淺談?wù)婵张潘绞皆诠芾戎械膽?yīng)用

何亦真

武漢市政工程設(shè)計研究院有限責任公司 湖北 武漢 430000

綜合管廊為地下構(gòu)筑物，對地下構(gòu)筑物影響最大的是地下水，目前所有的地下構(gòu)筑物普遍存在漏水的情況，除了在建設(shè)過程中采取嚴密的防水措施外，管廊內(nèi)的排水措施也是重要的治水手段。管廊內(nèi)的水積水主要為伸縮縫的滲漏水、管廊內(nèi)的沖洗水以及管廊內(nèi)供水管道的放空檢修水等。

管廊屬于密閉的空間，長期積水使管廊內(nèi)的空氣潮濕，容易滋生細菌，產(chǎn)生異味，也容易使金屬支架生銹，電纜發(fā)霉，尤其是阻火包在潮濕的環(huán)境中非常容易變質(zhì)失效，同時管廊內(nèi)有各種電氣設(shè)備，潮濕的環(huán)境將大大降低電氣設(shè)備的運行安全及壽命。由此可見，管廊內(nèi)的積水會造成諸多的安全隱患，對管廊的運行產(chǎn)生極大的影響，因此做好管廊的排水措施顯得尤為重要。

目前綜合管廊常用的排水方式是水泵抽排方式，即在管廊內(nèi)部設(shè)置集水坑，并設(shè)置水泵將集水坑內(nèi)的水抽出管廊外市政管道，如圖1。

圖1

此方式的優(yōu)勢是建設(shè)方便，造價低、具備一定的蓄水能力。但無法解決管廊內(nèi)積水的問題，同時在使用過程中也會造成如下的問題：

1)集水坑面積大，上面設(shè)置鋼格板，占據(jù)走道空間不便于行走，更不便于管線搬運。

2)水泵的排水管道垂直引上至頂板穿管廊墻體而出，造成漏水隱患點。

3)同時豎向的排水管道占據(jù)走道空間或者管線敷設(shè)斷面。對管廊內(nèi)管線的敷設(shè)人員通行造成極大的障礙，同時也導(dǎo)致管廊斷面的增加。

4)水泵抽水時產(chǎn)生振動及噪音，會影響周圍的支架穩(wěn)定，同時可能影響穿墻體的防水套管密封性，造成漏水。

另一種傳統(tǒng)的排水方式也是通過集水坑及排水泵抽排，不同的是在管廊外部設(shè)置泵站，泵站與管廊內(nèi)集水坑連通，通過泵站抽排管廊內(nèi)部的水，如圖2。

圖2

此方式可避免在管廊內(nèi)設(shè)置排水泵及管道，從而避免排水管道占據(jù)管線敷設(shè)斷面，避免在管廊外墻或頂板開孔造成漏水隱患，避免水泵運行振動降低支架穩(wěn)定性。但此方式造價相對高，仍然需設(shè)置較大的集水坑，占據(jù)走道空間，對管線搬運造成障礙。且依然會在管廊內(nèi)留下一定量的積水。

通過以上分析可以看出，傳統(tǒng)的積水抽排方式無法清除管廊內(nèi)的積水，也無法改善管廊的運行環(huán)境。

真空排水系統(tǒng)是一種適用于密閉空間的新型排水方式。真空排水的原理如圖3，是依靠氣壓差產(chǎn)生高速氣流將積水從器具中排走的排水方式，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在，可迅速排除局部低洼的少量積水，保持室內(nèi)環(huán)境干燥，改善衛(wèi)生條件，杜絕異味的產(chǎn)生，而且可顯著的節(jié)約用水量。多應(yīng)用于在地鐵站內(nèi)的排水，以及高鐵或動車組的衛(wèi)生間排水。

圖3

綜合管廊的運行環(huán)境與地鐵站類似，積水以滲漏水為主，水量不大，因此真空排水系統(tǒng)同樣可應(yīng)用于綜合管廊內(nèi)。其原理與其他真空排水系統(tǒng)一樣，利用真空泵產(chǎn)生氣壓差，將管廊內(nèi)積水抽出至水箱內(nèi)，再排入市政管網(wǎng)。

使用真空積水收集器代替原有的集水坑，并用管道將積水收集器與真空泵連通，積水收集器采用緩沖式排水，內(nèi)部設(shè)置閥門、氣壓計和液位計，當液位計檢測到一定量的積水時，輸出信號使真空泵啟動，當管道內(nèi)的壓力低于設(shè)定閥值時，氣壓計輸出信號開啟閥門，利用瞬間的負壓將積水迅速排出。

真空泵與水箱均安裝于泵房內(nèi)，真空泵收集的水均排入泵房的水箱內(nèi)，水箱內(nèi)設(shè)有液位計，并安裝有排水泵，排水泵的管道與市政雨水管連接，當液位計檢測到水箱內(nèi)的水較多時自動啟動排水泵，將水箱內(nèi)的水排入市政管網(wǎng)中。

為保證真空泵的排水效果良好，每臺真空泵不宜接入過多的積水收集器，同時為避免設(shè)置過多的真空泵，導(dǎo)致泵房建設(shè)成本增加，也不宜使每臺真空泵接入的積水收集器太少，通常每臺真空泵考慮管理兩個防火分區(qū)的積水收集器較為合適。

而綜合管廊為線性工程，線路較長，為滿足管廊全線的排水需求，沿途需設(shè)置多處真空泵房，為使管道內(nèi)保持足夠的氣壓差，真空泵房的布置間距不宜太大，同時為節(jié)約投資，泵房的間距也不能太小。可考慮將真空泵房與管廊的分變電所進行合建，服務(wù)半徑約800m。而每個防火分區(qū)不大于200m，因此每個泵房內(nèi)設(shè)置通常4臺真空泵。

故適用于綜合管廊的完整的真空排水系統(tǒng)如圖4所示。

圖4

上面介紹了完整的綜合管廊真空排水系統(tǒng)，結(jié)合其特點分析可以看出，真空排水系統(tǒng)可以很好的解決傳統(tǒng)排水方式對綜合管廊造成的問題：

1)使用積水收集器代替集水井，避免了管廊內(nèi)大量積水的情況，同時能及時的排出積水，能極大的改善管廊內(nèi)的環(huán)境。

2)取消了大型的集水坑不必設(shè)置鋼格板，保證了走道保持完整，利于人員通行，也避免了對管線運輸造成障礙。

3)避免安裝豎向的排水管，不再占用管廊有效斷面，管線敷設(shè)更為順暢，同時也能適當縮小管廊的斷面尺寸，減少投資。

4)避免管道穿越管廊外墻，保證管廊整體的完整性，減少管廊的漏水隱患。

5)避免了水泵的振動造成的影響。

同時，由于真空排水系統(tǒng)屬于短時負荷，相對于傳統(tǒng)排水方式的持續(xù)性負荷更加節(jié)能。按一個真空泵房的服務(wù)范圍進行兩種方式的電能損耗對比，一個真空泵房按4臺真空泵考慮，服務(wù)按8個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)按1處積水坑和兩個積水收集器進行對比，對比如下表：

可以看出雖然真空系統(tǒng)的設(shè)備功率較高，但其屬于瞬時負荷，使用時間極短，總體上看比傳統(tǒng)排水方式更加節(jié)能。

然而真空系統(tǒng)也有其弱點：

1)整個系統(tǒng)的關(guān)鍵是如何保證管道內(nèi)外有足夠的壓力差，因此建設(shè)過程中管道的材質(zhì)選擇以及施工質(zhì)量要求較高；

2)真空管道均敷設(shè)于管廊外部，管道的埋深較大，因此管道的日常維修難度非常大，如何解決管道日常維護還需要進一步的研究。

3)正空泵的運行維護成本高，建設(shè)真空泵房，會增加管廊的工程造價，而且會增加管廊建設(shè)用地需求。

4)真空排水系統(tǒng)，控制系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備精度要求高，系統(tǒng)的耐用度及可靠度尚需要時間檢驗。

5)真空排水系統(tǒng)適合水量較少的環(huán)境，當管廊內(nèi)有大型管道需要放空檢修時，真空排水系統(tǒng)將很難滿足要求。

總結(jié):真空排水系統(tǒng)，建設(shè)費用高，運行成本高，而且存在一定的問題需要解決，但是總的來說是完全可以應(yīng)用于綜合管廊的，而且具有非常顯著的優(yōu)勢，對綜合管廊的運行也更加有利,因此在真空排水系統(tǒng)在綜合管廊領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。