论文部分内容阅读
江门市市政工程设计院有限公司 广东江门 529000
摘要：排水管道系统是市政工程的重要组成部分，其特点有管径一般比其他市政管线大，基本上采用重力流，占据的地下空间较大以及避让其他管线的灵活性较差。在城市排水系统的改造过程中，不可避免的会与其它已建管线发生交叉问题。由于排水管道是重力管道，加上已建管线上、下游标高条件的限制，当发生高程上的冲突时，难以通过调整排水管道的标高来主动避让其它已建管线。因此，处理管线的交叉问题是排水设计中一个普遍存在的难题。本文主要通过一个排水改造工程实例来谈谈对管线交叉问题的见解。
关键词：市政；排水；设计；管线；交叉；处理；见解
一、工程概况
本工程是一个交叉口的雨水改造工程，项目位于江门市蓬江区建设路与双龙大道交叉口，南北走向的为建设路，东西走向的为双龙大道及白石大道。建设路两侧均已建有2.0m×1.6m排水方渠，由北向南排，最终排至天沙河；双龙大道已建有1.5m×2.0m方渠，由西向东排至建设路西侧2.0m×1.6m方渠；白石大道已建有4.0m×2.2m方渠，起于建设路东侧，由西向东沿白石大道排至天沙河。建设路现状（由西向东）依次敷设有通信管线、DN400给水管、通信管、DN1200给水管、DN400给水管、电力管线等市政管线，这些管线均与拟建方渠在高程上有冲突。
二、设计方案
经征询相关部门的意见后，本设计拟建2.5m×2.0m方渠，向西接双龙大道已建1.5m×2.0m方渠，向东延伸至白石大道现状4.0m×2.2m方渠，把部分雨水通过白石大道的方渠排走，缩短排水距离，减轻建设路两侧方渠的排水压力，使雨水尽快排出。本次拟建方渠与建设路已敷设的给水、电力、通信等管线均在高程上有冲突，是本项目需要解决的难题。设计方案详见图一。
图一
图二
三、本方案涉及管线交叉的情况
（1）Y1-Y2段有现状通信管线与拟建方渠交叉，标高上无冲突，对方渠的实施无影响。
（2）Y3-Y4段有现状DN400给水管及通讯管线与拟建方渠交叉，占据拟建方渠上部有效断面1/4处。
（3）Y4-Y5段有现状DN1200给水管横穿拟建方渠，占据拟建方渠上部有效断面1/2处。
（4）Y5-Y6段有现状DN400给水管横穿拟建方渠，位于拟建方渠中部。管线交叉情况详见图二。
四、管线交叉（标高冲突时）的一般处理方法
管线的竖向避让原则是：新建管道让已建管道、压力管线让重力管、可弯曲管线让不易弯曲管线、支管让干管、小管径让大管径、临时管道让永久管道。
管线交叉，标高冲突时一般有下列几种处理方法：
（1）小管径替代
通过水力计算，将一根管径较大的排水管用几根管径较小的排水管替换掉，通过降低管顶标高，让交叉的管线冲排水管上方通过。为减少堵塞，替换管管径不应小于300mm。
（2）更换管材
通过采用粗糙系数较低的管材（如塑料管 n=0.01）替代粗糙系数较大的管材（如混凝土管 n=0.013），一般可以缩小一个管径级别以获得更加宽裕的竖向空间来避让交叉管线。
（3）改变横截面
用方渠替代较大的圆管，通过水力计算将较大的圆管断面等效为方渠断面，并适当压低方渠高度，增加方渠的宽度以获得避让交叉管线的空间。若交叉条件比较苛刻，还可以通过特殊的结构设计方式将方渠顶板厚度减小。
（4）交汇井法
在其它管线与排水管交叉的地方设置一座交汇井，交汇井的尺寸根据交叉管线占据的空间作相应放大，井内砌筑流槽以减少对水力条件的影响。穿越于井内的其它管线加上必要的保护措施后按原标高从井内通过。
（5）倒虹法
当以上几种方法的处理效果不理想，并且排水管上、下游具备高差条件（能满足倒虹的水力损失）时，可采用倒虹的方法避开障碍物。但倒虹管的缺点也比较突出，如容易堵塞、养护不便等。因此，在设计倒虹管时应注意以下几点：○1倒虹管内设计流速不小于0.9m/s，也不应小于进水管内流速。○2倒虹管内流速达不到0.9m/s时，应加定期冲洗措施，冲洗流速不小于1.2m/s。○3管径一般不小于200mm，并应通过计算确定。○4位于倒虹管进水井前的检查井应设置沉泥槽。
五、本设计方案采取的方法
由于通信、电力等管线埋深较浅，迁改工程量不大，经业主组织相关管线部门研讨后，决定将这些管线迁移至方渠顶部通过。迁改后管顶覆土厚度达不到0.7m的，采取混凝土包封加固处理。
经本地水司部门研讨确定，由于DN400给水管的给水功能已由其它给水管替代，本次将与方渠有冲突的DN400给水管切除处理。
最后比较棘手的是DN1200给水管，其管底位于拟建2.5m×2.0m方渠的中间位置。由于本段拟建方渠上、下游均为现状方渠，且标高富余达不到倒虹所需的水头损失要求，无法采用倒虹法避让给水管。经与水司部门研讨，综合各方面因素后，决定将DN1200给水管迁移，以管顶0.7m覆土厚度控制给水管管底标高。给水管迁移后加大了与拟建方渠的竖向距离，本次采用改变横截面的方法将2.5m×2.0m的方渠断面用4.0m×1.0m代替，并放大坡度以获得相同的排水能力。为配合DN1200给水管的迁移工作，4.0×1.0方渠应分段施工。施工完给水管东侧的渠段后，在其上方新建一段DN1200给水钢管，与前后段给水管衔接好后，再将原样DN1200给水管截断，最后施工给水管西侧的方渠。
六、结语
市政道路下埋设着多种的管线，由于历史、规划、监管等种种原因，这些管线的敷设往往没有与道路建设同步完成。或新增、或先建、或后建、或由地上改为地下敷设等，造成管线错综复杂、走向随意的局面，给后期的道路维修、排水改造的等工程带来很大的麻烦。在排水改造工程的设计中，这些管线与排水管交叉的问题依旧无法避免，仍然是排水设计工作者需要解决的难题。
参考文献：
[1]《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）2014年版
[2]《给水排水设计手册 第5册 城镇排水》
[3]《给水排水管网系统》严煦世、刘遂庆主编
摘要：排水管道系统是市政工程的重要组成部分，其特点有管径一般比其他市政管线大，基本上采用重力流，占据的地下空间较大以及避让其他管线的灵活性较差。在城市排水系统的改造过程中，不可避免的会与其它已建管线发生交叉问题。由于排水管道是重力管道，加上已建管线上、下游标高条件的限制，当发生高程上的冲突时，难以通过调整排水管道的标高来主动避让其它已建管线。因此，处理管线的交叉问题是排水设计中一个普遍存在的难题。本文主要通过一个排水改造工程实例来谈谈对管线交叉问题的见解。
关键词：市政；排水；设计；管线；交叉；处理；见解
一、工程概况
本工程是一个交叉口的雨水改造工程，项目位于江门市蓬江区建设路与双龙大道交叉口，南北走向的为建设路，东西走向的为双龙大道及白石大道。建设路两侧均已建有2.0m×1.6m排水方渠，由北向南排，最终排至天沙河；双龙大道已建有1.5m×2.0m方渠，由西向东排至建设路西侧2.0m×1.6m方渠；白石大道已建有4.0m×2.2m方渠，起于建设路东侧，由西向东沿白石大道排至天沙河。建设路现状（由西向东）依次敷设有通信管线、DN400给水管、通信管、DN1200给水管、DN400给水管、电力管线等市政管线，这些管线均与拟建方渠在高程上有冲突。
二、设计方案
经征询相关部门的意见后，本设计拟建2.5m×2.0m方渠，向西接双龙大道已建1.5m×2.0m方渠，向东延伸至白石大道现状4.0m×2.2m方渠，把部分雨水通过白石大道的方渠排走，缩短排水距离，减轻建设路两侧方渠的排水压力，使雨水尽快排出。本次拟建方渠与建设路已敷设的给水、电力、通信等管线均在高程上有冲突，是本项目需要解决的难题。设计方案详见图一。
图一
图二
三、本方案涉及管线交叉的情况
（1）Y1-Y2段有现状通信管线与拟建方渠交叉，标高上无冲突，对方渠的实施无影响。
（2）Y3-Y4段有现状DN400给水管及通讯管线与拟建方渠交叉，占据拟建方渠上部有效断面1/4处。
（3）Y4-Y5段有现状DN1200给水管横穿拟建方渠，占据拟建方渠上部有效断面1/2处。
（4）Y5-Y6段有现状DN400给水管横穿拟建方渠，位于拟建方渠中部。管线交叉情况详见图二。
四、管线交叉（标高冲突时）的一般处理方法
管线的竖向避让原则是：新建管道让已建管道、压力管线让重力管、可弯曲管线让不易弯曲管线、支管让干管、小管径让大管径、临时管道让永久管道。
管线交叉，标高冲突时一般有下列几种处理方法：
（1）小管径替代
通过水力计算，将一根管径较大的排水管用几根管径较小的排水管替换掉，通过降低管顶标高，让交叉的管线冲排水管上方通过。为减少堵塞，替换管管径不应小于300mm。
（2）更换管材
通过采用粗糙系数较低的管材（如塑料管 n=0.01）替代粗糙系数较大的管材（如混凝土管 n=0.013），一般可以缩小一个管径级别以获得更加宽裕的竖向空间来避让交叉管线。
（3）改变横截面
用方渠替代较大的圆管，通过水力计算将较大的圆管断面等效为方渠断面，并适当压低方渠高度，增加方渠的宽度以获得避让交叉管线的空间。若交叉条件比较苛刻，还可以通过特殊的结构设计方式将方渠顶板厚度减小。
（4）交汇井法
在其它管线与排水管交叉的地方设置一座交汇井，交汇井的尺寸根据交叉管线占据的空间作相应放大，井内砌筑流槽以减少对水力条件的影响。穿越于井内的其它管线加上必要的保护措施后按原标高从井内通过。
（5）倒虹法
当以上几种方法的处理效果不理想，并且排水管上、下游具备高差条件（能满足倒虹的水力损失）时，可采用倒虹的方法避开障碍物。但倒虹管的缺点也比较突出，如容易堵塞、养护不便等。因此，在设计倒虹管时应注意以下几点：○1倒虹管内设计流速不小于0.9m/s，也不应小于进水管内流速。○2倒虹管内流速达不到0.9m/s时，应加定期冲洗措施，冲洗流速不小于1.2m/s。○3管径一般不小于200mm，并应通过计算确定。○4位于倒虹管进水井前的检查井应设置沉泥槽。
五、本设计方案采取的方法
由于通信、电力等管线埋深较浅，迁改工程量不大，经业主组织相关管线部门研讨后，决定将这些管线迁移至方渠顶部通过。迁改后管顶覆土厚度达不到0.7m的，采取混凝土包封加固处理。
经本地水司部门研讨确定，由于DN400给水管的给水功能已由其它给水管替代，本次将与方渠有冲突的DN400给水管切除处理。
最后比较棘手的是DN1200给水管，其管底位于拟建2.5m×2.0m方渠的中间位置。由于本段拟建方渠上、下游均为现状方渠，且标高富余达不到倒虹所需的水头损失要求，无法采用倒虹法避让给水管。经与水司部门研讨，综合各方面因素后，决定将DN1200给水管迁移，以管顶0.7m覆土厚度控制给水管管底标高。给水管迁移后加大了与拟建方渠的竖向距离，本次采用改变横截面的方法将2.5m×2.0m的方渠断面用4.0m×1.0m代替，并放大坡度以获得相同的排水能力。为配合DN1200给水管的迁移工作，4.0×1.0方渠应分段施工。施工完给水管东侧的渠段后，在其上方新建一段DN1200给水钢管，与前后段给水管衔接好后，再将原样DN1200给水管截断，最后施工给水管西侧的方渠。
六、结语
市政道路下埋设着多种的管线，由于历史、规划、监管等种种原因，这些管线的敷设往往没有与道路建设同步完成。或新增、或先建、或后建、或由地上改为地下敷设等，造成管线错综复杂、走向随意的局面，给后期的道路维修、排水改造的等工程带来很大的麻烦。在排水改造工程的设计中，这些管线与排水管交叉的问题依旧无法避免，仍然是排水设计工作者需要解决的难题。
参考文献：
[1]《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）2014年版
[2]《给水排水设计手册 第5册 城镇排水》
[3]《给水排水管网系统》严煦世、刘遂庆主编