广东省建筑设计研究院 广东广州 510010
摘要：综合管廊内排水系统由排水沟、集水坑、水泵系统以及道路排水检查井组成，排水系统对象主要为管廊结构渗漏水、管道检修放空水、消防排水、管廊内凝结水等水体。管廊内排水系统主要受管廊覆土、整体结构、整体坡度及变坡次数影响较大，在基于管廊采用高压细水雾系统及常规潜污泵系统条件下，设计重点与难点在于协调管廊总体，目的在于减少集水坑设置个数，降低水泵扬程与功率，减少排水系统规模方便日后运维及提高经济效益。
关键词：综合管廊，管廊内排水，排水系统，排水设计，水泵
0、引言
综合管廊为埋地构筑物，管廊内放置各类水管，外受管廊结构渗漏水，内有管道检修放空水、消防排水、管廊内凝结水等水体影响管廊内结构及管廊内部环境[1]，上述水体为管廊内排水的常规对象（下文统称为“废水”），有必要对其采取适当的措施将其排出管廊外，综合管廊内应设置自动排水系统[2]。其中水泵系统按泵种类分，潜污泵系统、真空泵系统等，不同种类的泵需要管廊总体的相应配合，对管廊结构的影响较大，本文针对在潜水泵系统条件下进行讨论。
管廊内排水系统对于管廊建设时土建造价，设备投入及后期运维影响非常大，因此对于排水系统设计应作出充分研究，对其重点与难点进行分析总结，以便优化排水系统设计，达到降低工程造价，简化日后运维以及提高经济效益。
1.综合管廊排水系统
基于现行技术限制，管廊内排数系统一般由排水沟、集水坑、水泵系统以及道路排水检查井组成。在《城市综合管廊工程技术规范 GB50838-2015》规范（以下简称“规范”）内管廊排水系统属于综合管廊附属设施。
综合管廊排水系统工作原理：废水通过排水沟汇集于集水坑，经由水泵系统抽出，排入道路检查井。
1.1 排水沟
1.1.1 排水分区
综合管廊的底板宜设置排水明沟，并应通过排水明沟将综合管廊内积水汇入集水坑。综合管廊的排水区间长度不宜大于200m。“规范”对天然气管道及容纳电力电缆的舱室每隔200m设置防火墙，即是不超200m设置防火区间，排水区间与防火区间对应设置，每个防火区间设置一套相对独立的排水系统。
1.1.2 排水沟规格与找坡
规范对于排水沟深度与宽度未作出明确要求，设计时多借鉴已实施管廊案例结合实际情况进行设计，沟底以管廊结构浇筑内底完成面齐平，深度一般取100mm，利用地面铺装与管廊内底完成面形成的高差，宽度根据管廊内璧至管道支墩之间设置。
排水明沟的坡度不应小于0.2%，即管廊总体坡度不应小于0.2%，最大坡度则没明确规定，可通过其他规范取参数，如管廊内需通行检修车，坡度则不得超过10%。
管廊垫层（地面铺装）横向找坡一般采用1%，根据每单个舱室宽度选择单侧找坡或双向找坡，相应设置单侧排水沟或双侧排水沟。沟内底可用水泥砂浆抹面，使之光滑顺畅。
1.2 集水坑与水泵系统
1.2.1 集水坑
每个排水分区最低处，排水沟终端设置集水坑，集水坑规格依据管廊内废水水量计算，废水水量按最高水量计算，即管廊采用高压细水雾灭火系统，25.46m3/h，选取潜污泵，流量25~30 m3/h，根据该流量水泵所对应的安装参数（参数可从《小型潜水排污泵选用及安装08S305》[3]选取），设置集水坑规格。
集水坑在管廊横断面布置位置，需要注意与舱室及其它专业管线相互协调，尽量靠近设置有水管的一侧，若管廊双侧设置有水管，则靠近管径较大，水管较多的一侧，方便排泥阀设置，同时便于管道检修放空水快速排放。
管廊若分有三种舱室，水信舱（舱内设置水管、通信）、电力舱及燃气舱，天然气管道舱应设置独立集水坑，规范未明确说明电力舱与水信舱应独立设置，因此可将水信舱与电力舱合用一处集水坑，提高集水坑利用率，降低水泵系统不必要投入，提高经济效益。
图1 排水沟、集水坑及水泵系统示意
1.2.2 水泵系统
（1）水泵及其安装
水泵系统由潜污泵、出水管及附属阀门等管件组成。
工作原理：水泵抽出集水坑内废水，经由出水管穿管廊侧壁或顶板，在管廊外直埋接入至道路检查井。
按过往设计经验，集水坑内设置两台水泵，一用一备。潜污泵在流量25~30 m3/h范围中，泵扬程有10、15、22、30、40m等可选等级。
集水坑设置四个控制水位，分别为停泵水位、启第一台泵水位、启第二台泵水位和报警水位，由超声波液位控制器控制。当集水坑水位达到启第一台泵水位时，第一台泵开启工作；当水位到达启第二台泵水位，第二台泵开启工作；当水位到达报警水位即报警；当水位到达停泵水位时，排水泵停止工作。
潜污泵采用固定式非自耦安装，潜污泵管件安装可参照《小型潜水排污泵选用及安装08S305》上所以进行安装，阀门等附属管件安装位置也可以根据实际情况做适当调整。
（2）出水管
管廊内
管廊内出水管部分乃由水泵出水口开始至出水管穿管廊外壁防水套管为止。由集水坑出水管采用热镀锌钢管，单泵出水管管径根据水泵安装参数选取，管廊内出水管连接宜采用卡箍或法兰连接。
管廊外
管廊外出水管部分为直埋段，由出水管穿管廊外壁防水套管开始至排水检查井为止。集水坑出水管采用套管，管径采用大出水管管径两级，
1.3 夹层排水
管廊投料口、逃生口等口部上方若设置夹层或下凹做负二层，此时夹层与负一层内亦需设置地漏及排水管，将积水排向下一层排水沟。
夹层地坪一般不随管廊纵坡，而利用地面铺装找坡，积水由地面漫流流入地坪上设置的地漏，“规范”及相关的建筑给排水规范未有说明，实际设计中参照管廊垫层横坡1%。
地漏，采用全自动密闭型地漏，规格DN50~DN100。地漏宜大致均布于夹层，避免单方向找坡过大，排水管可采用塑料管，管径DN50~DN100，管道连接采用粘接连接，开孔采用吊洞做法，地漏及排水管的设计应尽量减少在管道布线过程中弯头的设置。
1.4 节点排水
“规范”未对管廊交叉节点作出定义，一般指城市综合管廊工程的监控中心、连接通道、综合管廊连接位置形成的十字形交叉节点、丁字形交叉节点、人员进出口、进排风口等[4]。
本文讨论的交叉节点主要为管廊连接位置形成十字形、丁字形等类型交叉节点，交叉节点多为多层的大体量构筑物，上层排水设计与口部夹层排水设计雷同，通过地面铺装找坡，坡度采用1%，积水通过地面漫流方式，由地漏或排水边沟收集，经过排水管引流至交叉节点最低处。
交叉节点最低一层设计集水坑，汇集各层“废水”，经由潜污泵系统排出管廊外。集水坑设置按“规范”执行，燃气舱独立设置，电力舱与水信舱可合用。集水坑宜布置在交叉节点中心，避免单方向找坡过大。
图2 交叉节点（上下交互式结构负一层）排水平面示意
图3 交叉节点（上下交互式结构）排水剖面示意
2.重点与难点分析
2.1 管廊内排水与管廊总体专业协调
管廊纵坡一般根据道路管线进行避让，从而形成变坡或局部管廊下凹处理，此时管廊形成最低点，便要加设排水系统。最低处若设置防火墙，墙两侧均需加设排水系统。造成过多的设备投入，日后运维费用增高。
因此需在管廊总体设计时将管廊内排水考虑在内，与管廊总体专业进行协调，管廊内若无重力管制约坡度设置，建议总体专业适当调整管廊整体埋深，避让道路管线同时减少管廊变坡次数，变坡低点时应避免设置防火墙。
2.2 集水坑与水泵系统与各专业协调
集水坑设置在管廊某区间中最低处，上方往往有其他专业管线，各种结构及构筑物，集水坑 与水泵系统设置的位置需要与各专业沟通协调，务求出水管出舱线路为最短，弯头设置最少。
集水坑设置位置应保证上方足够空间给予工作人员下井作业，出水管在避让上方各类障碍物同时不阻挡检修通道，出水管上的阀门安装在便于操作位置。
出水管经常受井内积水与潮气影响，管道与附属管件防腐尤为重要，管道内采用水泥砂浆防腐，厚度要求10mm。管外壁采用环氧煤沥青涂料（三油两布），厚度要求3mm。埋地钢管现场焊口处的外防腐采用塑化沥青防蚀胶带，质量要求应符合相关技术标准。
管廊内外，集水坑出水管管道内外都采用热镀锌防腐。除锈应符合Sa2.5质量要求，现场焊接拼装的管件需进行防腐处理，若为定制产品，现场则应进行检查修补，给水管管材及内防腐材料应符合现行国家标准。
采用常规潜污泵系统，水泵最低工作意味集水坑有一定量积水无法正常由泵系统排走，因此，需要每月定时进行清理，避免蚊虫滋生，形成卫生死角。
管廊纵断走向高低错落，难免有下凹的结构，若以管廊最低处集水坑统一选择规格，难免选择大扬程而要在出水管直埋段设置消能设施或者选择两种不同的扬程来满足工况。此时，可让每台水泵应配备变频器，便于可以按扬程统一采购同一种型号水泵，简化设备安装工序。可根据每个集水坑不同的埋深调节合适的扬程，减少在排入检查井之前不必要的消能井等消能设置，同时还能降低能耗，一举多得。
2.3 交叉节点与标准段衔接处
标准段与交叉节点衔接处，排水沟随标准段放坡，交叉节点一般室内地面找平处理，如交叉节点为多层三层结构，则可做地漏将水引至下一层，下层结构内底面可通过垫层找坡让积水汇集到某处，再通过地漏，排水管及最底层排水沟将水引流至集水坑。若交叉节点为一层大空间结构，此时亦为该管廊段最低处，需在衔接处设集水坑，这种方法最不经济；另外选择通过交叉节点内底面与标准段内底面做高差设计，通过内铺装找坡顺接，该方法受交叉节点体量制约，体量过大会造成所需高差过大。
因此与总体协调将交叉节点设计为上下交互布置较为有利排水。与此同时有条件的交叉节点可处理为该管廊段最高处，可以避免交叉节点与标准段衔接处排水照片的困难。若此时交叉节点为某管廊段最低点，则尽量控制交叉节点单层长度，避免排水找坡的困难。
3.总结与建议
管廊内排水在不同的水泵系统选择下会形成不同的设计重点与难点，在常规潜污泵的系统下，积极与管廊总体各专业协调，减少集水坑的设置，便是减少工程难度与工程造价的首要环节，主要可通过减少管廊纵断变坡点以及优化防火墙设置位置来解决。
其次，在集水坑设计中多注意考虑其布置位置，以便于避让各结构，各管线，使水泵出水管以最短的路线出舱为原则，注意做好管道与管件的防腐工作。
再者，交叉节点排水中，同样积极与管廊总体相互协调，避免不必要的集水坑的设置与过长的排水找坡在管廊设计当中，管廊内排水系统是较为容易被轻视的一环，现行的规范对于这部分内容缺少可供参考的设计指引，因此需要多借鉴其他工程案例。建议完善相关的规范，认真研究开发该方面的新技术，为管廊建设事业添砖加瓦。
参考文献
[1]范翔，武迪，韩宝平，郑文禹，李张卿，李宁.综合管廊内排水对象分析及排水系统的选择[J].给水排水，2018：99~101.
[2] GB50838-2015 城市综合管廊工程技术规范.
[3]图集《小型潜水排污泵选用及安装08S305》.
[4]王毅，章海瑛，杨绍猛.城市综合管廊工程重要节点设计研究[J] .城市道桥与防洪，2017：p288.
论文作者:王尹安
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签：出水管论文; 节点论文; 集水论文; 水泵论文; 排水沟论文; 水位论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第13期论文;