市政排水管网竖向交叉问题解决方案研究

王立福

【摘要】随着我国经济的快速发展，对市政排水管线建设的要求不断提高。我国市政排水管网建设早期多采用合流制方式进行排水，其改造工程主要是针对雨污分流，工程设计及施工难度极大，尤其是排水管网竖向交叉问题突出，需采用合理的解决方案。

【关键词】市政排水管网;竖向交叉;倒虹吸井;交汇井

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.27.

市政地下排水管網存在竖向交叉问题，极易导致管线标高冲突及损坏等问题，严重影响城市排水系统的安全稳定运行。分析市政排水管网竖向交叉问题，并对解决该问题的倒虹吸井方案和交汇井方案进行对比。在此基础上，结合某市政排水管网改造工程实例，对解决市政排水管网竖向交叉问题的组合式交汇井方案的具体应用进行探讨。

1、市政排水管网竖向交叉问题分析

在市政排水管网设计中，管网的竖向标高具有较强的自主性。针对市政排水管网的竖向交叉问题，通常有2种解决方法：1）将下游交叉管的整体标高降低;2）将上游交叉管的管底标高抬高。虽然这2种方法都能有效避免市政排水管网竖向出现交叉的情况，但具体实施操作的局限性很大，主要表现在以下方面。

（1）将排水管网的整体标高降低，其管道埋深就必须增大，需增设排水泵来控制增大的管道埋深所波及的范围，因此，施工难度大幅提高，而且耗费大量的建设成本。

（2）对排水管网的改造通常采用分段施工的方式，但上游和下游管道底的标高是固定的，且多为新建污水管项目，排水管网改造会将合流管当作雨水管使用，不能对其竖向位置进行调整，并且管顶覆土压力也会带来较大的限制。所以，市政管网改造工程采用只对污水管标高进行调整的方式，施工难度较大、可行性较低，很难妥善解决排水管竖向交叉问题。

2、市政排水管网竖向交叉问题解决方案对比

2.1 倒虹吸井方案的优缺点

当污水管穿过河道或地下构筑物等障碍物时，出现不能按照原高程埋设径直通过的情况，应采用设置倒虹吸井方案来解决。倒虹吸井有2种形状，即多折形和凹字形。市政排水管网通过设置多折形倒虹吸井能够实现穿越距离较长和跨度较大的障碍物，设置凹字形倒虹吸井则在穿越距离较短和跨度较小的障碍物时具有优势。市政排水管网出现竖向交叉问题时，因为凹字形倒虹吸井比较容易被清通，所以其使用率较高。通常情况下，会采用放坡开挖或者顶管施工的方式在市政排水管网中挖出一条工作管道。在我国华东地区，市政排水管网采用倒虹吸井方案解决竖向交叉问题非常普遍，有较为成熟的施工工艺，实际应用效果很好。倒虹吸井方案有很广的应用面，能够穿越处于不同环境的障碍物，特别是对于距离较长和尺寸较大的障碍物有较为明显的作用。但是倒虹吸井方案施工工艺复杂，管道极易出现堵塞的情况，后期的管道维护难度极大。

2.2 交汇井方案的优缺点

市政排水管网采用交汇井方案可使雨水管道和污水管道的问题得以有效解决，在管道竖向交叉处设置交汇井，交汇井内部可截断雨水管道，使污水管径直穿过。当市政排水管网通流时，雨水就会绕过污水管的两侧，污水管的阻水面积可有效弥补交汇井的底部空间，从而有效保障管道的通流能力，满足实际需求。在市政排水管网的交叉处设置交汇井时，通常会截断雨水管，为污水径直通过提供有力保障，从而有效防止污水渗漏。同时，也可以根据实际情况采用截断污水管，为雨水顺利完整通过提供支持。

2.3 交汇井方案与倒虹吸井方案的比选

通过对交汇井方案与倒虹吸井方案在实际工程施工中的经济、技术等方面的比较可知，交汇井方案对解决市政排水管网交叉问题的适用性更强，具有建设成本低和后期维护管理方便等优势。但是需要特别注意的是，若污水管道所要跨越的现浇箱涵尺寸较大时，交汇井的施工难度就会大幅提升，则应采用倒虹吸井方案，以保证施工效率和质量。因此，在实际施工中应根据具体情况确定适合的设计方案。

3、组合式交汇井方案的具体应用

3.1 工程概况

某市政排水管网改造工程的施工区域在城市主干道的十字形交叉路口处，地下埋设有8道雨污排水管道，敷设时间跨度较长且权属不同。此段市政排水管网管线竖向交叉问题及管道标高冲突问题比较严重，并且很多地下管线还有程度不同的堵塞及漏水等情况，亟需进行管道修复及管线走向改造。

3.2 组合式交汇井方案的施工设计

该项市政排水管网改造工程采用组合式交汇井方案开展平面设计，将交汇井Ⅰ、交汇井Ⅱ和交汇井Ⅲ分别设置在主干道交叉路口处，其中，交汇井Ⅱ作为污水汇流井使用，交汇井Ⅰ和交汇井Ⅲ作为雨水汇流井使用。雨水管A与雨水管C的雨水汇流到交汇井Ⅰ处，交汇井Ⅲ连通处在下游直径2m的雨水管。污水管D和污水管E中的污水会流入预埋钢管，通过交汇井Ⅰ流向交汇井Ⅱ，并且污水管B的污水会流入直径500mm污水管球墨铸铁管通过交汇井Ⅲ流入交汇井Ⅱ，3处污水在交汇井Ⅱ处汇合流向下游。设置交汇井Ⅰ、交汇井Ⅱ和交汇井Ⅲ使雨污水分别汇流，能够有效扩大汇流的面积，便于后续管道穿越施工。

3.3 基坑支护施工作业

在市政管网改造工程施工中，应确保施工期间不对雨污水的正常排放产生不利影响。因此，在基坑支护施工前，应预先完成导排作业，等到原管道封堵好后再进行后续施工。该市政排水管网改造工程的施工区域处在城市的主干道，车流量很大，所以，应将长度为9m的拉森Ⅳ钢板桩设置在管道的空档处。设-1.500m的桩顶标高，并在施工区域的围檩内设置1道或2道H400×400钢支撑，在其外部设置旋喷桩止水帷幕和挡土桩进行辅助，且在管道下部的空档处设置水平挡板焊接拉森Ⅳ钢板桩，构成完整的保护圈。之后，应采用双管法进行旋喷桩施工，使桩与桩之间保持0.4m的距离，并将埋深控制在1.5～2.0m的范围内，并设置10m有效深度。在基坑的每边设置3排或3排以上的旋喷装置，确保旋喷范围在路面下的1.5～2.0m范围内。

3.4 钢筋混凝土结构施工作业

在交汇井主体结构进行钢筋混凝土结构施工作业时，按照钢筋绑扎施工、立模施工以及混凝土浇筑施工的标准化工序完成好每个环节，严格遵循标准要求。在钢筋混凝土结构施工作业过程中，应对以下2个步骤加强控制。

（1）地基处理确保交汇井的承载力及平整度能够达到施工要求，以免交汇井受力不均匀而出现倾斜的情况。

（2）孔口密封处理在排水管的外壁及混凝土预留孔间隙处，采用加压的方式填充适量密闭材料。此外，应在其外壁采用抹浆的方式进行有效密封，保障其具有良好的密闭性。

结语：

市政排水管网采用组合式交汇井方案可使竖向交叉问题得到有效解决，使排水管道的使用性能明显增强，并且能够科学分开污水和雨水的排放，保障管道的功能性。在实际施工中，应做到有效结合现场实际情况，对施工方案进行科学合理的调整，并加强对施工工艺技术控制，在保障施工效率的同时确保施工质量，促进市政排水管网工程建设健康发展。

参考文献：

[1]吴春雷，陈立春，张健君，等.市政排水管网布局与设计中存在的问题与对策[J].科技创新与应用，2020（15）：92-93.

[2]黎雷.初析市政排水管网竖向交叉问题的解决方案[J].科技资讯，2020，18（4）：41-42.