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初析市政排水管网竖向交叉问题的解决方案

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：李政凯

[导读] 摘要：改革开放以后，我国的经济便得到了飞速的发展，我国市政基础性设施建设的标准也在不断提升，和国际发达国家之间存在的差距也愈发减小。在早期，我国大多数的排水方式都是合流制，这在当前显得有些落伍，因此必须要进行适当改造与优化。

        中建六局水利水电建设集团有限公司天津 300200
        摘要：改革开放以后，我国的经济便得到了飞速的发展，我国市政基础性设施建设的标准也在不断提升，和国际发达国家之间存在的差距也愈发减小。在早期，我国大多数的排水方式都是合流制，这在当前显得有些落伍，因此必须要进行适当改造与优化。对市政排水管网的改造工程进行设计时，设计难度要远大于新建工程的设计，并且要求也极高。本篇文章就对我国市政排水管线竖向交叉的问题进行了深入分析，同时总结了过去施工的经验，希望能够为相关人员提供一定帮助。
        关键词：竖向交叉；市政排水；排水管网；解决方案
        引言：对于市政排水管网而言，它是城市最为重要的一项基础设施，城市需要借助排水管网来接纳以及输送城市产生的废水、自然降水以及生活污水等，一个完整的排水网线能够给人们正常的生活和生产提供极大的保障，同时它也是文明清洁城市最重要的一个标志。但是竖向交叉的地下城市排水管网很容易导致管线标高的冲突以及管道损坏等问题出现，从而严重影响城市排水工程正常的运行，因此本篇文章就对排水管网竖向交叉问题进行了分析，希望借此可以实现排水管网改造工程正常运行。
        一、问题以及解决方案的分析
        1.问题分析
        我国在过去处理市政排水管网竖向交叉的问题时，大多通过以下几种方式。首先是将下游的交叉管整体标高进行降低；其次是提高上游的被交叉管管底标高。尽管我国过去经常使用上述方法来解决竖向交叉问题，但实际上两者在应用的过程中都具有明显的不足。一方面，如果将管网的整体标高进行降低，那么便会造成管道埋深因此而不断变大，进而导致成本预算不够等问题出现；而另一方面，因为上下游的管底标高都是固定数值，所以雨水管竖向的位置也会固定，同时其也会因为管顶的覆土而受到一定制约。所以，上述两种方法由于实施的难度较大，因此很难在市政管网的改造工程中进行实际应用，想要有效的解决市政排水管网竖向交叉的问题难度较高。
        2.竖向交叉问题解决方案的原理与分析
        现阶段在解决市政排水管网竖向交叉的问题时所使用的的方法大同小异，它们基本的工作原理就是所谓的连通器原理，即几个底部位置相互接通的容器，在注入了同一类型的液体之后，当液体处于静止状态时，连通器中各个容器液体总是维持在同一个水平方向上。当前常见的交汇井方案实际上就是通过连通器原理，使进水管和出水管间产生一定高度差，从而在大气压作用之下，其中的水流就会避开障碍物依据设计的方向进行流动，这是只需要确保达到设计的高度差还有过水面积就能够实现管道国流的能力不会受到障碍物影响的效果。
        对于不同的地区来讲，市政排水管网竖向交叉问题的解决方案各有不同，下面我们便对其中的交汇井处理方案进行分析。过去我国所使用的市政排水管网竖向交叉问题的解决方案最大的局限性就是涉及到的工艺相对复杂，并且很容易造成管道的堵塞，可能会为后期的管理和维护造成极大困难。为此，我们可以通过交汇井的处理方案来解决，即在上下游的管道竖向交叉点摆放一个交汇井，从而于井中截断雨水的管道，让污水管可以直接穿过交汇井，在借助井底空间来保证雨水的流通，这种处理方案的优势就是结构相对简单，而且便于后期维护，整体建设的造价也较低，尽管如此其在处理排水管网的竖向交叉问题中仍旧具有出色的使用效果。
        二、浅析利用交汇井方案处理市政排水管网的竖向交叉问题
        1.工程简介
        本篇文章以某地市政排水管网的改造项目为例，此项目的施工区域位于该市某主干道十字交叉处，该区域的地下有八道权属不同且敷设时间极长的雨污排水线路，导致了十分严重的标高冲突以及管线的竖向交叉等问题，同时大多数的管线还出现了不同程度堵塞或者漏水等问题，从而给地下排水管网的扩容与混凝土管的更换带来了巨大的挑战。
        2.施工计划设计
        通过组合式的交汇井改造方案来开展平面规划设计，（详情见图1），将交汇井Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别设置于该十字交叉口处，其中交汇井Ⅱ是污水的汇流井，而Ⅰ与Ⅲ则是雨水的汇流井，另外井水管A、C最终都要流经井Ⅰ进行汇流，井Ⅲ和处在下游位置的雨水管（即DN2000）相连通，而污水管D、E则凭借预埋管的方式经过井Ⅰ，两个污水管以及污水管B借助井Ⅱ进行连接，把汇流污水输送到下游，从而通过交汇井Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ来达到雨污水分汇流的目的，进而有效增大汇流的面积，给穿越管的施工提供了一定的便利。除此之外，还需要将一体化泵站应用到市政以及生活排污与排水工作中，过去绝大部分城市市政污水管线的修建都不合理，同时随着近几年由乡村向城市迁移的人口增多，再加上设备老化等，使得许多的设备很难在发挥出有效作用，而借助一体化泵站便能够使上述问题得到有效的解决。实际上一体化站泵属于集成泵站，其内部存在多种不同功能的元件，而借助自带的固定防护功能，可以实现各个元器件完美的匹配，最终保证污水得到合理的处理。

        图1.组合式交汇井平面的设计图
        3.基坑支护施工
        为了保证市政排水管网的改造项目在施工时不会对雨污水正常的排放产生影响，需要在开始进行基坑支护作业之前提前开始导排作业，当原管道被堵封之后再进行后续的支护作业。因为本次改造项目处在城市的主要交通位置，车流量相对密集，所以初步准备将一个长度为9米的钢板桩设置于管道的空挡处，把桩顶标高定为-1.5米，挑选1至2道H400*400支撑安装在围檩位置，在外部则设置挡土桩以及旋喷桩的止水帷幕从而起到一定的辅助作用，同时在管道下方空挡处设置一个水平挡板，和拉森Ⅳ钢板桩做焊接。通过双管法来进行旋喷桩作业，挑选管道的空挡间隔位置进行旋喷，把桩间距、埋深以及有效的深度设置为0.4米、1.5到2米以及10米，在管道的下方借助小角度的交汇旋喷技术，使提升速度维持在每分钟10到16厘米的范围内，把水泥使用量定为300Kg/m；至少要在基坑一侧设置3排，以此确保旋喷的范围在路面1.5至2米以下；当基坑开挖之后，一定要在槽底处预留部分注浆管，把它的间距设置为0.8米，同时关注围绕桩顶在水平方向的位移以及地面的沉降等问题，并进行实时的监测，保证在施工过程不会有意外事故发生。
        4.钢筋混凝土结构的施工
        在开展交汇井的主体结构作业时通过钢筋混凝土结构来进行施工，需要根据标准化的工序来按顺序进行钢筋的绑扎、立模以及混凝土的浇筑作业，同时还要对以下环节加强把控，首先是地基的处理环节，在这一环节需要确保交汇井承载力以及平整度可以满足施工的标准，避免井体出现不均匀受力等问题；其次是孔口的密封处理，挑选密封材料来对管道外壁以及混凝土的预留孔隙进行加压填充，并对其表面做抹浆的密封处理。图1即组合式的交汇井平面的设计图。
        5.管道通水的接驳和验证
        当完成了交汇井的主体结构作业之后，需要进行原管道和交汇井的预留管孔的对接工作，借助管道的检测机器人装置来对管道进行全面检测，避免发生管道变形或者破损等问题，同时拆除用于堵封的材料，完成原雨污水的管道和交汇井的连通还有排水交汇。
        6.增大竖向的空间以及管网平面
        在对管网进行平面空间的设计时，可以借助双层污水通道等平面布局方式，把上下两层当做雨水以及污水通道，从而摆脱平面空间的束缚，并且还可以做到雨污水纵向立体分流，最终给操作人员提供一个充足的操作空间；对管网进行竖向空间的设计时，一定要尽可能的扩大管底还有井底垂直的间距，保证水流具有较高的流通性，进而给沉积和清掏等工作提供一定便利。
        结束语：本篇文章分析了我国当前市场排水管网的竖向交叉问题，同时发现通过组合式的交汇井方案能够有效的处理此类问题，并进一步强化管道使用的性能以及功能性，从而降低由于竖向交叉导致的管线损坏还有渗透等问题出现的概率，最终达到雨污分流的目标。除此之外，在施工过程中，管理人员还要根据现场实际的情况来适当调整和把控施工的方案，以此来确保施工的进度和质量，最终促使排水管网改造工程正常运行。
        参考文献：
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        [3]吴冲庭.市政排水管网竖向交叉问题的解决方案——交汇井与倒虹井在市政排水管网设计中的比选应用[J].现代物业（中旬刊），2019（03）：181.