市政排水管渠施工中管线交叉问题的处理
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 em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 em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 em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；b．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El0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。
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。
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。
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