[分享]市政排水管渠施工中管线交叉问题的处理!

发表于2018-05-13    1640人浏览    2人跟帖    总热度:450  

市政排水管渠施工中管线交叉问题的处理!_1

O 前言

在城市排水管渠的新建及改建过程中, 往往不可避免地会碰到排水管渠与先行建成的各类专业 管线(道) 相互交叉,并在高程上发生冲突的情况。

按照现行的设计、施工规范与技术水平,目 前我国的排水管渠基本是按重力流设计,完全依靠上下游的水头差来排除雨、污水,同时实现 沟道自清。当排水管渠的设计高程与埋深一经确定后,如果在实际施工中遇到与其它专业管线 交叉发生高程冲突,受工程投资与起止点标高所限,试图通过调整排水管渠的设计埋深来消除 高程冲突的可能性十分有限。因此,如何合理、规范、可行地处理此类问题,确保排水管渠的 水力条件,保护地下管线不受损坏,是排水管渠工程施工中必须面对的一个较为棘手的问题。

笔者通过多年的排水施工实践, 特别是近几年开展整治城区“水浸街”工程和城区道路综合改 造工程以来,结合相关设计、施工规范,归纳梳理了排水管渠施工中与其它管道(线) 交叉时存 在的问题及可行的处理措施,谨供工程技术同行参考。

1 早期城市建设中管线交叉存在的问题以及原因剖析

在我区 2000~2002 年实施整治城区“水浸街”工程期间,为探寻城区一直存在的“水浸街” 问题的成因,通过对花都新华旧城区排水管网的全面清疏,我们对城区排水管网当时的现状进 行了一次较为详细的调查。调查发现,旧城区的排水管渠与其它各类管线交叉点共有 146 处, 其中有高程冲突且未经处理直接穿越排水管渠的有 1 10 处,占 75%。以城区主干排水渠秀全 路方渠为例,该渠长 820 m ,就有 33 处被供水、电信、供电电缆等直接横穿。最严重的是在 秀全路与花城路的路口,排水方渠内由上至下分别排列了电信、供电、联通、有线电视四类管 线,而且该四类管线本身也是相互交错,挤占了 80%的过水断面。在对该处的管线迁移时, 耗费了大量的人力、物力和时间,改造的难度相当大。 排水管渠与其它管线经常产生交叉冲突,有其历史与现实的原因,主要是由于两者建设的不同 步,并且缺乏统一的规划和有力的监督管理所造成。

在旧城区,市政排水管渠与城市道路基本 上是同时建设。市政排水管渠建设在前,而当时的地下管线较少,城区除供水管以外,其它如 供电、 电信、 有线电视等线路或为架空, 或当时暂未开始全面建设。 随着社会经济的不断发展, 通信、有线电视、燃气等公用事业管道的建设需求也迅速增涨,供电、电信线路也按要求人地 埋设。由于管线的规划相对滞后,且在施工过程中各管线单位各自为政,带有较大的随意性, 当管线在埋设过程中受排水管渠阻碍时,不是按规范要求避让或采取适当的措施,未经许可就 直接凿穿排水管渠通过。

在新城区, 受建设资金不足的制约, 城市道路建设往往不能一步到位, 一般是先考虑满足机动车通行的需要,暂时建好主车道路面,人行道、排水管渠等则要根据道 路周边土地开发的实际情况再逐步配套。另一方面,水、电、气、通信、电视等专业部门出于 未来的市场需要, 在建设资金相对比较充裕的优势下, 有条件在道路主车道两侧先行埋设管线。 个别管线单位为了节约成本和施工方便,随意调整其在道路横断面上的平面位置与竖向高程, 不是严格地按照规划布线埋设, 因此在新城区经常可以发现, 仅需占地 1 m 宽的管线却呈“之” 字形走向,将有限的 5 m 人行道范围几乎全部占用,造成很大的地下空间浪费,并且给后续实 施的排水管渠建设带来极大的不便。

2 管线随意交叉的不利影响

管线直接穿越排水管渠是规范所不允许的,同时由于该现象的存在,对城市排水管网功能的正 常发挥和管线本身的不利影响是十分明显的。

(1)管线直接穿排水渠,破坏了排水管渠的整体性与密闭性,影响管渠的使用寿命,造成污水、 雨水泄漏,污染地下水,影响路基的稳定性。

(2)由于大管径供水管,多层多孔的弱、强电管束侵占了排水净空,使排水管渠的过水能力大为降低。位于管渠底部的管线造成上游雍水,加大了水头损失,使水流速度缓慢,增加了管渠 淤积堵塞的几率;与污水平时充满度相平和位于管渠上部的管线,在平时或下雨满流时拦挂了 大量塑料袋、 树枝、 废纸等飘浮垃圾与油污, 使有限的过水断面进一步缩窄。 从整治“水浸街” 工程时清疏管网所掌握的资料来看,凡发生“水浸”的地段,其下游排水管渠均不同程度存在 管线直接穿越的情况。

(3)不利于排水管渠的日常疏浚养护。受管线阻隔,高压清洗车的喷头无法在管渠内顺利前进, 上游冲洗下来的杂物、淤泥亦被管线拦截而无法全部流人检查井清捞。传统的竹片、摇车通沟 方法也无法得到实际应用。另一方面,由于管渠淤塞的可能性增加,必须加大清疏的力度才能 保证管渠的基本过水能力,增加了养护成本。

(4)大多数管线在穿越排水管渠时未采取相应的保护措施,存在较大的安全隐患,一旦受损, 将会给公共安全和人民生活工作带来十分不利的影响。

3 排水管渠与其它管线交叉冲突时的处理措施

在对管道交叉进行必要的处理时,要充分考虑相互交叉管道的用途、管材、管道结构,覆土及 最小净距要求,工作面大小,回填土情况以及水文地质等情况,同时要考虑工期进度与施工成 本控制的要求,施工质量方面既要保证下面的管道安全,且便于检修,上面的管道不能下沉破 坏,在排水管渠与其它管道交叉并发生高程冲突时,要尽量保证或改善排水管渠的水力条件。

处理的基本原则是:

(1)首先应遵循设计,按设计图纸及有关规范进行施工;

(2)管道交叉处理要尽量满足其最小净距;

(3)有压管道让无压管;

(4)支管避让干线管;

(5)小口径管避让大口径管;

(6)可弯曲管道让不可弯曲管道;

(7)临时管道让永久管道

(8)尽可能减少开挖工作面和填挖土方量,降低造价,保证工期。

(9)无论采用何种处理措施,均应联系有关管道(线) 主管部门,取得同意和协助。 以下是排水管渠施工常见的几种交叉情况及其处理参考办法。

3.1 新建排水圆管与其它管道线交叉,高程未发生冲突

(1)新建排水圆管在下,其它管线在上。 通常采用槽底砌砖墩的方法对上面管线进行保护。在开挖露出上面管线后,设置跨越管槽的吊 架,将管线用铁丝吊挂牢固后再继续开挖并施工下面的排水圆管。在下管时要特别注意安全, 防止管节碰撞及压断管线。验槽合格后,在槽底原状土上浇筑 10 cm 厚 ClO 混凝土基础,基础 每边尺寸较砖墩大 125 mm ,砖的强度MU7.5,水泥砂浆标号M7.5,砖墩间距≯2-3 m , 且不能少于两个,在圆管两侧对称砌筑。砖墩宽度应大于圆管外径(或管束总宽)30 cm 以上。 当砖墩高度在 2 m 以内时,采用一砖墙(240 mm) ,高度>3 m 时,采用一砖半墙(365 mm)。砖 墩达足够强度后,回填沟槽,拆除吊架,建议采用石屑按 30 cm 分层冲水振实回填。当上面管 线较多,且管径较大(如大管径的供水管、排水管) ,采用开槽施工填挖土方过大,且对已建管 道保护有困难时,宜采用顶管法施工排水圆管。

(2)新建排水圆管在上,其它管线在下时(这种情况较为少见,但实际施工中仍有碰到) 。若上 下管道间距满足规范的最小净距要求,且交叉处的槽底地基承载力达到设计要求,可直接进行 上面排水管基和管道的施工,否则应选择以下方法之一以加固上面管道的基础,保护下面管道 (线) 不受破坏。一是换填法,将上下管道(线) 之间原状土全部挖除,换填中砂振实后再施工上 面管道基础;二是在上层排水管道的管基下面增设钢筋混凝土保护垫层。 需要特别说明的是,根据规范要求,供水管、燃气管、原则上不宜在排水管下面交叉,因此,在条件许可时,应尽可能对供水、燃气管进行迁移,在排水管道上方经过(参见上一条处理方 法) ,当从上方经过时其覆土厚度不能满足规范要求时,应对供水、燃气管采用取加套管和路 面加钢筋网保护等措施;当受客观条件所限确不能迁移的,应对上面的排水管予以加固,加固 长度不小于供水管外径加 4 m,同时排水管接口与交叉点不应重叠。

3.2 新建排水圆管与其它管道(线) 交叉,高程发生冲突

在新建排水圆管与其它管道(线) 交叉并有高程冲突时,首先应按照规范要求,在投资、工期、 管顶覆土厚度、工作面大小(市政工程施工必须要考虑对城市交通的影响,开挖面往往有限) 允许的情况下,尽可能对其它管道(线) 进行迁移,在排水管的上(下) 方经过,消除高程冲突。 迁移存在困难的,参考处理以下几种方法:

(1)检查井法:即将排水圆管在有其它管线穿越的位置断开,以检查井相连,井内砌导流槽或 沉泥槽以保证其水力条件,同时防止淤积,便于管道清疏养护,其它管线则加套管保护后按原 高程从井内穿过。检查井应视管线的宽度、收口高度的不同砌成圆形或矩形。

(2)双孔或多孔替代法:采用两孔或多孔较小管径的圆管替代原设计圆管,可维持原设计高程 不变,通过降低管顶标高,保证管线从上面通过。使用多孔管替代时,孔数不宜大于四孔,管 径不应<300 mm。

(3)暗方渠替代法:通过水力计算,将原设计圆管改为过水能力相当的暗方渠,通过压低暗方 渠顶板和加宽横截面来解决高程冲突。

(4)管材替代法:原设计为钢筋混凝土圆管的,采用较小一级的 HDPE 管或其它新型管材替代。 替代口径为: D600 一 D800, D800 一 D1000, D1000 一 D1200, D1200 一 D1500, D1500 一 D1800。 由于 HDPE 管具有管壁薄,水力条件好(粗糙系数 n=0.01,钢筋混凝土为 n=0.014) ,可弯曲 性良好等优点,该法与双孔或多孔管替代法相结合可有效解决高程冲突的问题。

(5)倒虹管法:倒虹管法能够有效地解决排水管与其它管线的高程冲突,但该法的突出问题是 极易淤塞,养护不便,特别是合流制管道,因旱季时污水流量小,流速慢,管道易淤塞,雨季 则很可能因管径偏小而造成上游排水不畅,因此在倒虹管的设计与施工时应注意:

a .进水井 底部做沉泥槽;

.倒虹管内的流速一般采用 1.2-1.5 m/s ,不 宜<0.9 m/s ;

c .应加强定时冲洗,冲洗流速>1.2rn /s ;

d .管径《300 mm ,应采用双管, 通过在进水井设置溢流堰,一条常用,一条备用.

e .合流制管道应在进出水井之间,在障碍 物的上方再增设一条溢流管,以满足大雨时的排水要求。

以上五种处理办法,在实际施工中的具体应用有:

(1)当其它管线在管内的净高不超过排水管内径 D 的 1/5 时(如图 1),经验证明,无论其在排 水管的上、中或下部穿过,对排水的影响不是很大,可直接采用检查井法处理,但检查井内底 应设置光滑的导流槽。 如果在某一段纵向距离上有多条管线穿越, 且不同组管线之间排列较密, 可将该段排水管改为两侧砌二砖墙(490 厚) ,砖墙上做钢筋混凝土盖板并设检查井孔,该处理 方法可视为加长了的矩形检查井。当不同组管线较为分散时,若在每一组都设一个检查井则显 得路面的井口过密,这种情况可在位于中间一组管线位置设检查井,其余以连接暗井处理(路 面不留井口) 。

(2)当管线从排水管道的中、上部穿越,且高度 h>1/5D ,如图 2,宜采用暗方渠法,双、多孔 管法结合管材替代法予以处理。

(3)当管线从排水管道的中、下部穿越,且高度 1/3D ≥ h>1/5 D 时,如图 3,可采用检查井 法处理。但是要注意:一是将检查井加宽,二是检查井底应做 h+0.5 m 的沉泥槽。该处理方 法有一定的水力损失,但因扩大了过水断面,能基本满足过,水要求,并能有效防止该处的淤 塞。

(4)当管线从排水管道中、下部穿越,且高度 h>1/3 D 时,如图 4,应采用倒虹管法处理。

3.3 新建排水渠箱与其上方管线交叉且高程未发生冲突时

如果渠箱顶板及管线底部之间深度≥70 mm,可在渠箱侧墙上砌筑砖墩支撑管线;

如果顶板与管线底部的深度<70 mm ,可直在顶 板与管道之间用 cl0 混凝土填实,支承角《900,并且其荷载不超过顶板的允许承载力。

3.4 新建排水渠箱与已有管线有高程冲突,且管线迁移较困难

若高程冲突较小,可适当压低 渠箱顶板,或通过结构计算,减薄顶板,使管线能从顶板上面通过。

若高程冲突较大,管线不 得不从渠箱内穿越时,应将该段渠箱加宽(加宽段不宜超过 10 m),同时在穿越处渠箱底设沉 泥槽和检查井口,便于维护管理。

3.5 新建管线与已建排水渠箱交叉

新建管线在埋设时经常会碰到一种情况:已建渠箱的盖板 同时也是路面,从渠箱上面经过已没有任何可能。此时一是可采用顶管法、水平定向钻进法等 从渠箱底经过;二是将原多排管线改为单排管线,以尽可能小的横截面从渠箱盖板底部加套管 后通过。

4 结语

以上几种处理措施,可根据施工现场的客观条件灵活加以组合使用,在条件许可的情况下,应 按照管线交叉处理的原则优先考虑管线的迁移。实践证明,在最不利的情况下,对交叉点采取 适当的处理措施, 能够有效地改善管内的水力条件, 保证排水管渠的过水能力。 在我区整治“水 浸街”工程中,对以往存在的管线高程冲突点进行处理,是 成功解决城区“水浸街”问题的一项主要措施。

为了在今后的建设中尽可能地避免管线高程冲 突的情况,我个人认为:

(1)从前期设计人手,充分调查勘测排水管渠施工现场的现状和走访有关管线单位,详尽掌握 各类管线的分布、走向和埋深情况,通过技术经济比较,合理确定排水管渠的高程与埋深,最 大限度减少施工中的高程冲突点。

(2)切实加强城市综合管线的规划工作,合理规划与分配地下空间,并严格按规划实施。在城 市道路交叉口等管线集中的地方,建议规划地下综合管沟共同管廊。

(3)从体制人手,尽快改变各类管线建设条块分割,各自为政的现状。可以尝试建立统一的管 线建设投资主体, 实行地下管线的统一规划, 统一设计, 统一施工, 统一建设和统一维护管理。

(4)由于旧城区已经存在成熟的合流制管网,如果按分流制再新建独立的污水管道,必然会与 现有合流管道发生较大的交叉碰撞,因此,在旧城区进行污水管网的规划与建设时,宜采用截 流制。

(5)提前介人,做好施工前的协调工作。开工前通过周详的现场调查,掌握充分的管线资料, 及时协调有关管线部门提前对所涉及的管线进行迁移,争取时间,减少排水管施工全面展开后 因处理管线交叉对工期和质量带来的不利影响。



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 发表于2018-05-13   |  只看该作者      

2

值得学习

 发表于2018-05-13   |  只看该作者       筑龙币+10

3

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