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污水干管的过河方式
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污水干管的过河方式
山地城市滨河道路沿河道两岸定线，一般结合
自然地形调整高程，为减少土石方开挖，节约造
价，滨河道路高程上起伏较大。山地城市污水干
管沿河道两岸布置，优先考虑设置于滨河道路
下，管道施工时可利用道路路基作为管线根底。
但由于滨河道路在高程上起伏，污水干管在滨河
道路上埋深将会出现较大埋深高差。为防止管线
大埋深带来的高造价及后期维护检修困难，污水
干管可结合自然地形敷设于滨河道路路基范围
外，以及河流滨水绿化区域。故污水干管在滨河
道路跨越河道支流或主流位置经常出现污水干
管比路面低 5～10m 的情况，污水干管定线时就
需要选用合理的方式跨越两岸谷坡陡峻的山地
河流。
污水干管过河方式研究
污水干管沿滨河道路或河道岸边敷设时，与其
他河流交叉或需要横跨河流继续往下游敷设时，
污水管线过河方式主要有以下几种：管桥方式、
倒虹吸方式、 泵站提升方式以及结合河道地形过
河。 : .
1 管桥方式
污水干管需要跨过河流时一般考虑利用现状
桥梁管廊或设置管桥过河。利用现状桥梁管廊过
河方式简单、造价省，不影响河道景观。但现状
桥梁一般考虑在人行道板下预留管线走廊，管廊
底标高与车行道标高根本一致，一般压力管线
〔给水〕或非重力流管线〔电力、通信等〕能从
管廊通过，而重力流管线由于在道路下敷设，具
备一定覆土埋深，无直接利用管廊过桥条件，而
且现行桥梁标准明确指出不允许重力流污水管
线利用桥梁管廊过河。设置管桥过河方式在污水
干管过河案例中非常普遍，应用非常广泛。但对
于山地城市河流而言，一般污水干管特别是污水
主干管过河位置，河道一般两岸陡峭，河道深度
20～30m，有的甚至到达上百米。对于这种河道，
设置管桥造价高，而且需考虑与周边景观的协调
性。所以，对于跨越山地城市河流污水干管而言，
设置管桥过河并不是首选方案。
2 倒虹吸方式
当渠道与道路或河沟高程接近，处于平面交叉
时，需要修一构筑物，使水从路面或河沟下穿过，
此构筑物通常叫做倒虹吸 [2]。污水干管与河流 : .
交叉需跨越河流时是否采用倒虹吸结构方式，主
要应考虑两方面因素。
进出水井高差因素。倒虹吸管是利用上下游管
道的高差来克服污水在倒虹吸管道及进出水井
的阻力损失[3]。倒虹吸管设置首先应考虑污水
干管在河道两侧须有高差，倒虹吸管阻力损失计
算公式[4]：△h=iL+∑ξv22g+h1△h-倒虹吸管
阻力损失，m；i-倒虹吸管每米长度阻力损失，
即水力坡度；L-倒虹吸管总长度，m；ξ -局部阻
力系数；v-倒虹吸管流速，m/s；g-重力加速度，
m/s2；h1-进出水井水头平安系数，～
。一般倒虹吸管阻力损失中沿程损失占总阻
力损失的 90％，所以，合理选用管道断面，减
少倒虹吸管水力坡度是减少沿程损失关键，但必
须考虑管道流速满足最小流速条件。在进行污水
管线定线方案设计时，可按局部损失约占沿程损
失值的 5％～10％考虑。从以上分析可以看出，
河道两侧污水干管水位高差为倒虹吸管能否设
置的关键因素。
河流横断面形态因素。河流横断面形态因素主
要考虑三个方面：河流宽度、 河流岸坡高度及坡
度、 河流水深。河流横断面形态主要决定倒虹吸 : .
管道设施条件。〔1〕河流宽度影响分析河流越
宽，倒虹吸管道越长，河道两侧污水干管需要水
位高差越大，并且管道水下施工局部增长，相应
施工难度增大。所以，倒虹吸应选在河流宽度较
窄位置，尽量正交通过。〔2〕河流岸坡影响分
析河流岸坡应有利于倒虹吸管道及进出水井竖
井实施。山地城市河流在与主流河道集合位置，
岸坡一般为陡峭岩坡且高差大。由于倒虹吸上下
行管与水平线夹角应不大于30°，如加大倒虹
吸竖井深，不利于竖井实施及后期维护。所以，
倒虹吸管可考虑设置在河流岸坡较缓位置，便于
倒虹吸管上行管与下行管实施安装。〔3〕河流
水深影响分析河流水深主要对倒虹吸管道水下
施工产生影响。倒虹吸管道一般设置于河底，管
道水下施工工艺主要有：围堰施工、沉管施工工
艺、暗挖施工工艺等。①围堰施工工艺：主要用
于河流水深较浅，允许断流或分段围堰施工河
段。一般土袋围堰施工适用于水深小于 3m，水
流速度小于 ； 对于水深超过 3m 河段，
那么需要根据河床根底条件设置钢板桩围堰或
双壁钢围堰[5]，本钱显然会增加。②沉管施工
工艺：适用于水深较深，河道不允许断流河段， : .
国内沉管施工工艺已有水深10m 以上沉管成功
施工案例。沉管施工工艺主要包括钢管或PE 制
作、基槽开挖、吊管下水、横管及沉管、抛石回
填等五个主要工序。管道制作、焊接可在岸边操
作或采用浮船施工，基槽开挖可利用挖泥船进行
水下开挖，下管前注意先铺砂石作为垫层，沉管
时考虑两岸固定管位坐标。③暗挖施工工艺：主
要用于河床根底较好水深较深河段。目前国内一
般顶管法施工适用管径900～4000mm；对于
150～900mm管径范围管段，可采用微型隧道法
施工工艺[6]。
运行维护因素。由于污水管道内沉积物及悬浮
物较多，在倒虹吸管容易沉积堵塞管道。所以，
在进水井应考虑设置沉泥井，同时考虑在进水井
前设置格栅拦截悬浮物。倒虹吸管道应控制设计
流速大于 ，设计时可考虑设置两根管道，
按近期流量时交替运行其中一条管道，流量逐步
增加后考虑两条管道同时运行。在进出水位置考
虑设置高压水冲洗口，冲洗水可利用河水或自来
水进行冲洗。
3 泵站提升方式 : .
当河流两岸污水干管无水位高差时，污水干管
需设置泵站提升，泵站提升方案重点考虑泵站压
力管线过河方式。泵站压力管线过河方式主要有
三种：①利用道路桥梁管廊过河；②单设管桥过
河；③河底敷设〔顶管工艺，沉管工艺等〕。
利用道路桥梁管廊过河方式分析：对主干路、
次干路、支路的桥梁，桥面为混合车道时，人行
～
[7]。所以，道路桥梁管廊一般可布设管道
断面约 DN150～DN300，假设超过 DN300，那么需
加高人行道或检修道路缘石高度。从荷载平衡考
虑，污水压力管线可双侧对称布置。污水压力管
线利用道路桥梁管廊过河方式简单，实用，造价
低，属于较为常用过河方式。根据?城市桥梁设
计标准?〔CJJ11-2021〕第条，“不得在桥上敷
设污水管、压力大于 、
有毒或腐蚀性的液、气体管线〞。笔者认为此条
主要针对于在桥梁上敷设重力流污水管线，重力
流污水管线存在泄露及沼气外溢问题，影响桥梁
结构平安。而污水压力管线泄露的可能性小，在
做好事故应对措施的根底上，可将污水压力管线
设置于桥梁管廊，主要措施有：①考虑在管廊内 : .
预留污水压力管事故溢出地漏，防止污水浸泡桥
梁结构构件；②在桥梁管廊内每隔一定距离增设
自来水冲洗龙头，发生事故时及时冲洗。在设计
阶段可对其进行专项论证，征求桥梁主管部门及
环保部门意见。
单设管桥过河方式分析：污水泵站压力管线单
设管桥过河方式考虑因素主要有：①河流洪水位
影响；②河流景观影响；③经济性因素。〔1〕
河流洪水位影响因素山地城市河流由于纵坡大，
水流急，洪水位一般较低，管桥根本不受洪水位
影响。但在支流与主流交叉位置，由于受主流河
道洪水倒灌顶托影响，支流洪水位与主流河道洪
水一致，那么管桥设置时应按主流河道洪水位进
行考虑。〔2〕河流景观影响因素管桥修建时应
考虑管桥对河流景观的影响。管桥修建将影响河
道景观通透性，尽量防止污水干管位于桥梁与河
道底部标高的中间位置，既影响美观，又影响河
道行洪。〔3〕经济性因素相对于其他几种管线
过河方式，管桥的造价最高。由于管桥属于市政
设施附属构筑物，以简单、经济、实用为主，在
河流较宽河段，如果桥梁跨度较大，那么造价将 : .
大幅度增加，而采用小跨径桥梁将形成较多的桥
墩，影响河道整体景观。
4 利用河道地形过河
由于山地城市河流纵坡大，纵向上多跌水段。
所以，利用河道纵坡高差，可在上游河道适当位
置过河，可减少污水干管与河道底标高高差。利
用山地城市河道纵坡大特点，在上游过河需考虑
三方面因素：〔1〕河道两岸用地因素：河道两
岸用地需为绿化保护用地或允许设置污水干管
用地。〔2〕岸坡地形因素：岸坡地形相对较缓，
有设置污水干管条件。〔3〕河道纵坡因素：河
道纵坡大，在短距离内有跌水等高落差，有条件
在短距离内减少污水干管底标高与河底标高差。
工程案例分析
工程位于重庆市北部新区，为污水干管工程设
计。污水干管断面：d600～d1000，i=，
污水干管结合路基挖填及自然地形，考虑采用道
路左侧人行道下敷设与临江侧绿化用地内布置
相结合的平面布置形式，其中大局部管道结合自
然地形可布置于临江侧绿化用地内。污水干管跨
越河道位置断面为 d800；井底标高：，
井面标高：，河底标高 ，河道河 : .
口洪水位 20 年一遇约 ；50 年一遇约
，属于嘉陵江顶托影响水位。河道在滨