中国给水排水2023年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十四届)邀请函
 
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《地下雨水箱涵改造为综合管廊的工程设计》;作者:孙明亮、孙海波、刘静波、张振铄 、李国旗 、刘月红;作者单位:山东省交通规划设计院;刊登于《给水排水》2018年第6期。

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-06-20  浏览次数:144
核心提示:《地下雨水箱涵改造为综合管廊的工程设计》;作者:孙明亮、孙海波、刘静波、张振铄 、李国旗 、刘月红;作者单位:山东省交通规划设计院;刊登于《给水排水》2018年第6期。
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小编说:本文是地下雨水箱涵改造成综合管廊的实例,可提高地下设施的利用率节省资本,尤其是对于中小城市尤其重要。工程以淄博市博山区中心路在河治理改造为例,在河道改造的同时与综合管廊建设结合,实现雨、污分流和弱电缆线敷设,大大降低工程造价,使改造后的综合管廊作用得到充分发挥,同时保证行洪和管线的运行安全。

1 工程概况

中心路现状地下雨水箱涵为羊栏河地下河,起点(进水口)位于中心路泰和花园小区对面自然水沟,终点(出水口)至孝妇河西岸,总长度为1.82 km,走向基本同中心路,其中约1.10 km位于行车道下。雨水箱涵大致分为砖石砌筑拱和钢筋混凝土盖板两种结构形式,断面尺寸为5 m×3 m。根据博山城区防洪工程规划,羊栏河防洪标准50年,排涝标准20年。

现场调查发现,雨水箱涵结构基本良好,但部分段落存在桥台台身脱空、桥底铺砌冲毁、盖板板底露筋、桥身片石松动、河底淤泥沉积、雨污混流等问题。

为确保道路交通和雨水箱涵结构安全,充分利用雨水箱涵空间,工程对雨水箱涵进行维修加固,并以河道改造为契机,实施雨污分流,增设弱电管线,将地下雨水箱涵改造为综合管廊。

2 设计思路

首先对河道进行清淤疏浚,对地下雨水箱涵存在的墙体基础、铺砌冲毁严重以及河底淤积等各种病害问题进行维修加固处理,实施雨污分流,减少污水对河流污染。为保证地下雨水箱涵的泄水能力,减小因建设综合管廊压缩雨水箱涵断面尺寸,在地下雨水箱涵顶部采用?600波纹钢管对弱电管线进行保护,建设缆线管廊。

为避免开挖现有路面,降低交通影响,每隔一定距离在绿化带和人行道内设置弱电人孔、管廊逃生口、排风口,以方便后期管线维护,保证河道清淤、疏浚和维修时人员作业安全。

3 综合管廊设计

在综合管廊工程建设中,除了考虑综合管廊的系统布局之外,最重要的技术问题是通过科学分析,确定综合管廊内容纳管线的种类和数量。根据《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838—2015),弱电线缆、电力电缆、燃气管道、给水管道、再生水管道、热力管道、排水管渠等市政公用管线可纳入综合管廊内。

结合项目所在片区地下管线现状、各管线专项规划以及地下管线综合规划,通过现场调查、征求建设单位、产权单位等各方意见,对管线是否纳入综合管廊进行研究分析,确定综合管廊的断面布置。

3.1 入廊管线分析

根据博山城区防洪工程专项规划,羊栏河防洪水位高度1.8 m,而雨水箱涵断面尺寸为5 m×3 m,可充分利用雨水箱涵剩余空间改造为综合管廊,同时满足雨水排放要求。

目前中心路排水系统为雨污混流,污水以羊栏河地下雨水箱涵为泄水通道排入孝妇河,极易造成水体污染。按照博山区排水专项规划要求,以雨水箱涵维修改造为契机,对排水系统进行雨污分流。由于中心路位于博山城区,2013年已进行道路路面维修,且目前道路下直埋管线错综复杂,管位紧张。若采用直埋污水管道,将对路面进行开挖,影响周边居民出行,造成不良社会影响。中心路地势西高东低坡向孝妇河,坡度较大,地下雨水箱涵依道路坡度修建,能够满足重力流排水要求,将污水管道纳入雨水箱涵并不增加现状雨水箱涵的坡度,因此从使用功能和经济合理性上都适宜将污水管道纳入综合管廊。

由于综合管廊以地下雨水箱涵为依托,雨季仍为泄洪通道,通风降温、防火防灾、散热防潮能力较差,若将电力、热力、燃气、给水纳入综合管廊,势必压缩泄洪通道断面,带来泄洪与管线运行安全隐患,克服诸多技术难题,增加工程投资造价。同时征求建设方及各管线单位意见,本次将管井间距大、维修操作相对简单、安全性高的弱电管线纳入综合管廊。

3.2 污水管道设计

根据排水专项规划,设计污水管道主要用于收集道路两侧地块区域内污水。污水经管道收集后接入孝妇河西岸污水主管。

现状污水支管与设计污水管道接入处需凿挖雨水箱涵墙身,两管道之间采用玻璃钢夹砂管和弯脖连接,管道安装完成后采用C40混凝土浇筑。

设计污水管道采用Ⅱ级钢筋混凝土承插管,C25混凝土基础,管顶至箱涵底高度不小于0.5 m,污水管道敷设后采用C40混凝土浇筑,维持箱涵的整体结构稳定性。检查井采用1 m×1 m矩形混凝土检查井,C25钢筋混凝土井盖,井内刷环氧树脂漆2遍进行防腐。为方便检修养护,在靠近污水管道处采用C40片石混凝土砌筑B×H=1 m×0.5 m的检修道。

3.3 弱电缆线设计

结合建设单位和各管线单位意见,共需4根10 cm×10 cm塑料格栅管。为保证地下雨水箱涵的泄洪能力,尽量减小因建设综合管廊压缩雨水箱涵断面尺寸,在雨水箱涵上部设计波纹钢套管对弱电管线进行保护。

3.3.1保护管结构本体设计

保护管采用φ600波纹钢管结构,布置在地下雨水箱涵左侧上方,缆线管廊两端做封堵处理。

波纹钢套管采用半圆板片拼装形式,为防止超出最高洪水位的河水渗入保护管内,主体外部板缝及螺栓拼接处采用泡沫密封垫做防水处理。

3.3.2穿线检查口设计

由于地下雨水箱涵断面形式复杂多样,为方便后期电(光)缆管线敷设方便,在波纹钢套管的外侧,每隔30 m以及拐弯处设置1处穿线检查口。穿线口净尺寸为φ300。在法兰片与检查口盖连接处采用泡沫密封垫防水措施。

3.3.3弱电敷设

弱电管线采用九孔格栅塑料管形式敷设,为便于后期穿线及管线归属单位的划分,在穿线检查口处格栅管做断开处理,断开长度50 cm。在断开处,各弱电管线单位作相应的标识。九孔格栅塑料管采用塑料扎带固定在波纹钢管内的长螺栓支撑上,见图1。

3.3.4检查口设计

为方便后期维护管理,结合雨水箱涵断面形式,在绿化带和人行道上每隔一定距离设置检查口。检查口采用砖砌结构形式。为及时排除雨水箱涵结构渗漏水、检查口井盖处外来雨水等,在检查口底部设置φ100不锈钢管,并在不锈钢管上增设止回阀。检查口内有积水时,止回阀自动打开,积水排入河道内;雨季来临时,河水不进入检查口和缆线管廊内,见图2。

3.4 标准断面布置

根据现状雨水箱涵断面形式和尺寸,考虑纳入综合管廊的管线种类与数量、管线敷设、维护操作空间、人员通行空间以及雨季行洪等主要因素,经研究分析,确定综合管廊管线横断面中各专业管线布置情况如图3所示。

4节点及附属设施设计

雨水箱涵改造后的综合管廊须设置相应的节点和附属设施,以保证管廊运行维护期间及河道清淤、疏浚维修时的人员作业安全和便于操作。

4.1 人员出入口、逃生口及通风口

为避免开挖现有路面,尽量降低交通影响,在绿化带和人行道内每隔一定距离设置弱电人孔和管廊逃生口。本次设计人员出入口与逃生口结合设置,逃生口兼具出入口功能。人员逃生口设计采用圆形,内径尺寸为1 m,综合管廊的人员逃生口处的检查井盖设计采用“五防”井盖。井盖设置内部使用时易于人力开启,且在外部使用时非专业人员难以开启的安全装置。

本项目地下雨水箱涵仍须维持泄洪功能,故对雨水箱涵不做封闭处理。由于现状地下雨水箱涵断面尺寸复杂,在设计通风口时尽量选择在绿化带和人行道内的单孔雨水箱涵处。为保证后期河道清淤、疏浚和维修时的作业安全,在地下雨水箱涵每隔约500 m设置1座机械排风口。排风口外观设计和装饰采用绿色大理石,与绿化景观协调一致。

4.2 电气工程

4.2.1供电电源

本工程用电负荷按二级负荷设计,设置2台箱式变压器,从节能角度考虑箱变设置在负荷中心点,2路独立的高压电源由当地供电部门负责提供。

4.2.2电力配电系统

(1)低压配电系统采用220 V/380 V放射式与树干式相结合的方式,低压电源电缆自箱变引出,利用逃生孔进入管廊。

(2)电缆利用喷塑铝合金桥架在管廊内部吊装敷设,桥架的吊装支架安装间距不大于2 m,支架采用膨胀螺栓固定在管廊顶部。

(3)自消防风机电控箱至风机的电源线及控制线由厂家配套,并做好穿线管的预埋。

(4)所有穿线管在施工完成后,做好防水、防火封堵;所有电缆接头、终端头均采用防水型,施工完成后做好防水措施。

(5)10 kV高压电源回路由当地供电部门敷设实施。

4.2.3照明系统

(1)本工程为利用既有排水雨水箱涵改造项目,夏季有行洪需求,综合考虑安全及成本等因素,不在洞内设置照明灯具。照明采用检修临时照明方式,仅在洞内需要检修时,安装临时照明设施,检修完毕后即撤出;电源引自洞外配电箱安全隔离变压器的24 V供电回路。

(2)在地面每个逃生孔附近设置1座照明配电箱,该电源配电箱负责雨水箱涵清淤以及管廊维护时的临时照明用电。

(3)临时照明灯具采用有资质企业的合格产品,并提供CCC认证标志及合格标志。

5 工程投资分析

中心路地下雨水箱涵改造综合管廊工程主要包含主体结构加固、雨污分流改造以及附属设施建设。工程建设总投资2 320万元,造价约1 300万元/km(含管廊内部管材、支架等费用)。

6 问题讨论

设计中仍存在一些需要优化改进的问题。

6.1 雨水未独立分舱

受到河道现状情况限制,雨、污水管道和弱电缆线须同处一舱,当暴雨来临超过洪水位时,可能存在雨水从井盖渗漏至污水管道和雨水冲毁弱电线缆的情况。另外,弱电波纹钢套管长期处于潮湿环境,易受腐蚀。

在设计中,污水检查井盖应做好固定并严格密封处理,在管道转弯处和管道高程有突变处设置通风设施;增加弱电波纹钢套管外壁防腐处理的频率。

6.2 附属设施不尽完备

由于本工程既为综合管廊又为河道行洪通道,仅在综合管廊中配置通风系统、供电和照明系统,未设置消防系统、监控与报警系统等,不能对各管道运行进行监测。

综合管廊运行维护期间,人员进入管廊前须增加通风换气次数,提前进行有毒气体监测和预防。

微信对原文有删减,原文标题:《地下雨水箱涵改造为综合管廊的工程设计》;作者:孙明亮、孙海波、刘静波、张振铄 、李国旗 、刘月红;作者单位:山东省交通规划设计院;刊登于《给水排水》2018年第6期。

 
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西安建筑科技大学 环境与市政工程学院2021年硕士研究生招生宣传 暨“推荐免试”及“萃英计划”线上夏令营通知 直播时间:2020年9月20日 09:00—17:30 2020.09.20 09:00 德国深度水处理技术应用介绍  主讲人:     杨帆, 德国亚琛工业大学经济工程专业,获硕士学位,工程方向主修水处理
题目: 新时代中国水安全保障的应对策略  直播时间 8月12日下午 14-16点   主讲人:侯立安 院士,环境工程专家。2006年毕业于防化研究院,获博士学位。兼任教育部高等学校环境科学与工程类专业 题目 :ThermylisTM – 一种城市污水污泥无风险处置的最佳解决方案     主讲人:  史平     苏伊士水务工程污泥领域技术负责人    直播时间:2020年7月31日 (周五)下午
题目:中国污泥堆肥25年     直播时间 : 7月24日周五下午 14-16:30分   内容提纲:  堆肥技术在中国污泥处理领域的实践回顾、典型案例分析与思考。  主讲人 :王涛,研究员,研究生导 直播时间:8月3日14:00-16:00 (包括答问) 直播题目:威立雅先进的污泥焚烧解决方案 报告内容:威立雅公司介绍、威立雅的污泥焚烧技术以及与其他国内污泥焚烧工艺的一些对比。 演讲人:宫曼丽博士
宜水环境章卫军:应对极端气候不确定性的韧性城市建设 题目:学之于水,不学之于禹也---河道设计的国际视野和综合途径      直播时间 2020年7月28日 14-16点  主讲人: 吴昊   WADI设计创始人,荷兰注册景观设计师 国际水利与环境工程
任南琪 院士 : 树立海绵城市理念,打好黑臭水体治理攻坚战|刘政:提质增效核心技术第四代排水系统——清污分流 直播题目:环境工程规划与设计中的生态学思考   直播时间7月16日下午14-16日   主讲人:魏俊,正高级工程师,现任中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司生态环境工程院副院长
贺凯:日本下水道发展,污染控制策略及相关前沿水污染控制技术     报告人贺凯本科,硕士,博士分别毕业于南开大学(2009年),清华大学(2012年),和京都大学(2016年)环境工程专业。博士毕业后 直播主题: 《城市综合管廊建设发展现状及未来发展趋势》直播时间:7月8号下午 14-16点   主讲人:油新华   油新华,博士,教授级高工。现任中国建筑股份有限公司技术中心副总工程师,中国市政工程协
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