重力污水管纳入综合管廊设计技术探讨

■ 广东省交通规划设计研究院股份有限公司 黄娟

1.引言

随着城市化进程的加快，市政管线新建扩容成为城市发展中必不可少的一部分。综合管廊作为21世纪新型城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一，为给水、排水、通信、燃气、电力等管道提供了统一的通行空间，为后期的运营和维护提供了极大的便利，从而延长了管线的使用寿命，节省了宝贵的地下空间，同时提高了城市的抗灾能力，正得到越来越广泛的关注和应用。

2.设计思路

以市政道路下部空间综合利用为核心，围绕市政公用管线布局，对综合管廊进行合理布局和优化配置，逐渐形成与城市规划相协调，合理有效利用城市道路下部空间，具有超前性、综合性、合理性、实用性的综合管廊系统。综合管廊的设计需遵循以下指导思想：

（1）市政管线尽量入廊：作为不同类型地下管线的载体，综合管廊应协调平衡，并尽可能多地收纳管线，以充分发挥其功能。

（2）断面尺寸应近、远期结合：管廊断面设计不仅要满足服务区域现阶段的实际需要，还要对城市的长远发展进行充分考虑，在综合管廊内合理预留发展空间，减少或避免对城市道路进行重复开挖[1]。

（3）总体布局现状与规划相结合：总体布局以城市总体规划及包括综合管廊规划为指导，并与城市道路交通、地下铁路、给水工程、排水工程、电力工程、电信工程、人防工程等相协调，从城市全局出发，结合城市的发展、统筹安排，既要满足城市建设开发的现状，同时也要考虑远期城市空间扩展的需求。

（4）合理安排建设时序：在对服务的城镇、片区、社区的实际需要进行充分调查、了解、研究、掌握的前提下，结合城市用地开发、道路建设和改造建设规划，合理安排管廊建设的时序。

3.项目概况

该工程位于珠海，属于支线管廊，综合管廊总长约1.8Km。根据项目区控制性详细规划，确定纳入综合管廊的市政管线为24回10kV电缆、DN900污水压力管、DN800污水重力管、DN600给水管、12孔通信光缆、DN250燃气管、DN400中水管。根据规划，重力污水管需在项目设计范围起点附近引出，进入现状污水提升泵站。

4.综合管廊分舱及标准断面设计

结合国内外建设经验，综合分析项目情况，设计综合管廊主要采用明挖现浇施工，综合管廊标准断面采用矩形断面，这种断面的优点在于施工方便，并且使管廊的内部空间得到充分利用。其具体断面设置依据容纳的管线种类、数量、管道安装净距以及施工方法进行综合确定。

管廊断面分舱原则主要包括以下几点：

（1）管线分舱基于管线自身敷设的环境要求，在满足管线功能要求的条件下，可根据规划管线数量、管径等条件合理同舱[2]；

（2）天然气管道独立舱室敷设；

（3）电力管线和通信管线可以于同一舱室兼容，但要注意电磁感应干扰的问题；

（4）通信管道可与给水、排水同设一个舱室。

此设计中对污水管是否单独成舱进行了比选。两舱方案即燃气单独成舱，综合舱里敷设重力污水管、压力污水管、给水管、中水管、电力管和通信管。两舱断面尺寸为9.5m×4.7m。

三舱综合管廊方案即污水舱（重力污水管道）+综合舱（给水管道、中水管道、通信管道、电力管道、压力污水管道）+燃气舱（燃气管道）。断面尺寸为10.3m×4.5m。

重力污水管单独成舱的方案在国内案例较多、施工技术成熟、对其他管线无影响且检修方便，该项目中采用三舱管廊方案进行设计。

5.综合管廊纵断设计

综合管廊纵断设计原则：

（1）覆土深度应做到“满足需要、经济适用”；

（2）纵断面应与其所在道路的纵断面保持基本一致；

（3）纵坡变化处应满足各类管线设计要求；

（4）纵断面最小坡度需考虑管廊内排水的需要；

（5）当综合管廊与非重力流管道相交时，非重力流管道应避让综合管廊；

（6）当综合管廊与重力流管道相交时，应依据实际情况，经过经济技术比较后确定解决方案[3]。

在道路坡度坡向与排水管坡度坡向不一致的情况下，重力污水管的纳入会大幅增加管廊的覆土深度，导致管廊造价增加。这也是目前重力污水管入廊存在争议的地方。

该项目管廊纵断受到重力污水管、五处过路雨水箱涵避让和管廊排水最小坡度以及污水提升泵站前管内底标高的制约。设计前期考虑了在五处规划雨水渠箱处采用倒虹的方式通过，保证管廊顶面与渠箱底面至少有0.5m的净距，此时管廊内重力污水管道需整体下沉，高程低于规划高程，需在下游提升泵房进行提升，大大增加了管廊的整体埋深，造成造价大幅增加，而重力污水管的多处倒虹也势必会为后期的维护增加负担。

综合各方面考虑，此次设计中做出了一个创新性的设计：在管廊与雨水渠箱交叉段做特殊处理，将箱涵底板和管廊顶板合建，此段管廊顶板厚度局部减少，标准段跟随道路起伏保证最小坡度2‰，而重力管全程按照8/10000的坡降，利用重力管支墩的高度变化保证重力污水管与管廊顶和管廊顶的距离，交叉段做法详见图1。

图1 雨水渠箱与管廊交叉处节点示意

6.污水检查井的设计

重力污水管纳入管廊需要特别注意的还包括：污水支管接入以及污水检查井的节点设计。污水管道在变径、转弯及每隔一段距离需要做检查井，方便检修及清淤，查阅相关项目的建设经验，结合该项目的实际情况，综合管廊内污水检查井的设置方案为：每隔160m设置伸顶检查井, 管廊内采用衬塑钢筒，管廊外采用混凝土结构直通地面；井筒与管道以法兰连接并加设伸缩节和固定支墩。清通设备可以通过伸顶井进入管道内，该伸顶井亦是支管接入井，污水在接入之前需设置污水闸槽井。在伸顶井上设置通气立管至地面，以改善污水管中有害气体的积聚。在每隔40米的两个检查井之间设置正三通法兰盖板清扫口，以满足室外排水规范对检查井间距的要求。清扫口在污水管道内水位较低时，在加强廊内通风的情况下，可以对管道进行一些简单的维护工作，但主要的维护工作还需通过伸顶井用机械进行。污水检查井及污水接入示意图详见图2。

图2 污水检查井及污水接入示意

7.结语

综合管廊顺应了城市发展需求，但是相关的技术规范和理论还不成熟。在此次设计中采用异型管廊的方式来解决避让重力管的方式在国内尚属首例，而用这种方式也给设计过程带来了很大的难度和工作量：不同于常见设计中管廊覆土保持在3.0m左右的情况，此次的设计中管廊覆土波动比较大，节点不可按统一的相对标高来设计；重力污水管在管廊内相对位置是变化的，重力管支墩需要另做配合设计；管理顶与箱涵底合建，增加了施工难度。本方法是针对纵断的制约因素太多而进行的特殊设计，希望可以为综合管廊设计中类似问题提供解决的思路。