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摘要:通过对我国分流制排水管道设计中存在的管道布置、最小管径选择、分流管道与合流管道衔接、管道交叉、管道穿河渠、管道穿道路等关键性问题进行分析。同时,提出优化方法及解决方案,为更加合理地设计分流制排水管道提供参考与借鉴。
关键词:排水管道 分流制 问题 措施
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
1 管道布置问题
1.1 平面布置
1)主管道布置原则。排水管道优先考虑布置在人行道、绿地下,其次考虑布置在非机动车道下,除特殊情况外,一般不考虑布置在行车道下。这样可最大限度减少后期管道管理养护对交通的影响,同时也可保障车辆及人员安全。
雨污水管道布置时,雨水管道宜布置在靠近道路的位置,污水管道宜布置在远离道路的位置。雨水管道布置在内侧,方便雨水口的接入,减少雨水口支管长度;污水管道布置在外侧,减少用户支管长度,同时避免与其他管线交叉的可能。
2)支管布置原则。为避免后期用户接入时破坏路面及绿化等市政设施,主管道设计时应向道路外侧做预留支管,以便后期用户接入。两侧用户有要求时可按用户要求位置预留支管,无要求时,可根据经验每隔 100~200 m 距离预留支管。
1.2 竖向布置
1)覆土深度。管道起點覆土控制除了满足用户接入要求外,还应考虑路面荷载、冻土深度的影响,起点覆土深度一般控制:雨水管道 1.0~1.5 m,污水管道 1.2~2.0 m。起点覆土深度应根据实际情况确定取值,如起点为控制点则取小值,如起点非控制点则取大值。不满足此要求时可酌情减小,但如果管道位于路面下,应满足混凝土管最小覆土深度 0.7 m,塑料管最小覆土深度 1.0 m,以保证管道不被车辆荷载破坏。
管道最大覆土深度应根据当地实际水文地质条件、管材及施工水平等因素确定。雨水管道最大覆土深度可按排出口河渠底标高控制,污水管道最大覆土可综合考虑管道长度及污水处理厂位置确定,一般控制在 6 m,超过此深度时宜设置泵站。
2)管道坡度。污水管道需保证规范规定的最小设计坡度要求,避免流速过低淤积 ;但雨水管道实际运行多为压力状态,水流速度是靠检查井内水位及管道坡度两者共同作用控制的,尤其是雨量较大情况下,检查井内水位很高,此时管道坡度对流速影响不大,因此在平原地区,雨水管道可适当减小坡度,以减小管道埋深,有效控制排出口埋深,减少雨水管道淹没出流情况,少设或不设雨水泵站。
2 最小管径问题
作为平原地区市政污水管道,由于地形限制,管道坡度普遍偏小,容易淤积,且管径太小,清通养护困难,设计污水主管道最小管径宜取 600 mm,起点管道及计算流量不能达到 600 mm 的下游管道设计管径均采用 600 mm,可延长管道清通周期且方便清淤。雨水管道最小管径可根据计算设置,不必受此限制。主管道预留接户雨污水支管管径可根据实际计算及要求确定,当无特殊要求时,雨水预留支管可取 600 mm,污水预留支管可取400 mm,坡度应按规范要求适当放大。
3 分流制管道与合流制管道衔接问题
1)分流管道接入合流管道。新建雨污水管道的下游管道如为合流管道,且雨污水无其他出路,需暂时接入合流管道。目前合流制管道普遍为直接接入水体或者经截流后接入水体,且雨水口均与管道相连,因此远期实施分流制时合流管道改造为雨水管道更为经济合理。
2)合流管道接入分流管道。新建雨污水管道上游如有合流管道接入时,为了避免污水污染水体,原有合流制管道原则上应接入新建污水管道,但多数污水管道设计流量较小,不能满足雨水排放要求,汛期可能造成合流管道排水不畅,易造成洪涝灾害。设计时需综合考虑合流管道与分流管道排水能力来确定合理的接入方式。
4 管道交叉问题
4.1 雨水、污水管道之间交叉一般情况下,设计应该是雨水管道在上,污水管道在下,尽量避免交叉,但是由于雨污水管道起点及流向不一致,以及为了控制污水管道埋深,雨污水管道之间不可避免地存在交叉,交叉时可采用倒虹管、雨污交井或管变方沟等措施来处理。
1)倒虹管。倒虹管设置时应根据交叉雨污水管道的管径及相对标高来考虑雨水倒虹还是污水倒虹,这是关键问题。雨水管道季节性运行,且流速较大不易淤积,污水管道全年运行,且流速较小易淤积,因此从这个角度考虑设置倒虹管首先选择雨水管道。另外还应考虑管径及流量问题,主管道与支管相交时,首选支管设置倒虹管,对管道运行影响较小。
2)雨污交井。雨污交汇井设置一般采用雨断污不断原则,即在管道交叉处雨水管道断开做检查井,使污水管道在雨水检查井内通过,污水管道在通过检查井时不得有接口,检查井设计尺寸应能保证雨水的有效过水断面。雨污汇汇井适合于雨水管径较大、污水管径相对较小的交叉,后期维护简单,只需雨季前对交汇井清淤,应用较为广泛。
3)管变方沟。该方法是管道交叉时,在与上方管道交叉处下方管道改做宽扁型方沟通过,方沟应与下方管道底平连接,断面应能保证有效过水断面。管变方沟适合于下方管道与上方管道只有部分重叠情况,下方有一定断面可利用。该方法水力性能好,且后期不需特殊维护,因此在满足条件时优先考虑该方法。
4.2 雨污水管道与其他管道交叉
雨污水管道与其他管道交叉时应符合《管线规范》与《排水规范》的规定。
1)《管线规范》对管线交叉的处理规定,压力管线让重力流管线,可弯曲让不易弯曲管线,分支管线让主干管线,小管径管线让大管径管线。
2)《排水规范》规定污水管道应敷设在给水管道及再生水管道下面。雨污水管道作为市政管线中唯一的重力流管线,与其他管道交叉时应有优先通过权;其他管道如为非重要管或有条件避让时尽量避让;如其他管道为重要管道或者无法避让时,雨污水管道可通过倒虹管或管变方沟通过;也可利用交会井原则,其他管道在雨污水检查井内通过,但必须做好防护措施,当其他管道为燃气、电力等危险系数较高管道时,不建议采用此方式。
5 管道穿河渠问题
污水管道规划设计时应尽量避免穿河渠,因为污水穿河渠审批手续繁杂,施工复杂、造价高,且有些输送饮用水原水的河渠是不允许污水管道穿过的。如必须穿河渠,可根据实际情况采用管道直埋、倒虹管、管桥及泵站等措施来处理。
6 管道穿道路问题
管道穿已建成道路时,道路交通量小的道路可考虑断交开挖施工,交通量大的道路开挖施工对交通影响较大,可考虑采用非开挖顶管施工。管道线路范围内有建筑物或者浅层地下构筑物时,应进行技术经济分析,可考虑采用非开挖顶管施工,但管道施工不得影响建(构)筑物安全。
7 结语
分流制排水管道需设置雨水、污水 2 套管道系统。设计中应合理地进行平面竖向布置,并结合当地实际排水情况选择最小管径,处理好管道衔接、交叉、穿河渠、穿道路等问题。力求设计排水管道更为经济实用,后期管理更为方便。
关键词:排水管道 分流制 问题 措施
中图分类号:S276 文献标识码:A 文章编号:
1 管道布置问题
1.1 平面布置
1)主管道布置原则。排水管道优先考虑布置在人行道、绿地下,其次考虑布置在非机动车道下,除特殊情况外,一般不考虑布置在行车道下。这样可最大限度减少后期管道管理养护对交通的影响,同时也可保障车辆及人员安全。
雨污水管道布置时,雨水管道宜布置在靠近道路的位置,污水管道宜布置在远离道路的位置。雨水管道布置在内侧,方便雨水口的接入,减少雨水口支管长度;污水管道布置在外侧,减少用户支管长度,同时避免与其他管线交叉的可能。
2)支管布置原则。为避免后期用户接入时破坏路面及绿化等市政设施,主管道设计时应向道路外侧做预留支管,以便后期用户接入。两侧用户有要求时可按用户要求位置预留支管,无要求时,可根据经验每隔 100~200 m 距离预留支管。
1.2 竖向布置
1)覆土深度。管道起點覆土控制除了满足用户接入要求外,还应考虑路面荷载、冻土深度的影响,起点覆土深度一般控制:雨水管道 1.0~1.5 m,污水管道 1.2~2.0 m。起点覆土深度应根据实际情况确定取值,如起点为控制点则取小值,如起点非控制点则取大值。不满足此要求时可酌情减小,但如果管道位于路面下,应满足混凝土管最小覆土深度 0.7 m,塑料管最小覆土深度 1.0 m,以保证管道不被车辆荷载破坏。
管道最大覆土深度应根据当地实际水文地质条件、管材及施工水平等因素确定。雨水管道最大覆土深度可按排出口河渠底标高控制,污水管道最大覆土可综合考虑管道长度及污水处理厂位置确定,一般控制在 6 m,超过此深度时宜设置泵站。
2)管道坡度。污水管道需保证规范规定的最小设计坡度要求,避免流速过低淤积 ;但雨水管道实际运行多为压力状态,水流速度是靠检查井内水位及管道坡度两者共同作用控制的,尤其是雨量较大情况下,检查井内水位很高,此时管道坡度对流速影响不大,因此在平原地区,雨水管道可适当减小坡度,以减小管道埋深,有效控制排出口埋深,减少雨水管道淹没出流情况,少设或不设雨水泵站。
2 最小管径问题
作为平原地区市政污水管道,由于地形限制,管道坡度普遍偏小,容易淤积,且管径太小,清通养护困难,设计污水主管道最小管径宜取 600 mm,起点管道及计算流量不能达到 600 mm 的下游管道设计管径均采用 600 mm,可延长管道清通周期且方便清淤。雨水管道最小管径可根据计算设置,不必受此限制。主管道预留接户雨污水支管管径可根据实际计算及要求确定,当无特殊要求时,雨水预留支管可取 600 mm,污水预留支管可取400 mm,坡度应按规范要求适当放大。
3 分流制管道与合流制管道衔接问题
1)分流管道接入合流管道。新建雨污水管道的下游管道如为合流管道,且雨污水无其他出路,需暂时接入合流管道。目前合流制管道普遍为直接接入水体或者经截流后接入水体,且雨水口均与管道相连,因此远期实施分流制时合流管道改造为雨水管道更为经济合理。
2)合流管道接入分流管道。新建雨污水管道上游如有合流管道接入时,为了避免污水污染水体,原有合流制管道原则上应接入新建污水管道,但多数污水管道设计流量较小,不能满足雨水排放要求,汛期可能造成合流管道排水不畅,易造成洪涝灾害。设计时需综合考虑合流管道与分流管道排水能力来确定合理的接入方式。
4 管道交叉问题
4.1 雨水、污水管道之间交叉一般情况下,设计应该是雨水管道在上,污水管道在下,尽量避免交叉,但是由于雨污水管道起点及流向不一致,以及为了控制污水管道埋深,雨污水管道之间不可避免地存在交叉,交叉时可采用倒虹管、雨污交井或管变方沟等措施来处理。
1)倒虹管。倒虹管设置时应根据交叉雨污水管道的管径及相对标高来考虑雨水倒虹还是污水倒虹,这是关键问题。雨水管道季节性运行,且流速较大不易淤积,污水管道全年运行,且流速较小易淤积,因此从这个角度考虑设置倒虹管首先选择雨水管道。另外还应考虑管径及流量问题,主管道与支管相交时,首选支管设置倒虹管,对管道运行影响较小。
2)雨污交井。雨污交汇井设置一般采用雨断污不断原则,即在管道交叉处雨水管道断开做检查井,使污水管道在雨水检查井内通过,污水管道在通过检查井时不得有接口,检查井设计尺寸应能保证雨水的有效过水断面。雨污汇汇井适合于雨水管径较大、污水管径相对较小的交叉,后期维护简单,只需雨季前对交汇井清淤,应用较为广泛。
3)管变方沟。该方法是管道交叉时,在与上方管道交叉处下方管道改做宽扁型方沟通过,方沟应与下方管道底平连接,断面应能保证有效过水断面。管变方沟适合于下方管道与上方管道只有部分重叠情况,下方有一定断面可利用。该方法水力性能好,且后期不需特殊维护,因此在满足条件时优先考虑该方法。
4.2 雨污水管道与其他管道交叉
雨污水管道与其他管道交叉时应符合《管线规范》与《排水规范》的规定。
1)《管线规范》对管线交叉的处理规定,压力管线让重力流管线,可弯曲让不易弯曲管线,分支管线让主干管线,小管径管线让大管径管线。
2)《排水规范》规定污水管道应敷设在给水管道及再生水管道下面。雨污水管道作为市政管线中唯一的重力流管线,与其他管道交叉时应有优先通过权;其他管道如为非重要管或有条件避让时尽量避让;如其他管道为重要管道或者无法避让时,雨污水管道可通过倒虹管或管变方沟通过;也可利用交会井原则,其他管道在雨污水检查井内通过,但必须做好防护措施,当其他管道为燃气、电力等危险系数较高管道时,不建议采用此方式。
5 管道穿河渠问题
污水管道规划设计时应尽量避免穿河渠,因为污水穿河渠审批手续繁杂,施工复杂、造价高,且有些输送饮用水原水的河渠是不允许污水管道穿过的。如必须穿河渠,可根据实际情况采用管道直埋、倒虹管、管桥及泵站等措施来处理。
6 管道穿道路问题
管道穿已建成道路时,道路交通量小的道路可考虑断交开挖施工,交通量大的道路开挖施工对交通影响较大,可考虑采用非开挖顶管施工。管道线路范围内有建筑物或者浅层地下构筑物时,应进行技术经济分析,可考虑采用非开挖顶管施工,但管道施工不得影响建(构)筑物安全。
7 结语
分流制排水管道需设置雨水、污水 2 套管道系统。设计中应合理地进行平面竖向布置,并结合当地实际排水情况选择最小管径,处理好管道衔接、交叉、穿河渠、穿道路等问题。力求设计排水管道更为经济实用,后期管理更为方便。