市政排水管網(wǎng)豎向交叉問題解決方案研究

王立福

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對市政排水管線建設(shè)的要求不斷提高。我國市政排水管網(wǎng)建設(shè)早期多采用合流制方式進(jìn)行排水，其改造工程主要是針對雨污分流，工程設(shè)計及施工難度極大，尤其是排水管網(wǎng)豎向交叉問題突出，需采用合理的解決方案。

【關(guān)鍵詞】市政排水管網(wǎng);豎向交叉;倒虹吸井;交匯井

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.27.

市政地下排水管網(wǎng)存在豎向交叉問題，極易導(dǎo)致管線標(biāo)高沖突及損壞等問題，嚴(yán)重影響城市排水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。分析市政排水管網(wǎng)豎向交叉問題，并對解決該問題的倒虹吸井方案和交匯井方案進(jìn)行對比。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合某市政排水管網(wǎng)改造工程實(shí)例，對解決市政排水管網(wǎng)豎向交叉問題的組合式交匯井方案的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

1、市政排水管網(wǎng)豎向交叉問題分析

在市政排水管網(wǎng)設(shè)計中，管網(wǎng)的豎向標(biāo)高具有較強(qiáng)的自主性。針對市政排水管網(wǎng)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(biāo)高降低;2）將上游交叉管的管底標(biāo)高抬高。雖然這2種方法都能有效避免市政排水管網(wǎng)豎向出現(xiàn)交叉的情況，但具體實(shí)施操作的局限性很大，主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）將排水管網(wǎng)的整體標(biāo)高降低，其管道埋深就必須增大，需增設(shè)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(fèi)大量的建設(shè)成本。

（2）對排水管網(wǎng)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(biāo)高是固定的，且多為新建污水管項(xiàng)目，排水管網(wǎng)改造會將合流管當(dāng)作雨水管使用，不能對其豎向位置進(jìn)行調(diào)整，并且管頂覆土壓力也會帶來較大的限制。所以，市政管網(wǎng)改造工程采用只對污水管標(biāo)高進(jìn)行調(diào)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(wǎng)豎向交叉問題解決方案對比

2.1 倒虹吸井方案的優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)污水管穿過河道或地下構(gòu)筑物等障礙物時，出現(xiàn)不能按照原高程埋設(shè)徑直通過的情況，應(yīng)采用設(shè)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(wǎng)通過設(shè)置多折形倒虹吸井能夠?qū)崿F(xiàn)穿越距離較長和跨度較大的障礙物，設(shè)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(yōu)勢。市政排水管網(wǎng)出現(xiàn)豎向交叉問題時，因?yàn)榘甲中蔚购缥容^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(wǎng)中挖出一條工作管道。在我國華東地區(qū)，市政排水管網(wǎng)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(shí)際應(yīng)用效果很好。倒虹吸井方案有很廣的應(yīng)用面，能夠穿越處于不同環(huán)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(fù)雜，管道極易出現(xiàn)堵塞的情況，后期的管道維護(hù)難度極大。

2.2 交匯井方案的優(yōu)缺點(diǎn)

市政排水管網(wǎng)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(shè)置交匯井，交匯井內(nèi)部可截斷雨水管道，使污水管徑直穿過。當(dāng)市政排水管網(wǎng)通流時，雨水就會繞過污水管的兩側(cè)，污水管的阻水面積可有效彌補(bǔ)交匯井的底部空間，從而有效保障管道的通流能力，滿足實(shí)際需求。在市政排水管網(wǎng)的交叉處設(shè)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(jù)實(shí)際情況采用截斷污水管，為雨水順利完整通過提供支持。

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(shí)際工程施工中的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的比較可知，交匯井方案對解決市政排水管網(wǎng)交叉問題的適用性更強(qiáng)，具有建設(shè)成本低和后期維護(hù)管理方便等優(yōu)勢。但是需要特別注意的是，若污水管道所要跨越的現(xiàn)澆箱涵尺寸較大時，交匯井的施工難度就會大幅提升，則應(yīng)采用倒虹吸井方案，以保證施工效率和質(zhì)量。因此，在實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)具體情況確定適合的設(shè)計方案。

3、組合式交匯井方案的具體應(yīng)用

3.1 工程概況

某市政排水管網(wǎng)改造工程的施工區(qū)域在城市主干道的十字形交叉路口處，地下埋設(shè)有8道雨污排水管道，敷設(shè)時間跨度較長且權(quán)屬不同。此段市政排水管網(wǎng)管線豎向交叉問題及管道標(biāo)高沖突問題比較嚴(yán)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(jìn)行管道修復(fù)及管線走向改造。

3.2 組合式交匯井方案的施工設(shè)計

該項(xiàng)市政排水管網(wǎng)改造工程采用組合式交匯井方案開展平面設(shè)計，將交匯井Ⅰ、交匯井Ⅱ和交匯井Ⅲ分別設(shè)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(yù)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(shè)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(kuò)大匯流的面積，便于后續(xù)管道穿越施工。

3.3 基坑支護(hù)施工作業(yè)

在市政管網(wǎng)改造工程施工中，應(yīng)確保施工期間不對雨污水的正常排放產(chǎn)生不利影響。因此，在基坑支護(hù)施工前，應(yīng)預(yù)先完成導(dǎo)排作業(yè)，等到原管道封堵好后再進(jìn)行后續(xù)施工。該市政排水管網(wǎng)改造工程的施工區(qū)域處在城市的主干道，車流量很大，所以，應(yīng)將長度為9m的拉森Ⅳ鋼板樁設(shè)置在管道的空檔處。設(shè)-1.500m的樁頂標(biāo)高，并在施工區(qū)域的圍檁內(nèi)設(shè)置1道或2道H400×400鋼支撐，在其外部設(shè)置旋噴樁止水帷幕和擋土樁進(jìn)行輔助，且在管道下部的空檔處設(shè)置水平擋板焊接拉森Ⅳ鋼板樁，構(gòu)成完整的保護(hù)圈。之后，應(yīng)采用雙管法進(jìn)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(nèi)，并設(shè)置10m有效深度。在基坑的每邊設(shè)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(nèi)。

3.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)

在交匯井主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)時，按照鋼筋綁扎施工、立模施工以及混凝土澆筑施工的標(biāo)準(zhǔn)化工序完成好每個環(huán)節(jié)，嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)要求。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)過程中，應(yīng)對以下2個步驟加強(qiáng)控制。

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

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

結(jié)語：

市政排水管網(wǎng)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(qiáng)，并且能夠科學(xué)分開污水和雨水的排放，保障管道的功能性。在實(shí)際施工中，應(yīng)做到有效結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，對施工方案進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，并加強(qiáng)對施工工藝技術(shù)控制，在保障施工效率的同時確保施工質(zhì)量，促進(jìn)市政排水管網(wǎng)工程建設(shè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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