余濤
(廣東省建筑設(shè)計研究院 廣東廣州 510010)
由于“水十條”、黑臭水體整治等治污目標要求,國內(nèi)排水管網(wǎng)、尤其是截污管網(wǎng)的建設(shè)仍然正在如火如荼地進行,而城市土地資源日趨緊張,從節(jié)約建設(shè)用地、減少管養(yǎng)費用等方面綜合考慮,不可避免地導致排水管網(wǎng),尤其是管網(wǎng)中、末端的埋深日益增大。
現(xiàn)行國標圖集(圖集號:02S515/06MS201-3)的排水檢查井為磚砌或者鋼筋混凝土建造,排水主管道埋深為:雨水管道主管頂覆土≤4m;污水管道主管頂覆土≤6m,檢查井的深度基本上在8m以下;從排水主管道埋深及示意圖可以斷定,對于埋深不低于8m的排水管網(wǎng)系統(tǒng),現(xiàn)行的國標圖集已經(jīng)無法完全滿足工程應(yīng)用的需求,而國內(nèi)目前也尚未發(fā)現(xiàn)超深排水檢查井相關(guān)的研究;為填補國內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白,同時滿足實際工程應(yīng)用的迫切需要,開展超深檢查井的應(yīng)用研究迫在眉睫。
超深檢查井由于埋深不低于10m,比一般檢查井深至少25%以上,為確保其功能實現(xiàn)、運營管養(yǎng)方便安全等,根據(jù)類似項目建設(shè)的經(jīng)驗,有以下關(guān)鍵節(jié)點須予以解決:
節(jié)點一:跌水方式選擇
超深檢查井的井深一般≥10m,而接入支管的埋深一般≤4.0m,因此支管接入時經(jīng)常會遇到跌差>6.0m的工況,如何選擇適當?shù)牡绞?,在不增加檢查井尺寸的前提下,既實現(xiàn)跌水消能效果,又確保檢查井的安全運營,是超深檢查井需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
節(jié)點二:人行通道的設(shè)置
國標圖集檢查井的埋深一般≤8m,對于如此高度,采用直上直下爬梯即基本上可完成管養(yǎng)??蓪τ诼裆?0m甚至更深的超深檢查井,如再僅依靠一次性直爬梯進出檢查井,則單程直上、直下距離長達10m以上,人員爬行過程中易疲勞,存在安全隱患,因此如何在不增加檢查井尺寸的前提下,確保管養(yǎng)人員安全、相對舒適地進出檢查井,是超深檢查井需要解決的又一關(guān)鍵技術(shù)。
節(jié)點三:運營管養(yǎng)時的通風、照明及排水切斷
排水管道長期運行過程中,管道內(nèi)部的積泥、污水等都會產(chǎn)生有毒氣體,如CH4、SO2、H2S等,這些氣體與空氣混合存在,對養(yǎng)護工作人員和道路安全造成一定的安全隱患,因此如何確保養(yǎng)護人員下井作業(yè)時的安全,是超深檢查井建設(shè)、管養(yǎng)需要重點考慮的。
設(shè)置超深檢查井的排水管道一般都處于管網(wǎng)的中、末端,意味著檢查井主管的水流量較大、井內(nèi)水位較高,大流量、高水位的排水狀態(tài)是很難保證管養(yǎng)到位的,因此如何確保管養(yǎng)時淺水、甚至基本上干水作業(yè),是需要解決的問題;
節(jié)點四:操作空間
超深檢查井深度均不低于10m,狹窄的地下空間僅靠¢700mm的人孔和1.2m×1.2m的吊裝孔與地面連通,因此超深檢查井內(nèi)平時勢必亮度不夠,甚至會一遍漆黑,如何確保人員下井作業(yè)時的照度,以保證管養(yǎng)到位、作業(yè)安全是需要考慮的。
跌水井和檢查井合建:
圖1
常規(guī)的支管接入主管的跌水型式,通??紤]在支管接入主管前設(shè)置一個跌水井,然后再接入主管檢查井,跌水井和主管檢查井單獨設(shè)置;將合并排水井分為跌水井室和檢查井室。污水由埋深較淺的支管接入跌水井室,通過跌水消能后,采用跌水或者管頂平接的方式,自流接入主管檢查井室??紤]采用分層跌水,將跌水井室分為多層,單層層高約4m左右,單層的跌水型式類似豎槽跌水。支管排水首先流入第一層,進行第一次消能、溢流至下一層,如此依次通過各層的隔板進行消能,最后跌落至井底消力池,溢流至排水主管。
圖2
沿著檢查井井壁設(shè)置旋轉(zhuǎn)向下樓梯,樓梯坡度不大于45°;樓梯邊沿設(shè)置高度不低于1.1m欄桿,以防止人員墜落;樓梯轉(zhuǎn)角處均設(shè)置不小0.8m×0.8m的平臺,既利于上下樓梯稍作休息,又可作為臨時操作平臺使用。
在超深檢查井內(nèi)分層設(shè)置操作平臺、交錯設(shè)置人行爬梯的形式。人行爬梯交錯設(shè)置,是為了防止突發(fā)狀況時人員直接跌入井底,以確保養(yǎng)護人員出入的安全、方便。
圖3
主要在以下幾個位置超深檢查井內(nèi),考慮設(shè)置閘槽:
(1)管道交匯處的檢查井內(nèi);
(2)管道轉(zhuǎn)彎處的檢查井內(nèi);
(3)新舊管道銜接處的檢查井內(nèi);
(4)直線段每隔一定距離的超深檢查井內(nèi)。
超深檢查井由于埋深達10m甚至更深,閘門、清淤器具等設(shè)施的進出都需要吊裝才能進行,吊裝孔的設(shè)置是必不可少的。為確保作業(yè)免受干擾和安全,除井頂板單獨設(shè)置不小于1.2m×1.2m的吊裝孔外,其他人行通道的吊裝孔也不與人孔合并,而是單獨設(shè)置。
超深檢查井內(nèi)凈空為(4.90~5.50m)×3.00m,高度按照實際且不小于10m,內(nèi)設(shè)一道隔板分隔為跌水井室與檢查井室,其中跌水井室凈空1.50×3.00m,檢查井室凈空為(3.40~4.00)×3.00m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板結(jié)構(gòu)。由于超深檢查井位于已建好的頂管井內(nèi),周邊回填中砂或力學性能較好的原土,且有壓實度等要求,故采用C30混凝土進行澆筑。對于埋深在地面以下10m內(nèi)部分,混凝土抗?jié)B等級為P6,埋深超過10m部分抗?jié)B等級采用P8。
當采用人行爬梯+操作平臺方式下井時,由于操作平臺每隔4.0~4.5m設(shè)置一層,故側(cè)墻/隔板厚取400mm,平臺厚度同樣取400mm,以確保平臺剛度足夠作為側(cè)墻/隔板在豎向方向上的固定支撐。底板厚400~500mm為宜。
當采用旋轉(zhuǎn)梯方式下井時,由于梯板為連續(xù)向下的斜板而非一個平面內(nèi)板,故難以在水平方向為側(cè)墻/隔板提供有效水平支撐,則側(cè)墻/隔板厚應(yīng)根據(jù)實際計算需要選取,且不應(yīng)小于400mm,底板厚度不小于500mm。梯板作為側(cè)墻伸出的懸挑結(jié)構(gòu),厚度取200mm為宜。對于需預(yù)留孔洞、套管等地方,則按照規(guī)范要求進行洞口加強。
超深檢查井由于其埋深達10m甚至更深,在安全養(yǎng)護方面難度大,針對此類檢查井的實際情況,本研究擬論述疏通養(yǎng)護、通風及照明的要求,以提高后期運行維護的效率,并保障管養(yǎng)人員的安全。
同普通排水檢查井一樣,超深檢查井的疏通養(yǎng)護也需要嚴格按照《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站維護技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T-96)和《城鎮(zhèn)排水管道維護安全技術(shù)規(guī)程》(CJJ6-2009)等規(guī)范要求進行操作。
要了解該檢查井在實際應(yīng)用中的排水情況;檢查、核對該檢查井內(nèi)的排水管徑、水深、水位等情況,確定井內(nèi)處于水深不大于0.5m,水流速度不大于0.5m/s的工況。落實防毒面具的配置、安全警示標志的設(shè)置、井上監(jiān)護人是否已到位等;要對井內(nèi)氣體進行檢測;對井內(nèi)進行自然/強制通風,確保井內(nèi)有毒、有害氣體濃度降低到規(guī)范允許的范圍內(nèi)。做好逐級安全技術(shù)交底、履行雙方簽字手續(xù)、填寫下井安全作業(yè)票、施工方案審批等,嚴格執(zhí)行井下作業(yè)操作規(guī)程。
按照檢查井所連接的所有排水管道內(nèi)的平均風速均不應(yīng)小于0.8m/s,再考慮不小于20%的裕度,計算通風風機的供氣量。
連續(xù)進行機械通風10min后,檢測井內(nèi)氣體濃度,如井內(nèi)空氣中氧含量及有毒有害、易燃易爆氣體的濃度滿足上述規(guī)定要求,所有安全措施配備齊全,井內(nèi)亮度滿足人員通行、作業(yè)要求,且井上監(jiān)護人員到位的前提下,可下井作業(yè)。
每層操作平臺、跌水平臺均設(shè)置固定照明燈具、開關(guān)等設(shè)施。照明設(shè)施配置滿足以下要求:
(1)要求每層操作平臺/跌水平臺的亮度不小于220Lx;
(2)照明電源由管養(yǎng)單位自帶移動柴油發(fā)電機提供;
(3)照明燈具、開關(guān)采用防潮、防爆產(chǎn)品;
(4)開關(guān)設(shè)置在操作平臺/跌水平臺便于操作的位置,平時處于關(guān)閉狀態(tài),作業(yè)按需要隨機開啟。
超深檢查井,已在西安西咸新區(qū)空港新城園區(qū)南大道雨、污水干管工程污水干管工程中成功應(yīng)用。西咸新區(qū)空港新城園區(qū)南大道(第五大道-規(guī)劃二路)市政工程位于空港新城北杜鎮(zhèn)內(nèi),園區(qū)南大道為東西走向,西起于第五大道,終點止于規(guī)劃二路;其中雨水干管D1500~D1650mm,管道埋深 14.50~17.24m。
圖4
雖然超深檢查井存在深度深,導致清疏管養(yǎng)相對難度大等不足,但是在寸土寸金的大型城市建設(shè)中,仍有比較明顯的土地節(jié)約優(yōu)勢;因此超深檢查井的工程應(yīng)用,具有較為廣闊的應(yīng)用前景。