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珠江三角洲平原地區(qū)流砂地質(zhì),市政污水管該如何設計?
珠江三角洲平原地區(qū)普遍存在地勢平坦,地面高程相對較低,地下水位高,多流砂等特點。例如佛山市、南海桂城、順德大良、中山市區(qū)等地區(qū), 自然地面標高(珠江基面)大都為0.8 m一2.0 m,建設地面標高約1.5 m一3、0m,地下常水位標高為0.50 m,開挖至一0.50 m時都有流砂出現(xiàn),這種地質(zhì)條件對污水的自流排放極為不利?,F(xiàn)就市政設計過程中存在的問題和相應的解決措施作如下探討。
1、 污水管道的最大允許埋深問題
管道埋深允許的最大值稱為最大允許埋深。較小埋深必然要增加污水中途提升泵站的數(shù)量,增加泵站的投資和用地面積,同時還將增加泵站運行的正常管理費用。污水管埋深過大時,施工較為困難。根據(jù)佛山的經(jīng)驗,管底標高在一2.0 m以下時,要在兩側打鋼板扣板樁方能阻止流砂層的出現(xiàn),鋼板底部低于管底1 m左右。單是鋼板扣板這一項就使每米管道造價增加2000元。同時,過大的埋深也難以保障污水管道不滲水。如某市一污水管道,其終點管底標高為一2.50 m。管道安裝完成后,經(jīng)閉水測試亦完全符合規(guī)范要求。但管道正常運行不到半年,就發(fā)現(xiàn)該管積滿地下水,完全失去其排水功能,最后只能作廢處理。對于這一現(xiàn)象,專家們作以下解釋:由于管道長期處于3 m以上的水柱壓力工作,只要某一接口或檢查井內(nèi)發(fā)生滲漏,就如防洪堤壩中出現(xiàn)的水涌滲水一樣,如不及時補救,將最終摧毀整個堤圍該如何決定污水管道的最大允許埋深呢?正常情況下,最大允許埋深應根據(jù)技術經(jīng)驗指標及施工方法而定,一般在干燥土壤中,最大埋深不超過7 m~8 m,在多水、流砂、石灰?guī)r地層中,不超過5 m。對珠江三角洲平原地區(qū)來說,污水管的最大允許埋深既要通過技術經(jīng)濟比較,又要根據(jù)當?shù)亓魃扒闆r和地下水位情況綜合確定,而不能簡單以埋深多少來定論。如佛山市,通過技術經(jīng)濟比較可知,污水官網(wǎng)設計達到最大允許埋深時的管內(nèi)底高程為一3.00 m。但考慮到污水管道滲漏后的嚴重性和修復工作的極其艱難,經(jīng)專家們反復論證,佛山市污水管道達最大允許埋深時的管底標高不應低于一2.00 m,一般控制在一1.50 m左右。
2 市政污水管最小設計坡度問題
《室外排水設計規(guī)范》GBJ14?87第3.2.6條規(guī)定:污水管道在設計充滿度下的最小流速應為0.6 m/s。當起點污水管段中的流速不能滿足以上規(guī)定時,應符合規(guī)范第3.2、9條要求,即在街道下,污水管道的最小管徑為300 mm,最小設計坡度為0.003。當管道坡度不能滿足上述要求時,可酌情減小,但應有防淤、清淤措施。 對于沿海平原地區(qū)來說,執(zhí)行這一規(guī)范的最大難點就在于最小設計坡度上。沿海平原地區(qū)普通存在地勢平坦、地面高程相對較低、地下水位高、多流砂等特點,污水管道埋深不能過大。所以,合理地減小污水管道的設計坡度,減小城市的污水管網(wǎng)埋深,對整個城市排水系統(tǒng)建設意義重大。在滿足《室外排水設計規(guī)范》第3.2.6條和3.2.9條規(guī)定的條件下,通過計算或查《給水排水設計手冊》第一冊可得出不同管徑的污水管的最小設計坡度和最小設計流速(詳見表1)。spacer.gif1.JPG從表1可看出,在滿足規(guī)范要求的情況下,管徑越小,坡度越大。為有效減小整個城市的污水管網(wǎng)埋深,對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的起點段污水管道,建議用不淤流速0.4m/s來控制污水管的設計坡度。主要原因如下:(1)理論上,按不淤流速0.4m/s來控制設計坡度是可行的。根據(jù)各地排水管理部門反映,小管道比大管道易堵塞。引起污水中懸浮物沉淀的因素中,起決定性的是充滿度,即水深。只要達到浮起水深至少5era,污水也能保持穩(wěn)定流動,不致淤積。根據(jù)某市政設計院進行的最小流速試驗觀測,在流速0.22m/s時,已不致造成中等程度懸浮物沉淀,流速達到0.5m/s時,lOcm的片礫即可沖動,最小流速不必過大。所以,從理論上說,起點段污水管按不淤流速0.4m/s來控制設計坡度是基本可行的。(2)街坊污水管接入市政污水管前,可在設計中加設污水沉砂井,沉砂井出口處增設濾網(wǎng)。這些措施的設置大大減少了市政污水管道淤積的可能性。(3)起點段污水管道的埋深小,萬一出現(xiàn)淤積,也便于疏通。最簡單的疏通方法就是用灑水車中的高壓水槍沖刷,方法簡便易行效果好。
3 深埋污水管的防滲漏問題
管內(nèi)底高程低于一1.0m的污水管稱為深埋污水管。由于地下水壓力和流砂等作用,這些管道如發(fā)生滲漏,往往對污水管造成毀滅性的破壞。為保證這些管道的不滲漏,設計過程中建議加設如下措施:3.1 對地基松軟或不均勻沉降地段,為增加管道強度,保證使用效果,對管道基礎或地基應采用加固措施。設計超過3 m深的大管道時,應進行地質(zhì)鉆探,根據(jù)地質(zhì)資料確定管渠基礎和地基的處理方法。3.2 排水管材建議采用5m長的預應力鋼筋砼管,用承插接頭帶橡膠圈連接。同時,接口處加封瀝青油膏封口。3.3 沉砂井及檢查井的井底建議用預制鋼筋砼板塊,板厚約15 cm。3.4 流砂嚴重時,應在管道兩側打鋼板扣板樁,以杜絕流砂出現(xiàn)。鋼板樁底低于污水管底1 I11左右。3.5 沉砂井及檢查井磚墻外墻應用1:2的防水水泥砂漿抹面至地下水位以上50 cnl。
4 結束語
綜上所述,污水管道的最大允許埋深主要以城市地質(zhì)情況和施工情況綜合考慮,不能完全按技術經(jīng)濟比較得出的最小經(jīng)濟埋深決定。市政污水管道的最小設計坡度的合理選用對城市污水管網(wǎng)的造價和管網(wǎng)的正常維護影響重大。小區(qū)污水進入市政污水管時采取沉砂、過濾措施,適當增大上游污水管管徑,減小坡度,對減小城市污水管道系統(tǒng)的埋深,意義尤為重大。加強深埋污水管的設計施工管理工作,就從源頭上避免了因污水管嚴重滲漏對整個污水管網(wǎng)系統(tǒng)的毀滅性破壞。
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