管廊工程納入雨水、污水設計方案分析
——以翔安新機場片區綜合管廊工程為例

2019-07-10 02:14:34韓云洪

福建建筑 2019年6期

韓云洪

(廈門市市政工程設計院有限公司福建廈門 361000)

1 項目背景

2015年1月，廈門市獲得了財政部、住建部的高度評價，并成功入選2015年綜合管廊試點城市。申報試點城市成功后，廈門市積極推進綜合管廊建設相關工作，明確了3個試點項目，分別為：(1)集美大道綜合管廊項目，總長為5.9km；(2)翔安南部新城綜合管廊項目，總長為10.8km；(3)翔安新機場片區綜合管廊項目，總長為22.2km。

本文以翔安新機場片區地下綜合管廊項目為例，探討雨污水入廊在設計時需注意問題及入廊后的設計方案。

2 項目概況

翔安新機場片區地下綜合管廊工程位于廈門市翔安區大嶝島，綜合管廊建設總長度19.7km(不含南部新城綜合管廊)。試點項目擬建設綜合管廊的道路共8條，分別是：翔安東路、橫二路、大嶝中路、機場北路、環嶝北路、蟳窟北路、迎賓大道、機場快速路,如圖1所示。

圖1 項目系統圖

納入管線包括：110kV和220kV高壓電力、10kV電力、通訊電纜(含有線、交通)、給水管、再生水管、污水管(重力、壓力)以及預留直飲水管道、燃氣管，部分道路納入雨水重力管。

現對片區雨污水規劃情況做簡要介紹。

(1)雨水規劃情況

新機場規劃區是獨立海島，通過外圍四周防潮堤岸建設滿足規劃區防潮要求，排澇則通過調蓄模式與直排模式相結合，共同構成規劃區排澇系統。系統劃分如圖2所示，淺色區域A、C、D采用直排模式，流域A匯水面積約2.3km2，其他區域流域B均采用調蓄模式，排入圍場河。圍場河控制低水位為0.3m，控制高水位為3.1m。

圖2 雨水排放分區圖

(2)污水工程規劃情況

規劃區污水主要分為2個分區排放：西片進入蟳窟再生水廠進行處理；東片進入迎賓再生水廠進行處理,如圖3所示。

圖3 污水系統圖

3 雨水、污水入廊分析

3.1 雨水入廊分析

通常雨水納入綜合管廊可利用結構本體或采用管道方式，由于項目所在區域為濱海環境，且大部分管廊位于填海造地范圍內，采用綜合管廊本體進行排水存在因地基不均勻沉降導致滲漏的風險較大，因而采用管道形式入廊。

另外，根據規劃情況，大嶝島范圍內整體豎向標高較低(約4.5m～6.0m)，地勢較為平坦，對于該項目，雨水入廊制約因素主要是海水倒灌問題。根據排水防澇規劃，為解決內澇問題，新機場片區在現有水系的基礎上構建了圍場河，河道控制高水位3.1m?？紤]雨污水納入綜合管廊后，管廊標準段覆土為1.5m，雨水在綜合管廊內管頂距離路面按5m考慮，并增加1m的安全水頭，因此，為使雨水能重力流順利排入圍場河，避免倒灌，綜合管廊所在道路標高至少要高于9.1m(9.1m=3.1m控制最高水位+5m雨水管覆土+1m安全水頭)時，方可滿足雨水不倒灌的要求。

根據上述分析，該項目中僅橫二路(道路標高9.1m～14.9m)、大嶝中路(道路標高10.0m～11.8m)、機場北路(道路標高9.1m～13.8m)規劃豎向標高在9.1m以上，因此只能將上述3條滿足條件的綜合管廊內納入雨水管道。

3.2 污水入廊分析

根據片區污水規劃，規劃污水泵站及再生水廠均位于綜合管廊外下游污水長度較短，為污水入廊創造了有利條件。針對污水入廊形式做出以下兩種方案比選。

方案一：污水艙與市政艙共建，置于市政艙底部(圖4)。

方案二：污水單獨成艙(圖5)。

圖4 方案一示意圖圖5 方案二示意圖

翔安新機場片區規劃地勢相對平坦，規劃路網標高存在一定程度起伏，綜合管廊所在道路下污水管道均為污水干管，因此，污水管道入廊除需要考慮重力流需求外，還需考慮兩側道路污水接駁的需求。兩個方案比選如表1所示。

表1 污水入廊方案對比表

根據片區污水規劃，規劃污水管道排向基本與道路整體坡向一致，存在逆坡情況較少，另一方面，綜合管廊兩側道路污水匯入需求大，因而推薦采用方案一方式納入污水管線。

3.3 綜合管廊斷面

基于上述分析，并根據設計條件，以片區內橫二路為例，對綜合管廊斷進行分析確定。該路段入廊管線包含：DN400給水管、DN300再生水管、16孔10kV中壓電纜、12孔通信電纜、DN800雨水管道、DN300污水管道、4回110kV高壓電纜，DN200燃氣管道。

根據綜合管廊設計規范，燃氣需設置單艙；考慮到高壓電纜維護的特殊性，將高壓電纜進行單艙布置；其余管道統一置于市政艙中。為便于管理，雨污水管道置于市政艙底部敷設，局部逆坡坡度不大時，亦可通過調節支墩高度以滿足雨污水管道重力流排放，同時考慮到兩者的引出管在豎向上錯開，采取雨水在下層、污水在上層的錯層布置方式。斷面布置如圖6所示。

圖6 綜合管廊標準斷面圖

4 雨污水管道入廊設計

4.1 總體設計思路

綜合管廊內的雨、污水密閉、防滲要求較高，且管廊內管道環境與傳統地埋式管道環境差別甚大，因而需進行針對性設計。

(1)雨污水管徑及排向，需滿足城市雨污水規劃的需求，不得減少雨污水管道的過流能力。

(2)平面及豎向上需滿足雨污水自流排放的要求，尤其在道路交叉口位置。

(3)預留檢查井、檢修檢查井需滿足與市政管道接駁及清疏需求。

(4)管廊內雨污水管的管材需滿足綜合管廊運行安全的需求。

(5)綜合管廊內雨污水管道四周的空間需滿足管道安裝及更換維護的需求。

4.2 平面設計

污水管道平面上跟隨綜合管廊線位進行敷設，并根據市政管線設計預留管。

雨水管道為控制綜合管廊內檢查井數量，一般在道路上進行多個雨水口串聯后再接入綜合管廊內的雨水檢查井。

4.3 管材及管道基礎

污水管道綜合考慮管道的防腐及明敷的安裝需求，采用污水用離心球墨鑄鐵管，管道接口為T型滑入式接口或法蘭連接，接口膠圈為丁腈橡膠圈(NBR)。管道外防腐層采用外噴鋅，最后噴涂瀝青涂層，內防腐采用高鋁水泥內襯，因承口處管道可能與污水接觸發生腐蝕，需噴涂鋅層加紅色環氧漆。管道基礎采用120°混凝土支墩，如圖7所示。

如圖8所示，雨水管道方面，考慮到大口徑球墨鑄鐵管重量大，安裝不變，該設計雨水管道采用雙平壁鋼塑(PE)復合纏繞管，管道環剛度要求不小于S2級別，電熱熔連接，管道管底設180°帶狀混凝土基礎。

圖7 雨污水管道基礎示意

圖8 雨水管抱箍處做法大樣

4.4 管廊分支口及檢查井設計

綜合管廊內雨污水分支管從綜合管廊底部接出與預留檢查井相連，預留井設50cm落底用于沉泥，并設置閘槽井，如圖9所示。

圖9 雨水管分支口做法示意

綜合管廊內的雨、污水檢查井密閉、防滲要求較高，雨水檢查井采用收口型塑料檢查井。檢查井周圍回填中粗砂。檢查井采用圓形HDPE井底座，其質量需滿足《市政排水用塑料檢查井》(CJ/T326)要求，井筒采用PVC軸向中空管，其質量需滿足《埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)結構壁管道系統第3部分：雙層軸向中空壁管材》(GB/T18477.3)的要求。井筒的環剛度應≥8kN/m2。

圖10 污水管分支做法示意圖

污水檢查井采用三通管件加法蘭盲板形式，如圖10所示。平時法蘭盲板鎖死，防止污水及氣體外溢至綜合管廊內部，檢修時可拆卸盲板。污水預留管接入處設置四通管件，管徑放大一級便于清掏，并在其上游增設污水檢查井及通氣裝置，通氣立管管徑為DN100，頂部設置管罩，做法參照國標《鋼筋混凝土化糞池》(03S702-66)做法。