淺議污水管線納入綜合管廊的相關設計

王中柱

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市 200030）

淺議污水管線納入綜合管廊的相關設計

王中柱

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市 200030）

對污水管線進入地下綜合管廊的相關技術要求及入廊覆土厚度進行了分析研究。結合實際工程就排水管線，特別是污水管線入廊的相關設計要點進行了總結。

污水管線；綜合管廊；管廊斷面布置；支管穿越

0 引言

綜合管廊是指在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信、給排水等市政管線集于一體，并設有專門的投料口、管線分支口和完善的安全監測系統，實施統一規劃、統一建設和統一管理[1]。近年來，國家推進綜合管廊建設的力度逐年加大，綜合管廊建設進入了高速發展期[2]。住建部于2015年5月22日發布了最新版《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838-2015）[3]，對2012版規范做了諸多修訂完善，使綜合管廊的設計、施工更加規范。

為貫徹落實中央城市工作會議精神，完成今年《政府工作報告》確定的“開工建設地下綜合管廊2000公里以上”的工作任務，2016年6月17日，住房城鄉建設部召開推進城市地下綜合管廊建設電視電話會議，陳政高部長在會議上要求以高度的歷史責任感抓好地下管廊建設。會議強調堅決落實管線全部入廊的要求，絕不能一邊建設地下綜合管廊，一邊在管廊外埋設管線。筆者結合實際工程對排水管道，主要是污水管道入廊相關設計問題進行討論。

排水管線設施是城市市政基礎設施的重要組成部分，在城市污水收集與輸送、防汛排水安全服務保障方面發揮著不可缺少的作用。隨著城市建設的飛速發展，排水管道的建設逐年增加，城市地下管網的規模不斷擴大。城市市政排水管線主要有雨水管線、污水管線以及合流管線。由于排水攜帶雜質、固體顆粒，為避免淤積，便于清通，排水管道的敷設需有一定的坡度，并間隔一定距離設置檢查井。

一般情況下：雨水管線收集雨水后往往結合城市河道就近排放，多為重力流；污水管線收集污水后集中納入污水處理廠進行處理，當管線距離較長、管道埋設較深時，需設置中間提升泵站，將液位抬高后或壓力流輸送，或繼續重力流輸送。因此，排水管線壓力較低。

排水管道敷設后一般不需維護，只需每年定期或不定期根據管道淤積情況進行清通作業。清通作業可以從外部進行，一般無需人工進入管道操作或破路進行維護，如果管廊建設區域有合適的地形坡度可以利用，且規劃有排水箱涵，從集約管位資源考慮，可以將排水箱涵與管廊合建。

1 排水管線入廊要求研究

排水工程相關規范中對排水管線入廊要求沒有提及，綜合管廊規范中有相關要求。下面對排水管線入廊的相關要求進行分析。

1.1 管道材質

《室外排水設計規范（2014年版）》（GB 50014-2006）[4]對管道的要求主要有：

（1）第4.1.3條“管渠材質、管渠構造、管渠基礎、管道接口，應根據排水水質、水溫、冰凍情況、斷面尺寸、管內外所受壓力、土質、地下水位、地下水侵蝕性、施工條件及對養護工具的適應性等因素進行選擇與設計”。

（2）第4.1.4條“輸送腐蝕性污水的管渠必須采用耐腐蝕材料，其接口及附屬構筑物必須采取相應的防腐蝕措施”（強制性條文）。

《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838-2015）對納入綜合管廊的排水管道要求有：

（1）第4.3.9條“進入綜合管廊的排水管道應采用分流制，雨水納入綜合管廊可利用結構本體或采用管道排水方式”。

（2）第4.3.10條“污水納入綜合管廊應采用管道排水方式，污水管道宜設置在綜合管廊的底部”。

（3）第6.3.4條“雨水、污水管道可選用鋼管、球墨鑄鐵管、塑料管等。壓力管道宜采用剛性連接，鋼管可采用溝槽連接”。

雨污水管線納入管廊的要求不盡相同：雨水管道可以采用管道或利用結構本體納入管廊，而污水管道則要求采用管道排水方式納入管廊。這主要是考慮到綜合管廊結構壽命按100 a設計，而污水管道內的污水會產生H2S等有害氣體，溶解于水后將產生腐蝕性物質，縮短管道結構壽命。因此，污水納入綜合管廊須采用管道方式，或在綜合管廊內部涂襯防腐層。

1.2 管道安裝

《室外排水設計規范（2014年版）》（GB 50014-2006）對排水管道的安裝要求有：

第4.3.4A條“當矩形鋼筋混凝土箱涵敷設在軟土地基或不均勻地層上時，宜采用鋼帶橡膠止水圈結合上下企口式接口形式”。

《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838-2015）對排水管道的安裝要求有：

（1）第6.3.3條“排水管渠進入綜合管廊前，應設置檢修閘門或閘槽”。

（2）第6.3.7條“雨水、污水管道的通氣裝置應直接引至綜合管廊外部安全空間，并應與周邊環境相協調”。

（3）第6.3.8條“雨水、污水管道的檢查及清通設施應滿足管道安裝、檢修、運行和維護的要求。重力流管道并應考慮外部排水系統水位變化、沖擊負荷等情況對綜合管廊內管道運行安全的影響”。

（4）第6.3.9條“利用綜合管廊結構本體排除雨水時，雨水艙結構空間應完全獨立和嚴密，并應采取防止雨水倒灌或滲漏至其他艙室的措施”。

根據以上要求，納入綜合管廊敷設的排水管道應考慮通氣裝置，利用結構本體的雨水管渠應采取防止雨水滲漏到其他艙室的措施。

1.3 管線相容

關于排水管道與其他市政公用管線是否可置于同一艙室的問題，相關規范并未作明確說明。目前，就已建設的雨水箱涵或帶雨水艙的綜合管廊而言：考慮到雨水系統一般按滿流設計，雨水艙內未設置電力系統，甚至照明系統也不設置；給水管由于衛生原因，不能敷設于雨水艙內；其他管線也基本未納入雨水艙敷設。故水箱涵納入綜合管廊建設主要是考慮兩者合建后節省地下空間。污水采用管道形式納入綜合管廊理論上可以與其他管線同艙敷設，但考慮到污水管道坡度設置、檢查井設置以及一旦管道破損可能對管廊內部環境造成的影響，宜單獨設置污水管道艙室。

目前，考慮到污水管廊艙內部的通風、檢查井設置、影響管道敷設深度及經濟因素等問題，污水管道納入綜合管廊建設的實際工程較少。污水納入綜合管廊應采用管道排水方式，將污水管道設置在綜合管廊內，對管道防滲漏、排氣、檢修等技術要求高。一般情況下綜合管廊宜與道路縱坡一致，控制埋深，減小造價。但污水管一般情況下為重力流，管道需按一定坡度埋設。地勢較平坦的地區，管道埋深逐漸加深。根據相關規劃設計資料，綜合管廊的覆土深度一般按2.0～3.5 m控制。當污水管道高程與綜合管廊高程可以相適應時，一般為3.5～6 m，重力流污水管道可進入綜合管廊單艙敷設。當污水管道埋深較大時，如果將污水管道納入綜合管廊會導致綜合管廊埋深大幅增加，加大工程投資。若考慮污水壓力管，設置污水泵站提升，工程建設投資和運行費用都較高。

2 污水管線入廊覆土厚度分析

（1）為滿足兩側每間隔80～120 m雨污水街坊支管的接入，在污水管道主線覆土至少大于3.5 m時，兩側雨污水支管（覆土按1.5 m控制）方有條件從管廊頂部接入，如圖1所示。

圖1 雨污水支管與綜合管廊（污水入廊）交叉示意圖一

（2）當污水管道大于2.5 m但不能滿足覆土3.5 m的要求時，雨污水支管（覆土按1.5 m控制）不具備從管廊頂部接入的條件。為解決管道重力流接入的問題，污水艙下部應有標高調節空間，當雨污水支管穿越污水艙本體時，檢修人員及物料可從下部穿越，如圖2～圖6所示。

圖2 雨污水支管與綜合管廊（污水入廊）交叉示意圖二

圖3 雨污水支管與綜合管廊（污水入廊）交叉示意圖三

圖4 雨污水支管與綜合管廊（污水入廊）交叉示意圖四

圖5 雨污水支管與綜合管廊（污水入廊）交叉示意圖五

圖6 雨污水支管與綜合管廊（污水入廊）交叉示意圖六

3 工程實例

本文結合近期西部某市市政道路工程中污水管道納入綜合管廊的設計，對相關設計問題進行分析。

2.1 市政道路A污水管線入廊可行性分析

（1）污水系統布局

根據《西部某城市污水專項規劃（2010～2020）》，市政道路A（緯一路—緯四路）紅線寬度為30 m，總長度約2.838 km，屬西部某城市某污水系統服務范圍。根據規劃，市政道路A（緯一路—緯四路）擬敷設1根DN400～DN600污水管道，由北向南排入緯一路后，轉向東穿越河道后，沿經一路向南排放。污水系統管徑及走向如圖7所示。

圖7 西部某城市某污水系統管徑及走向示意圖

（2）豎向標高

結合道路縱斷布置方案，市政道路A道路起終點標高為1 079.41～1 092.59 m，下游緯一路已建的1 000污水干管底標高為1 071.54 m，按此控制標高，市政道路擬建DN400～DN600污水管與綜合管廊縱斷相對關系如圖8所示。

圖8 道路A污水管道與綜合管廊縱斷相對關系示意圖

通過分析，結合上圖所示縱斷相對關系，市政道路A（緯一路—緯四路）段擬建DN400～DN600污水管位于管廊下部，污水管道入廊時可與管廊主體分建或合建，與其交叉的管線可從污水管廊頂板上方穿越。故該段市政道路A（緯三路～緯五路）段污水管道可納入綜合管廊同步建設。

（3）綜合管廊橫斷面布置

依據各市政管線專項規劃及各相關單位反饋意見等，該段綜合管廊采用三艙室的布置方式，斷面尺寸為12.5 m×4.05 m，納入20孔通訊電纜、DN600給水管、12回10 kV電力電纜及2×DN1 000熱力管，同時納入DN400～DN600污水管道。綜合管廊橫斷面布置如圖9、圖10所示。

圖9 市政道路A綜合管廊橫斷面示意圖

圖10 市政道路A綜合管廊總體位置示意圖（單位：m）

3.2 市政道路B污水管線入廊可行性分析

（1）污水系統布局

根據北京市市政工程設計研究總院編 制的《西部某城市專項規劃（2010～2020）》，市政道路B（緯三路—緯五路）紅線寬度為40 m，綜合管廊長度約1.855 km，屬西部某城市某污水系統服務范圍。根據規劃，市政道路B（緯三路—緯五路）擬敷設1根DN400～DN600污水管道，由北向南排入緯三路污水管道。污水系統管徑及走向如圖11所示。

圖11 西部某城市某污水系統管徑及走向示意圖

（2）豎向標高

本段市政道路B（緯三路—緯五路）下游緯三路路口已建的DN600污水管底標高為1 084.99 m，按此控制標高，該路段擬建DN400～DN600污水管位于管廊下方，污水管渠及綜合管廊縱斷相對關系如圖12所示。

圖12 道路B污水管道與綜合管廊縱斷相對關系示意圖

通過分析，結合上圖所示縱斷相對關系，市政道路B（緯三路—緯五路）段擬建DN400～DN600污水管位于管廊下部，與其交叉的管線可從污水管廊頂板上方穿越。故該段市政道路B（緯三路—緯五路）段污水管道可納入綜合管廊同步建設。

（3）綜合管廊橫斷面布置

依據各市政管線專項規劃及各相關單位反饋意見等，該段綜合管廊采用七艙室的布置方式，斷面尺寸為16.7 m×4.7 m，納入20孔通訊電纜、DN400給水管，納入4回路220 kV電力電纜、8回110 kV電力電纜、12回10 kV電力電纜及2×DN900熱力管，同時納入雨水箱涵及DN400～DN600污水管道。綜合管廊橫斷面布置如圖13、圖14所示。

圖13 市政道路B綜合管廊橫斷面示意圖

圖14 市政道路B綜合管廊總體位置示意圖（單位：m）

4 結語

本文結合工程案例，對綜合管廊排水管道主要是污水管道入廊的相關設計問題進行了分析，提出如下設計原則：

（1）根據中華人民共和國住房和城鄉建設部的相關會議要求，排水管線中的污水管線應納入綜合管廊。

（2）由于雨水管道斷面較大，且以重力流排水為主，一旦敷設后一般不必維護，只需每年定期或不定期根據管道淤積情況進行清通作業。當受到受納水體的河底標高控制而標高受限時，雨水管道納入綜合管廊難度很大，因此當工程范圍內雨水以管道形式敷設，且標高位于管廊上方時，原則上不考慮雨水管道納入綜合管廊，但管廊建設區域有合適的地形坡度可以利用，且規劃有雨水箱涵，從集約管位資源角度，考慮將雨水箱涵與管廊合建。

（3）由于污水管線有坡度設置、檢查井設置，以及污水管道存在破損對管廊內部環境造成較大影響的問題，污水管道納入綜合管廊應單獨設置艙室，不與其他管線共艙室。

（4）污水管線納入綜合管廊采用管道排水方式，污水艙室應考慮人員檢修、管道安裝及運營養護的需求。

（5）為便于重力流周邊街坊支管的接入，污水艙室宜設置在綜合管廊的最外側。

（6）雨污水街坊支管覆土按1.5～2.0 m控制。

（7）當雨污水管線交叉，標高有沖突時，優先考慮雨水管線應避讓污水管線。

[1]王恒棟，薛偉辰.綜合管廊工程理論與實踐[M].北京：中國建筑出版社,2013.

[2]范翔.城市綜合管廊工程重要節點設計探討[J].給水排水，2016 (1):117-122.

[3]GB50838-2015，城市綜合管廊工程技術規范[S].

TU990.3

B

1009-7716（2016）12-0100-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.029

2016-08-16

王中柱（1983-），男，河南信陽人，工程師，從事市政工程設計工作。