市政排水管網豎向交叉問題解決方案研究

張英杰

（青島市水務工程建設和安全服務中心，山東 青島 266071）

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，對市政排水管線建設的要求不斷提高。我國市政排水管網建設早期多采用合流制方式進行排水，其改造工程主要是針對雨污分流，工程設計及施工難度極大，尤其是排水管網豎向交叉問題突出，需采用合理的解決方案。

1 市政排水管網豎向交叉問題分析

在市政排水管網設計中，管網的豎向標高具有較強的自主性。針對市政排水管網的豎向交叉問題，通常有2種解決方法：①將下游交叉管的整體標高降低；②將上游交叉管的管底標高抬高。雖然這2種方法都能有效避免市政排水管網豎向出現交叉的情況，但具體實施操作的局限性很大，主要表現在以下方面。

1）將排水管網的整體標高降低，其管道埋深就必須增大，需增設排水泵來控制增大的管道埋深所波及的范圍，因此，施工難度大幅提高，而且耗費大量的建設成本。

2）對排水管網的改造通常采用分段施工的方式，但上游和下游管道底的標高是固定的，且多為新建污水管項目，排水管網改造會將合流管當作雨水管使用，不能對其豎向位置進行調整，并且管頂覆土壓力也會帶來較大的限制。所以，市政管網改造工程采用只對污水管標高進行調整的方式，施工難度較大、可行性較低，很難妥善解決排水管豎向交叉問題。

2 市政排水管網豎向交叉問題解決方案對比

目前在排水設計中，有在交叉處設置倒虹吸井或設置交匯井2種較為適合的解決方案。

2.1 倒虹吸井方案的優缺點

當污水管穿過河道或地下構筑物等障礙物時，出現不能按照原高程埋設徑直通過的情況，應采用設置倒虹吸井方案來解決。倒虹吸井有2種形狀，即多折形和凹字形。市政排水管網通過設置多折形倒虹吸井能夠實現穿越距離較長和跨度較大的障礙物，設置凹字形倒虹吸井則在穿越距離較短和跨度較小的障礙物時具有優勢。市政排水管網出現豎向交叉問題時，因為凹字形倒虹吸井比較容易被清通，所以其使用率較高。通常情況下，會采用放坡開挖或者頂管施工的方式在市政排水管網中挖出一條工作管道。在我國華東地區，市政排水管網采用倒虹吸井方案解決豎向交叉問題非常普遍，有較為成熟的施工工藝，實際應用效果很好。倒虹吸井方案有很廣的應用面，能夠穿越處于不同環境的障礙物，特別是對于距離較長和尺寸較大的障礙物有較為明顯的作用。但是倒虹吸井方案施工工藝復雜，管道極易出現堵塞的情況，后期的管道維護難度極大。

2.2 交匯井方案的優缺點

市政排水管網采用交匯井方案可使雨水管道和污水管道的問題得以有效解決，在管道豎向交叉處設置交匯井，交匯井內部可截斷雨水管道，使污水管徑直穿過。當市政排水管網通流時，雨水就會繞過污水管的兩側，污水管的阻水面積可有效彌補交匯井的底部空間，從而有效保障管道的通流能力，滿足實際需求。在市政排水管網的交叉處設置交匯井時，通常會截斷雨水管，為污水徑直通過提供有力保障，從而有效防止污水滲漏。同時，也可以根據實際情況采用截斷污水管，為雨水順利完整通過提供支持。市政排水管網采用交匯井方案，其結構較為簡單，建設成本相對較低，后期維護也比較容易，對于解決市政排水管網豎向交叉問題有較強的適用性。

2.3 交匯井方案與倒虹吸井方案的比選

通過對交匯井方案與倒虹吸井方案在實際工程施工中的經濟、技術等方面的比較可知，交匯井方案對解決市政排水管網交叉問題的適用性更強，具有建設成本低和后期維護管理方便等優勢。但是需要特別注意的是，若污水管道所要跨越的現澆箱涵尺寸較大時，交匯井的施工難度就會大幅提升，則應采用倒虹吸井方案，以保證施工效率和質量。因此，在實際施工中應根據具體情況確定適合的設計方案。

3 組合式交匯井方案的具體應用

3.1 工程概況

某市政排水管網改造工程的施工區域在城市主干道的十字形交叉路口處，地下埋設有8道雨污排水管道，敷設時間跨度較長且權屬不同。此段市政排水管網管線豎向交叉問題及管道標高沖突問題比較嚴重，并且很多地下管線還有程度不同的堵塞及漏水等情況，亟需進行管道修復及管線走向改造。

3.2 組合式交匯井方案的施工設計

該項市政排水管網改造工程采用組合式交匯井方案開展平面設計，將交匯井Ⅰ、交匯井Ⅱ和交匯井Ⅲ分別設置在主干道交叉路口處，其中，交匯井Ⅱ作為污水匯流井使用，交匯井Ⅰ和交匯井Ⅲ作為雨水匯流井使用。雨水管A與雨水管C的雨水匯流到交匯井Ⅰ處，交匯井Ⅲ連通處在下游直徑2m的雨水管。污水管D和污水管E中的污水會流入預埋鋼管，通過交匯井Ⅰ流向交匯井Ⅱ，并且污水管B的污水會流入直徑500mm污水管球墨鑄鐵管通過交匯井Ⅲ流入交匯井Ⅱ，3處污水在交匯井Ⅱ處匯合流向下游。設置交匯井Ⅰ、交匯井Ⅱ和交匯井Ⅲ使雨污水分別匯流，能夠有效擴大匯流的面積，便于后續管道穿越施工。

3.3 基坑支護施工作業

在市政管網改造工程施工中，應確保施工期間不對雨污水的正常排放產生不利影響。因此，在基坑支護施工前，應預先完成導排作業，等到原管道封堵好后再進行后續施工。該市政排水管網改造工程的施工區域處在城市的主干道，車流量很大，所以，應將長度為9m的拉森Ⅳ鋼板樁設置在管道的空檔處。設-1.500m的樁頂標高，并在施工區域的圍檁內設置1道或2道H400×400鋼支撐，在其外部設置旋噴樁止水帷幕和擋土樁進行輔助，且在管道下部的空檔處設置水平擋板焊接拉森Ⅳ鋼板樁，構成完整的保護圈。之后，應采用雙管法進行旋噴樁施工，使樁與樁之間保持0.4m的距離，并將埋深控制在1.5～2.0m的范圍內，并設置10m有效深度。在基坑的每邊設置3排或3排以上的旋噴裝置，確保旋噴范圍在路面下的1.5～2.0m范圍內。在進行基坑開挖后，應將注漿管預留在槽底，并在注漿管之間留出0.8m的距離，實時監測是否出現樁頂水平位移或土體側向變形等情況，為施工的安全性提供有力保障。

3.4 鋼筋混凝土結構施工作業

在交匯井主體結構進行鋼筋混凝土結構施工作業時，按照鋼筋綁扎施工、立模施工以及混凝土澆筑施工的標準化工序完成好每個環節，嚴格遵循標準要求。在鋼筋混凝土結構施工作業過程中，應對以下2個步驟加強控制。

1）地基處理 確保交匯井的承載力及平整度能夠達到施工要求，以免交匯井受力不均勻而出現傾斜的情況。

2）孔口密封處理 在排水管的外壁及混凝土預留孔間隙處，采用加壓的方式填充適量密閉材料。此外，應在其外壁采用抹漿的方式進行有效密封，保障其具有良好的密閉性。

3.5 排水管道通水接駁和驗證作業

在交匯井主體結構施工完成后，應將交匯井預留管孔對接原管道。在完成此環節后，應對設置好的管道進行系統檢查，重點檢查管道是否出現破損或者變形的情況。在確認沒有這些問題的前提下，將管道間的封堵材料拆除，使交匯井連通原雨污水管道，進而使管道之間排水交匯。對市政排水管網采用組合式交匯井方案的應用效果進行驗證，應實地測量管道上、下游的水位情況（見表1）。

表1 雨水井和污水井的水面標高實測數據 m

4 結語

市政排水管網采用組合式交匯井方案可使豎向交叉問題得到有效解決，使排水管道的使用性能明顯增強，并且能夠科學分開污水和雨水的排放，保障管道的功能性。在實際施工中，應做到有效結合現場實際情況，對施工方案進行科學合理的調整，并加強對施工工藝技術控制，在保障施工效率的同時確保施工質量，促進市政排水管網工程建設健康發展。