管廊建設|污水管線入廊先決條件？如何設計施工？怎么維護？
管廊建設|污水管線入廊先決條件？如何設計施工？怎么維護？
導語
根據國家政策要求及綜合管廊國家規范，污水管道應納入綜合管廊內，但目前各地實施過程中產生一些問題，例如：納入管廊污水管檢查井的設置問題、管廊斷面的布置形式問題以及污水支線的接入問題等，這些到底怎么做？我們一起探討一下！
污水管的特點
污水管分為重力流和壓力流兩種：①多數為重力流，考慮疏通和沼氣排放，設檢查井；②壓力污水管多設于泵房出水管或過河道及其他情況，由于流速較高，堵塞可能性小，一般考慮在高點設排氣閥，其余可參考給水管道設計。
污水管入廊條件
1、豎向條件的要求：
市政雨污水系統基本以重力流為主，埋深逐漸加大當雨污水管坡向與地面高程總體差距不大時，利于入廊。
2、坡度與坡向條件：
川谷型城市中，雨污水管線入廊可以利用道路坡度雨污水管線入廊是合理的，比平原地區入廊更具經濟性。
3、高程系統條件：
由此可見，污水管是否納入綜合管廊，應當結合規劃道路或現況道路的標高以及相關的其他市政規劃一并考慮。在不大幅增加管廊覆土厚度和增設排水泵站深度的前提下，可考慮將污水管納入綜合管廊，否則，應慎重考慮污水管入廊。
綜合管廊斷面的不同如何設計污水管入廊方式
在確定污水管入廊的前提下，綜合管廊的斷面布置尤為關鍵，除了需要考慮污水管在管廊內的安裝和檢修，還要支管的接入及管道疏通及與其他共艙管道的協調等因素，因此綜合管廊斷面及支管接入方式的設計合理與否尤為重要，以下通過幾個實際工程案例進行分析說明。
兩艙
二艙布置，為綜合艙(給水、再生水、污水、電力和通信)和燃氣艙。
特點：支線管廊，結合道路生態植草溝排水。
三倉
三艙布置，為綜合艙(給水、再生水、污水、熱力、電力和通信) 、電力隧道艙和燃氣艙。
特點：干線管廊，雨水沒納入管廊，結合電力隧道。
三艙布置，為綜合艙(給水、再生水、污水、電力和通信)、雨水艙和燃氣艙。
特點：支線管廊，結合地下空間，雨水管埋深較淺。
四艙
四艙布置，為電力隧道艙、綜合艙給水、再生水、電力和通信、雨(污)水艙和燃氣艙。
特點：干線管廊，結合電力隧道和雨水調蓄。
五艙
五艙布置，為雨艙2艙(與其他三艙分離布置)、污水艙、綜合艙(給水、再生水、電力和通信)和燃氣艙。
特點：支線管廊結合地下空間如圖所示：
具體施工方案
一般來講，管廊內污水管線采用支架或者支墩安裝，與室外污水支管采用塑料圓形井筒鏈接，井筒頂部設置DN100透氣管就近接入室外檢查窨井，其余管段處每隔一定距離設置檢查井筒和通氣管，通氣管出管廊后敷設至綠化帶內，高出綠化2m，頂上設置通氣帽，室內污水主管上每隔一定距離向上設置DN200檢查口，檢查口上設有DN100氣、水沖洗口。綜合管廊內集水坑的污水提升泵出水管可接入檢查口的沖洗口。管廊內污水管在綜合管廊管線分支口處設置三通，接管廊外污水支管，在道路紅線外2m處設置污水檢查井，收集地塊污水。
綜合管廊內污水管道設計示意圖
市政及建筑污水管道可選用的檢查井、口設置方式主要有以下兩種；
（1）污水檢查井
常規的市政污水檢查井是排水管道系統上為檢查和清理管道而設立的窨井。同時還起連接管段和管道系統的通風作用。相鄰兩井之間管段應在一條直線上，因此，在管道斷面改變處、坡度改變處、交匯處、高程改變處都需設置檢查井，在過長的直線管段上也需分段設置檢查井（根據管道直徑和雨、污水類型規定分段間距）。
根據《室外排水設計規范（2014年版）》（GB50014 – 2006）中的相關規定，“檢查井在直線管段的最大問距應根據疏通方法等具體情況確定。
市政污水檢查井
（2）清掃口或檢查口
清掃口一般裝于建筑排水橫管，管道被堵時打開清掃口，可以疏通管道。檢查口帶有可開啟檢查蓋的配件，裝設在建筑排水立管及較長橫管段上，作檢查和清通之用。
清洗口
檢查口
沙丙路污水管線納入綜合管廊，考慮綜合利用市政污水檢查井及建筑排水管清掃口的特點：
1、每隔160m設置一對檢查井，并在井內設置沉泥槽，以減少沉淀物進入主管，同時，便于后期管養；
2、檢查井之間在管廊內部設置檢查口，采用異徑三通，三通處向上并通過盲板法蘭封堵，在進行管道疏通時開啟。
管廊污水管檢查節點設
1、污水通氣設計
（方案1）采用檢查井直通地面形式：管廊內按照排水規范要求間距設置檢查井，檢查井直通地面，污水管單艙敷設。
（方案2）采用排氣管排氣：按要求設置檢查井，檢查井不同地面，利用排氣管排氣。
2、污水管檢查井設計
（方案1）接戶管從頂端接入接戶檢查井如圖所示
2、污水管檢查井設計
（方案2）接戶管從底端接入檢查井如圖
3、污水管布置
（方案1）污水管布置在管廊頂部，這樣的方案一般適用于壓力污水管；
（方案2）污水管布置在管廊底部（如上圖所示）
4、豎向設計
情形1：道路為單向縱坡，管道規劃設計坡向與道路一致
雖為單向坡，但是局部往往仍會有小的起伏。可利用污水艙室內的富余空間通過調整管道相對高度，局部設計跌水井。
情形2：道路為單向縱坡，管道規劃設計坡向與道路反向
與規劃部門協商，調整管道的規劃設計。亦可通過提升設施來適應管道規劃。
情形3：道路有較頻繁且較大的起伏
不推薦此類路段污水入廊，若入廊需增加污水提升設施。
5、豎向交叉問題
污水管道入廊后，與雨水管交叉，通常情況下需要雨水管避讓管廊。無法避讓時，優先雨水做倒虹。
污水管道入廊后，與其它管線交叉，通常情況下需要其它管線避讓管廊。污水管道入廊后，與其它管線交叉，需要管廊倒虹避讓的，若污水管道局部出艙、管廊倒虹能解決交叉問題的情況采用管廊倒虹，污水管道局部出艙的避讓方式。以上情況都不能解決交叉問題時，再考慮管道隨管廊倒虹避讓的方式。
綜上所述，在考慮上述的五個方面的設計問題后，污水入廊的方案可歸納為以下幾種：
方案1：污水單獨建艙，檢查井豎直伸出地面，右側接入管從管廊頂部接入。此方案適合單側服務區域較小的道路。當管道堵塞可從管廊外部進入檢查井進行疏通，管道的維護可進艙室進行。但是艙室的利用率較差。
方案2： 污水與其它管道同艙，檢查井豎直伸出地面，接入管從管廊底部接入。當 管道堵塞可從管廊外部進入檢查井進行疏通，管道的維護可進艙室進行。
方案3：污水與其它管道同艙，檢查井從管廊側面伸出地面，接入管從管廊底部接入。當 管道堵塞，管道的維護進艙室進行。該方案艙室的利用率較高。
管廊平面位置方案
一般而言，綜合管廊確定平面位置時，主要考慮管廊吊裝、逃生、通風等口部設施的布置需求，而納入污水管的管廊，為了方便污水檢查井（出艙井）、通風、沖洗設施布置，污水管宜布置在綠化帶下，并以此確定管廊平面位置，即管廊平面位置決定因素需要同時兼顧管廊吊裝、逃生、通風等口部設施及污水管道的檢查井（出艙井）、通風、沖洗設施布置需求，如圖1所示。
管廊豎向布置方案
常規綜合管廊入廊管線均為非重力流，為降低管廊埋深，管廊豎向設計時一般依道路坡度順勢敷設，而污水管為重力流管，因此，納入污水管的綜合管廊，其豎向設計坡度需要滿足污水管線敷設坡度的要求，管廊埋深應滿足街區污水支管（接戶管）自流接駁至廊內污水管的要求，如圖1所示。
與街區污水管的接駁方案（污水出艙井）
污水管道入廊后仍需按直埋鋪設一樣，每隔一定距離（一般間隔2個檢查井，約120 m）設置接戶井以滿足街區污水管道接入的需求，考慮在有污水接戶需求處設置污水出艙井，該出艙井需兼顧污水管檢修、通風、清疏等功能。如上文對管廊平面位置的布置要求，污水出艙井均位于綠化帶下，從而避免了對路面交通和美觀的影響。街區污水管經污水接戶井、連接支管、污水出艙井接至廊內污水管。污水接戶井內設置必要的攔污設施，以降低廊內污水管堵塞風險。
與市政污水管（廊內污水管）的接駁方案（管廊交叉處理）
丁字型和十字型交叉是綜合管廊建設中很常見的2種交叉類型，2條管廊在交叉處的設計方案是管廊設計的難點。污水管道入廊后，管廊交叉方案除了要考慮各艙室管線的連接、人員的通行、防火分區的隔斷外，還需要特別考慮2條污水管的接駁及管廊埋深增加問題。
如常規管廊在交叉處的做法一般采用上下交叉，即下層管廊在交叉處先下彎，滿足上層管廊覆土及未入廊管線交叉需求，之后再上彎至設計覆土隨道路坡度敷設，以降低下游管廊埋深。而污水管道入廊后，該種交叉方式將會導致下層管廊內的污水管出線倒虹段，增加了污水管堵塞風險，如圖2所示。
因此，污水管道入廊后，管廊的交叉方案應結合污水管接駁要求進行調整，即由常規的上下層交叉，改為平行交叉。以丁字型交叉為例介紹污水管道入廊后的管廊交叉處理設計要點：
（1）2條管廊的污水管所在艙室平交，滿足污水管重力自流接駁需求。
（2）其他艙室（均為非重力管線）通過上彎或下彎避讓污水管所在艙室實現連接，考慮到投資因素，宜采用上彎形式以降低管廊交叉處的埋深，覆土不滿足要求時，可考慮將管線并排布置以降低上彎處的管廊斷面高度，如圖 3～圖 5所示。
管道選材
常用的污水管道管材主要有鋼筋混凝土管(PCP)、高密度聚乙烯管（HDPE）、鋼管等。結合綜合管廊工程實際，從使用壽命、抗滲能力、防腐能力、施工難易度及管材價格等方面進行比選。
污水管線管材比選
| 管材性能 | 鋼筋混凝土管 | 鋼管 | 高密度聚乙烯管 |
| 使用壽命 | 較長 | 較短 | 長 |
| 抗滲性能 | 較弱 | 較強 | 強 |
| 防腐能力 | 較強 | 較弱 | 強 |
| 承受外壓 | 可深埋能承受較大外壓 | 可深埋能承受較大外壓 | 受外壓較差易變形 |
| 施工難易 | 較難 | 方便 | 方便 |
| 接口形式 | 承插式橡膠圈止水 | 現場焊接鋼性接口 | 套筒接口橡膠圈止水 |
| 粗糙度（n值）水頭損失 | 0.013～0.014水頭損失較大 | 0.013(水泥內村)水頭損失較大 | 0.010水頭損失較小 |
| 重量管材運輸 | 重量較大運輸較麻煩 | 重量較大運輸較麻煩 | 重量較小運輸方便 |
| 管道綜合價埋深2md1000（元/m） | 最便宜 | 較貴 | 最貴 |
| 對基礎要求 | 較高 | 較低 | 較低 |
管材
性能
鋼筋混凝土管
鋼管
高密度聚乙烯管
使用壽命
較長
較短
抗滲性能
較弱
較強
防腐能力
較強
較弱
承受外壓
可深埋
能承受較大外壓
可深埋
能承受較大外壓
受外壓較差
易變形
施工難易
較難
方便
方便
接口形式
承插式
橡膠圈止水
現場焊接
鋼性接口
套筒接口
橡膠圈止水
粗糙度
（n值）
水頭損失
0.013～0.014水頭損失較大
0.013(水泥內村)水頭損失較大
0.010水頭損失較小
重量
管材運輸
重量較大
運輸較麻煩
重量較大
運輸較麻煩
重量較小
運輸方便
管道綜合價
埋深2m
d1000（元/m）
最便宜
較貴
最貴
對基礎要求
較高
較低
較低
通過比選可知，鋼筋混凝土管雖然為常用市政大口徑污水管道管材，但是其接口多、粗糙度高，且重量大，對基礎要求高；鋼管雖然接口施工方便，承受外壓能力大，但是防腐性能弱、使用壽命相對較短、重量大不易運輸；高密度聚乙烯管抗腐蝕能力強、運輸便利、施工簡便、水頭損失小。納入綜合管廊的污水管道大多為污水干管，同時所輸送污水具有一定的腐蝕性，因此，相比較于鋼筋混凝土管和鋼管，高密度聚乙烯管管道（HDPE）更適合作為綜合管廊內污水管道的管材選擇。
綜上可知，推薦高密度聚乙烯管作為沙丙路綜合管廊內的污水管道管材，鋼筋混凝土支墩支撐，熱熔接口，接口處外包防滲材料。
日常維護
廊內污水管通風方案
傳統直埋敷設時，污水管每隔一定距離設置檢查井，并借助檢查井井蓋的孔洞進行通風換氣，保證管內有害氣體濃度保持在爆炸下限以下。污水管道入廊后，檢查井由污水出艙井代替，間距較直埋敷設增大很多，一般不小于120 m，因此污水管道入廊后，應對污水管通風方案進行特別設計。根據盧金鎖等對污水管道中檢查井通風特性模擬研究結論，污水管內水體流動和檢查井處的跌水是污水管進行通風換氣的動力因素，而管道長度則是通風換氣的阻力因素。在管內流速和跌水高度不變時，增加檢查井井蓋開孔面積可顯著增大通氣量，減小污水管道內的空氣更新置換時間，進而減少有害性氣體的濃度，即可顯著增加下游管道安全長度。如檢查井跌水0.9 m，井蓋開孔比分別為0.125%和0.5%，由跌水通風確保的下游污水管道安全長度在DN600污水管時分別為164 m和465 m，DN800時分別為246 m和626 m，DN1 000時為327 m和810 m。按照以上研究結論，可以認為只要對本文提出的污水出艙井設置間距和井蓋的開孔比進行合理設計，污水管道入廊的通風問題就可以得到有效解決。
廊內污水管清疏方案
目前市政污水管清疏方式主要采用2種方式，一是管徑小于等于DN800的管道，多采用高壓清洗車進行逐段機械沖洗，一次沖洗距離一般可達120 m以上；二是管徑大于DN800的管道，采用人工進入管道內進行清疏。如前文所述，入廊污水管每隔一定距離（約120 m）設置污水出艙井，因此，對于管徑小于等于DN800的污水管，仍可以采用傳統直埋污水管的高壓清洗車清疏方式；對于管徑大于DN800的污水管，除污水出艙井外，可考慮在污水管道上增設壓力井蓋的措施，為人工清疏提供條件。此外，通過在污水出艙井處的污水管上設置沉泥三通，并借助抓泥車、吸污車等機械設備，可以將清疏的淤泥、砂石進行清掏至管廊外。
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