管廊工程納入雨水、污水設(shè)計(jì)方案分析
——以翔安新機(jī)場片區(qū)綜合管廊工程為例

韓云洪

(廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司 福建廈門 361000)

1 項(xiàng)目背景

2015年1月，廈門市獲得了財(cái)政部、住建部的高度評價(jià)，并成功入選2015年綜合管廊試點(diǎn)城市。申報(bào)試點(diǎn)城市成功后，廈門市積極推進(jìn)綜合管廊建設(shè)相關(guān)工作，明確了3個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，分別為：(1)集美大道綜合管廊項(xiàng)目，總長為5.9km；(2)翔安南部新城綜合管廊項(xiàng)目，總長為10.8km；(3)翔安新機(jī)場片區(qū)綜合管廊項(xiàng)目，總長為22.2km。

本文以翔安新機(jī)場片區(qū)地下綜合管廊項(xiàng)目為例，探討雨污水入廊在設(shè)計(jì)時(shí)需注意問題及入廊后的設(shè)計(jì)方案。

2 項(xiàng)目概況

翔安新機(jī)場片區(qū)地下綜合管廊工程位于廈門市翔安區(qū)大嶝島，綜合管廊建設(shè)總長度19.7km(不含南部新城綜合管廊)。試點(diǎn)項(xiàng)目擬建設(shè)綜合管廊的道路共8條，分別是：翔安東路、橫二路、大嶝中路、機(jī)場北路、環(huán)嶝北路、蟳窟北路、迎賓大道、機(jī)場快速路,如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目系統(tǒng)圖

納入管線包括：110kV和220kV高壓電力、10kV電力、通訊電纜(含有線、交通)、給水管、再生水管、污水管(重力、壓力)以及預(yù)留直飲水管道、燃?xì)夤?，部分道路納入雨水重力管。

現(xiàn)對片區(qū)雨污水規(guī)劃情況做簡要介紹。

(1)雨水規(guī)劃情況

新機(jī)場規(guī)劃區(qū)是獨(dú)立海島，通過外圍四周防潮堤岸建設(shè)滿足規(guī)劃區(qū)防潮要求，排澇則通過調(diào)蓄模式與直排模式相結(jié)合，共同構(gòu)成規(guī)劃區(qū)排澇系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分如圖2所示，淺色區(qū)域A、C、D采用直排模式，流域A匯水面積約2.3km2，其他區(qū)域流域B均采用調(diào)蓄模式，排入圍場河。圍場河控制低水位為0.3m，控制高水位為3.1m。

圖2 雨水排放分區(qū)圖

(2)污水工程規(guī)劃情況

規(guī)劃區(qū)污水主要分為2個(gè)分區(qū)排放：西片進(jìn)入蟳窟再生水廠進(jìn)行處理；東片進(jìn)入迎賓再生水廠進(jìn)行處理,如圖3所示。

圖3 污水系統(tǒng)圖

3 雨水、污水入廊分析

3.1 雨水入廊分析

通常雨水納入綜合管廊可利用結(jié)構(gòu)本體或采用管道方式，由于項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)闉I海環(huán)境，且大部分管廊位于填海造地范圍內(nèi)，采用綜合管廊本體進(jìn)行排水存在因地基不均勻沉降導(dǎo)致滲漏的風(fēng)險(xiǎn)較大，因而采用管道形式入廊。

另外，根據(jù)規(guī)劃情況，大嶝島范圍內(nèi)整體豎向標(biāo)高較低(約4.5m～6.0m)，地勢較為平坦，對于該項(xiàng)目，雨水入廊制約因素主要是海水倒灌問題。根據(jù)排水防澇規(guī)劃，為解決內(nèi)澇問題，新機(jī)場片區(qū)在現(xiàn)有水系的基礎(chǔ)上構(gòu)建了圍場河，河道控制高水位3.1m。考慮雨污水納入綜合管廊后，管廊標(biāo)準(zhǔn)段覆土為1.5m，雨水在綜合管廊內(nèi)管頂距離路面按5m考慮，并增加1m的安全水頭，因此，為使雨水能重力流順利排入圍場河，避免倒灌，綜合管廊所在道路標(biāo)高至少要高于9.1m(9.1m=3.1m控制最高水位+5m雨水管覆土+1m安全水頭)時(shí)，方可滿足雨水不倒灌的要求。

根據(jù)上述分析，該項(xiàng)目中僅橫二路(道路標(biāo)高9.1m～14.9m)、大嶝中路(道路標(biāo)高10.0m～11.8m)、機(jī)場北路(道路標(biāo)高9.1m～13.8m)規(guī)劃豎向標(biāo)高在9.1m以上，因此只能將上述3條滿足條件的綜合管廊內(nèi)納入雨水管道。

3.2 污水入廊分析

根據(jù)片區(qū)污水規(guī)劃，規(guī)劃污水泵站及再生水廠均位于綜合管廊外下游污水長度較短，為污水入廊創(chuàng)造了有利條件。針對污水入廊形式做出以下兩種方案比選。

方案一：污水艙與市政艙共建，置于市政艙底部(圖4)。

方案二：污水單獨(dú)成艙(圖5)。

圖4 方案一示意圖圖5 方案二示意圖

翔安新機(jī)場片區(qū)規(guī)劃地勢相對平坦，規(guī)劃路網(wǎng)標(biāo)高存在一定程度起伏，綜合管廊所在道路下污水管道均為污水干管，因此，污水管道入廊除需要考慮重力流需求外，還需考慮兩側(cè)道路污水接駁的需求。兩個(gè)方案比選如表1所示。

表1 污水入廊方案對比表

根據(jù)片區(qū)污水規(guī)劃，規(guī)劃污水管道排向基本與道路整體坡向一致，存在逆坡情況較少，另一方面，綜合管廊兩側(cè)道路污水匯入需求大，因而推薦采用方案一方式納入污水管線。

3.3 綜合管廊斷面

基于上述分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)條件，以片區(qū)內(nèi)橫二路為例，對綜合管廊斷進(jìn)行分析確定。該路段入廊管線包含：DN400給水管、DN300再生水管、16孔10kV中壓電纜、12孔通信電纜、DN800雨水管道、DN300污水管道、4回110kV高壓電纜，DN200燃?xì)夤艿馈?/p>

根據(jù)綜合管廊設(shè)計(jì)規(guī)范，燃?xì)庑柙O(shè)置單艙；考慮到高壓電纜維護(hù)的特殊性，將高壓電纜進(jìn)行單艙布置；其余管道統(tǒng)一置于市政艙中。為便于管理，雨污水管道置于市政艙底部敷設(shè)，局部逆坡坡度不大時(shí)，亦可通過調(diào)節(jié)支墩高度以滿足雨污水管道重力流排放，同時(shí)考慮到兩者的引出管在豎向上錯(cuò)開，采取雨水在下層、污水在上層的錯(cuò)層布置方式。斷面布置如圖6所示。

圖6 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

4 雨污水管道入廊設(shè)計(jì)

4.1 總體設(shè)計(jì)思路

綜合管廊內(nèi)的雨、污水密閉、防滲要求較高，且管廊內(nèi)管道環(huán)境與傳統(tǒng)地埋式管道環(huán)境差別甚大，因而需進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)。

(1)雨污水管徑及排向，需滿足城市雨污水規(guī)劃的需求，不得減少雨污水管道的過流能力。

(2)平面及豎向上需滿足雨污水自流排放的要求，尤其在道路交叉口位置。

(3)預(yù)留檢查井、檢修檢查井需滿足與市政管道接駁及清疏需求。

(4)管廊內(nèi)雨污水管的管材需滿足綜合管廊運(yùn)行安全的需求。

(5)綜合管廊內(nèi)雨污水管道四周的空間需滿足管道安裝及更換維護(hù)的需求。

4.2 平面設(shè)計(jì)

污水管道平面上跟隨綜合管廊線位進(jìn)行敷設(shè)，并根據(jù)市政管線設(shè)計(jì)預(yù)留管。

雨水管道為控制綜合管廊內(nèi)檢查井?dāng)?shù)量，一般在道路上進(jìn)行多個(gè)雨水口串聯(lián)后再接入綜合管廊內(nèi)的雨水檢查井。

4.3 管材及管道基礎(chǔ)

污水管道綜合考慮管道的防腐及明敷的安裝需求，采用污水用離心球墨鑄鐵管，管道接口為T型滑入式接口或法蘭連接，接口膠圈為丁腈橡膠圈(NBR)。管道外防腐層采用外噴鋅，最后噴涂瀝青涂層，內(nèi)防腐采用高鋁水泥內(nèi)襯，因承口處管道可能與污水接觸發(fā)生腐蝕，需噴涂鋅層加紅色環(huán)氧漆。管道基礎(chǔ)采用120°混凝土支墩，如圖7所示。

如圖8所示，雨水管道方面，考慮到大口徑球墨鑄鐵管重量大，安裝不變，該設(shè)計(jì)雨水管道采用雙平壁鋼塑(PE)復(fù)合纏繞管，管道環(huán)剛度要求不小于S2級別，電熱熔連接，管道管底設(shè)180°帶狀混凝土基礎(chǔ)。

圖7 雨污水管道基礎(chǔ)示意

圖8 雨水管抱箍處做法大樣

4.4 管廊分支口及檢查井設(shè)計(jì)

綜合管廊內(nèi)雨污水分支管從綜合管廊底部接出與預(yù)留檢查井相連，預(yù)留井設(shè)50cm落底用于沉泥，并設(shè)置閘槽井，如圖9所示。

圖9 雨水管分支口做法示意

綜合管廊內(nèi)的雨、污水檢查井密閉、防滲要求較高，雨水檢查井采用收口型塑料檢查井。檢查井周圍回填中粗砂。檢查井采用圓形HDPE井底座，其質(zhì)量需滿足《市政排水用塑料檢查井》(CJ/T326)要求，井筒采用PVC軸向中空管，其質(zhì)量需滿足《埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng) 第3部分：雙層軸向中空壁管材》(GB/T18477.3)的要求。井筒的環(huán)剛度應(yīng)≥8kN/m2。

圖10 污水管分支做法示意圖

污水檢查井采用三通管件加法蘭盲板形式，如圖10所示。平時(shí)法蘭盲板鎖死，防止污水及氣體外溢至綜合管廊內(nèi)部，檢修時(shí)可拆卸盲板。污水預(yù)留管接入處設(shè)置四通管件，管徑放大一級便于清掏，并在其上游增設(shè)污水檢查井及通氣裝置，通氣立管管徑為DN100，頂部設(shè)置管罩，做法參照國標(biāo)《鋼筋混凝土化糞池》(03S702-66)做法。

4.5 管廊交叉處設(shè)計(jì)

為滿足綜合管廊內(nèi)污水重力管自流接駁需求，在綜合管廊交叉接駁處采用市政艙平面交叉，其他艙室采用上行或者下行方式繞行，如圖11所示。

圖11 管廊交叉處做法示意

項(xiàng)目于2016年設(shè)計(jì)，目前已實(shí)施完成，圖12是其現(xiàn)場實(shí)施照片。

圖12 現(xiàn)場實(shí)施照片

5 結(jié)語

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，針對遇到的問題提出如下幾點(diǎn)建議：

(1)由于雨污水管道位于市政艙底部，且雨水管管徑較大，建議管道與主體結(jié)構(gòu)同期實(shí)施，避免交叉施工工序安排混亂。

(2)建議雨水管道在驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行閉水試驗(yàn)，避免滲漏現(xiàn)象。

(3)在雨水系統(tǒng)完善之前必須對上部排水封堵，避免雨季時(shí)候造成管廊內(nèi)部積水。