階段需保持不斷流。DN1 800 mm合流管收集中山南路南北兩側(cè)雨污水主管的排水，除此之外還負(fù)責(zé)處理董家渡路西側(cè)兩邊地塊的排水及路面雨水，改造期間需保證不斷流。

4）水下封堵風(fēng)險大，技術(shù)難度高。箱涵施工過程中及最后通水割接都需進(jìn)行水下作業(yè)，屬于重大風(fēng)險源，技術(shù)難度高，需委托專業(yè)分包單位作業(yè)。

圖1 施工前董家渡路排水系統(tǒng)

圖2 新建DN1 800箱涵及檢查井平面示意（單位：m）

3 主要技術(shù)措施

3.1 共板設(shè)計，等截面代換

主通道底板與原合流管標(biāo)高沖突，施工單位、建設(shè)方在設(shè)計階段初期參與了方案討論，最終在保證排水有效截面積的同時又滿足了標(biāo)高需求，新建矩形箱涵，同時將通道底板作為箱涵的頂板。該思路解決了箱涵施工一半的難題，同時為后面的工作開展指明方向。

3.2 設(shè)置樁基控制新建箱涵的沉降

新建箱涵作為獨立的排水結(jié)構(gòu)，同時兼顧了主通道的底板基礎(chǔ)，若發(fā)生不均勻沉降，則會使排水系統(tǒng)滲漏對主通道縱向結(jié)構(gòu)造成影響。因此，設(shè)計院根據(jù)土質(zhì)情況計算，最終決定在箱涵下方均勻布置16根工程樁以控制箱涵的沉降。

3.3 利用既有管線，溢流法導(dǎo)流

在箱涵施工前期，項目部從各個方面對溢流法導(dǎo)流和泵房法調(diào)水進(jìn)行了優(yōu)缺點的比較。

3.3.1 泵房法

1）優(yōu)點：利用水泵進(jìn)行調(diào)水不受水位標(biāo)高限制；將水泵放置在導(dǎo)流系統(tǒng)上游，管道直接通至下游即完成整個導(dǎo)流過程。

2）缺點：箱涵施工周期較長，24 h抽水費用高且水泵故障將對排水系統(tǒng)造成安全影響；水泵管道排至下游檢查井的布管線路將直接影響中山南路主路交通；需要導(dǎo)流的支管較多，設(shè)置多套設(shè)備方能保證施工期間不斷流。

3.3.2 溢流法

1）優(yōu)點：排水系統(tǒng)貫通以后，在施工周期內(nèi)不用擔(dān)心排水的通暢性，且暴雨臺風(fēng)這種惡劣天氣也能滿足排水量的需求；所有排水系統(tǒng)管道位于道路下方，不影響現(xiàn)狀車輛通行；通過增設(shè)1處臨時檢查井，便能將所有支管流水接入，并通過1路管道流至臨排系統(tǒng)。

2）缺點：在利用既有管道的基礎(chǔ)上還需另設(shè)臨時井和管道，部分檢查井通過倒虹吸進(jìn)行排水；臨排系統(tǒng)涉及多次水下作業(yè)，風(fēng)險較大。

總之，音樂作為是一種特殊的藝術(shù)語言，能對交感神經(jīng)產(chǎn)生作用，可以引起患者的共鳴，分散患者注意力，從而達(dá)到干預(yù)個人情緒的作用［29-31］。目前，音樂療法在臨床應(yīng)用還有限，但隨著音樂療法基礎(chǔ)研究的開展，對其原理的進(jìn)一步闡明，將更加有助于這種非藥物療法在臨床抗焦慮方面的廣泛應(yīng)用［32-33］。

綜合安全性、經(jīng)濟(jì)性、可實施性各方面要素，結(jié)合現(xiàn)場實際情況最終確定新建臨排系統(tǒng)即溢流法導(dǎo)流的方案，也解決了箱涵施工時最后一個技術(shù)難題。

3.4 因地制宜，分段施工

施工前期對原有檢查井和管道進(jìn)行統(tǒng)計，并梳理整個排水系統(tǒng)，決定利用Y4#原檢查井及一段老管道，整個臨排系統(tǒng)需新增5處臨時檢查井，分別為L1～L3和L5～L6，并新增相關(guān)臨管使整個臨排系統(tǒng)貫通。通過L1～L6的流水路徑，使施工階段中山南路上的相關(guān)雨污水管最終全部臨排至文廟泵站（圖3）。

圖3 DN1 800 mm合流管總體改排平面示意

為配合DN1 800 mm合流管施工，臨排系統(tǒng)中的L1～L6檢查井，各臨時合流管井之間采用混凝土管或玻璃鋼夾砂管連通，保證原中山南路雨污水通過臨排管進(jìn)入文廟泵站（圖4）。

因為箱涵施工過程中，需保證整個排水系統(tǒng)的正常運行，又因交管部門提出箱涵施工必須分階段實施以保證交通通行要求，故把整個施工分為2個階段實施。

圖4 臨時管道系統(tǒng)縱斷面流水示意

1）第1階段：西雨31#～西雨31-1#及中間的規(guī)劃管道圍場施工，交通走向緊貼圍擋繞行。西側(cè)原合流管、北側(cè)規(guī)劃2路管道和南側(cè)1根規(guī)劃管利用L1～L6臨排系統(tǒng)排水，南側(cè)另一路排水利用原DN1 800 mm管道排水，過程中由專業(yè)隊伍配合進(jìn)行部分管道的封堵和鑿?fù)ǎ▓D5）。

圖5 第1階段臨排系統(tǒng)走向及交通方案

2）第2階段：西雨31-1#（已完）～東雨29#及中間的規(guī)劃管道圍場施工，交通翻交后走向仍緊貼圍擋繞行。西側(cè)原合流管、北側(cè)規(guī)劃2路管道和南側(cè)1根規(guī)劃管利用L1～L6臨排系統(tǒng)排水，南側(cè)1路排水接入新建西雨31-1#，過程中由專業(yè)隊伍配合進(jìn)行部分管道的封堵和鑿?fù)ǎ▓D6）。

圖6 第2階段臨排系統(tǒng)走向及交通方案

3.5 泵站調(diào)峰與水下封堵措施進(jìn)行改造段的封堵

在施工前主動與泵站積極溝通，匯報整個箱涵新建工程和臨排方案，獲得泵站的全力支持。過程中水下作業(yè)水位較高時由泵站協(xié)助開泵調(diào)低水位，水位滿足施工要求時提前與泵站溝通，不得啟停設(shè)備。泵站與現(xiàn)場建立響應(yīng)的聯(lián)動機制并有專人負(fù)責(zé)，配備對講機，施工時現(xiàn)場按照泵站管理制度進(jìn)行操作以保證安全。

在進(jìn)行水下封堵作業(yè)時，根據(jù)專業(yè)單位多年的施工經(jīng)驗選用高效耐久的封堵材料，但由于水流動能較大無法一次性封堵完成。第1次施工時封堵預(yù)留一個口子作為泄水口，待封堵強度達(dá)到后再次下井封閉泄水口，整個封堵施工完成水流改道。

4 實施效果

結(jié)合原排水系統(tǒng)部分管道并新建5口臨時檢查井的溢流法，在整個箱涵施工過程中始終確保中山南路排水系統(tǒng)未出現(xiàn)斷流的情況，同時，中山南路主道及董家渡路路口道路也通行順暢。通過前期的設(shè)計優(yōu)化，使箱涵結(jié)構(gòu)與主通道共板，保證了中山南路董家渡路路口整體標(biāo)高較為合理，景觀效果最佳。

5 結(jié)語

原管位上新建箱涵在施工前需要考慮多方面的因素[5-7]，如施工時原排水系統(tǒng)的正常通水；箱涵基坑為縱向，往往直接隔斷主干道交通通行，基坑寬度較大時只能采取分段施工的方案保證交通；施工前必須熟悉各個階段的排水方向，并準(zhǔn)確梳理需要鑿?fù)ɑ蚍舛碌牟课?；排水系統(tǒng)的施工安全必須考慮非汛期作業(yè)，特別是最終新老管道的接通。中山南路董家渡路箱涵施工時，綜合考慮以上各個方面的不利影響因素，并在設(shè)計、施工兩方面采用合理的技術(shù)措施，成功地實現(xiàn)了大型合流污水管在城市地下通道工程建設(shè)中的不斷流原位改造。