上海地区市政排水管道倒虹管设计探讨

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摘要：本文首先简要介绍了市政排水工程中倒虹管设置的原因、形式，以及相关规范对倒虹管的要求，然后结合个人设计经验，详细总结上海地区排水管道倒虹管的设计，并着重分析其原因及利弊。对于类似地区排水管道倒虹管的设计有一定借鉴意义。

关键词：排水管道倒虹管工程设计

概述

在市政排水工程设计中，排水管道（包括雨水管道、污水管道以及雨污水合流管道）遇到河道、谷地、以及其他公用管线等障碍物时，经常采用倒虹管的形式避让、穿越，因此，倒虹管的设计成为市政排水工程中的一个重要内容。

常见的倒虹管的型式主要有两种：“多折型”（见图1）和“凹字型”（见图2）【2】。

在《室外排水设计规范》（GB50014-2006）第4.11节倒虹管中，专门对倒虹管的设计作了较为详细的规定。但是在实际工程设计中，不同地区客观条件不同，而不同工程师对规范的理解也并不完全相同，因此在具体工程设计上就存在很多不同之处。本文将结合实际设计经验，对倒虹管的设计进行总结和剖析。

上海地区倒虹管的设计

上海地区河道较多，排水管道设置倒虹管的情况非常常见。对比以上规范条文，在上海地区倒虹管的设计主要有以下特点。

倒虹管一般采用一根。

在上海地区倒虹管一般采用“凹字型”，或者多折型和凹字型结合的“混合型”（见图3）。与“多折型”相比，以上两种型式的倒虹管管道平接于出水检查井，较易于清通，且在管道正常运行时亦可完成清通，因此可以采用一根。

与“多折型”相比，在工程造价方面，“凹字型”和“混合型”进出水井较深，但是可以减少一根管道，同时又易于清通，因此，采用一根“凹字型”或“混合型”的倒虹管并无不妥之处。

倒虹管管径一般与上游管径相同。

倒虹管采用与上游管道相同的管径意味着倒虹管流速不大于上游管道的流速。尤其污水管道，因为一般管道采用非满流设计，而倒虹管为满流，因此理论上，倒虹管段流速远小于上游管道流速。尤其上海地区，因为地势平坦，污水管道坡度一般较缓，流速较低，相应倒虹管流速更低。因此，上海地区倒虹管理论上应该淤塞严重。但实际并非如此，因为倒虹管内流速和冲刷力为一对互为制约的因素，在两种因素的作用下，倒虹管淤积到一定程度后到达平衡状态，不再淤积，因此并不影响正常使用。但个人认为，通过淤积缩小倒虹管管径不如设计上直接采用缩小一档管径，这既可以满足使用，又可以减少工程造价。

倒虹管顶距规划河底一般不小于1m。

上海地区河道较多，根据地方规范，穿越非通航河道，倒虹管管顶距离规划河底不小于1m；穿越通航河道，倒虹管管顶距离规划河底不小于1.5m。

倒虹管一般不设置事故排出口。

在上海地区，很少见到倒虹管设置事故排出口。主要有以下考虑：1.考虑到倒虹管工作的稳定性，一般的重力流排水收集管道，没有必要设置事故排出口；2.对于重要的管道，为保障倒虹管安全运行，可以设置备用倒虹管。

倒虹管进出水井没有特殊设计与一般检查井无异，且进出水检查井不设置闸槽或闸门。

由于 “凹字型”和“混合型”的倒虹管易于清理，因此倒虹管进出水检查井与一般检查井无异；倒虹管只采用了一根，所以也没有设置闸槽及阀门的意义。

倒虹管进水井前检查井设沉泥槽。

倒虹管进水井前检查井设置沉泥槽，可以避免粒径较大的泥沙进入倒虹管。对于“凹字型”和“混合型”的倒虹管，个人认为出水井也应该设置沉泥槽，可用于收集倒虹管清理时排出的泥沙。

自流排河雨水倒虹管，上下游管道标高设计一般不考虑倒虹水头损失。

倒虹管因为管道及检查井内水流转折，因此水头一般直线管道水头损失大。但在上海地区，自流排河的雨水倒虹管，在确定上下游管道标高时，一般不计入倒虹管水头损失。这主要因为上海地区河道水位普遍较高，出水口一般为淹没出流，因此降雨时雨水管一般处于压力流状态，水流的动力来自排水地面与河道水面的高差，在这种状态下，管道坡度已经没有意义，因此，调整倒虹管上下游管道高差一样失去作用。

结论

但在上海地区实际工程设计中，倒虹管的设计在参照规范条文的同时，融入了更多地方经验和特色，而实践证明，运行效果良好。因此，对于类似地区倒虹管的设计有一定的借鉴意义。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。