城市市政排水管道設(shè)計理念與分析

浦秋芬

【摘 要】城市排水管道不僅在城市基礎(chǔ)設(shè)施中起到了重要作用，也在市政建設(shè)中具有重要的地位。只有做好城市排水管道的規(guī)劃設(shè)計、施工、管網(wǎng)維護(hù)等方面的工作才能保障人民的正常生活，保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和城市環(huán)境不受到污染。

【關(guān)鍵詞】市政工程；排水管道；設(shè)計分析

0.前言

伴隨著城市的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的調(diào)整、舊城區(qū)的改擴(kuò)建以及城市新開發(fā)區(qū)的建立等，城市排水管道系統(tǒng)才慢慢形成和得到發(fā)展。由于我國還是發(fā)展中國家，導(dǎo)致城市基礎(chǔ)建設(shè)比較落后，排水系統(tǒng)和城市污水糞便處理就更為落后。例如：污水直接排進(jìn)河道造成污染；排水體制不確定使雨水和污水混流；排水管網(wǎng)建設(shè)與污水處理廠建設(shè)不配套導(dǎo)致再次污染的現(xiàn)象等。因此要求每一個市政工作者從制定政策、規(guī)劃設(shè)計、實(shí)施管理方面的考慮來綜合解決城市排水的問題。

1.排水管道的設(shè)計規(guī)劃

排水管網(wǎng)的設(shè)計要具有前瞻性。城市排水管道的使用年限比較長，一般能達(dá)到四五十年，因此在城市排水管道的規(guī)劃設(shè)計要長于城市的總體規(guī)劃年限，排水量的規(guī)劃也要有前瞻性。

道路位置地形一般是規(guī)劃在單坡、順山溝、橫山脊等，隨著自然坡度的變化，周圍地勢與重現(xiàn)期選定有關(guān)，而不是以道路等級確定。根據(jù)地段的排水方向和出路，地形的現(xiàn)狀結(jié)合市政給排水設(shè)計規(guī)范、消防規(guī)范、給水排水手冊來布置管道，確定管徑，選擇正確的排水管材，結(jié)合地理、氣候等情況，可在新城區(qū)和條件允許的舊城區(qū)使用分流制。為了保證排水的順暢排除，在滿足環(huán)境保護(hù)的情況下，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘薪ㄔO(shè)和地形條件下使用分流制管渠系統(tǒng)。

2.排水設(shè)計參數(shù)的確定

城市排水工程規(guī)劃設(shè)計的期限要和城市總體規(guī)劃期限保持一致，排水工程設(shè)計年限為20a。住房建設(shè)在城市化的大規(guī)模建設(shè)中占有很大的比例，用水量也在增加。所以在排水設(shè)計時城市排水量要考慮到城市的發(fā)展水平。

2.1雨水量設(shè)計

雨水管渠設(shè)計流量公式：

Q=ΨqF

式中：Q——雨水設(shè)計流量L/s；

Ψ——徑流系數(shù)；

q——暴雨強(qiáng)度L/（s·hm2）；

F——匯水面積hm2。

污水量設(shè)計

Q=Q1+Q2+Q3

式中：Q1——居住區(qū)生活污水設(shè)計流量（L/s）；

Q2——工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量（L/s）；

Q3——工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量（L/s）。

按下式計算：

Q1=n×N×Kz/（24×3600）

式中：n——污水定額（L/（人×d））；

N——設(shè)計人口數(shù)；

Kz——生活污水量總變化系數(shù)。

2.2管徑、坡度

城市道路設(shè)計中，道路橫坡一般為1.5%左右；縱坡的變化幅度較大，有時小于0.3%，有時為了利用地形，減小工程土石方開挖量，在設(shè)計中應(yīng)增大縱坡。地質(zhì)復(fù)雜的地區(qū)設(shè)計時根據(jù)匯水面積內(nèi)的雨、污水水量及道路的坡度確定雨、污水管道的管徑、排水坡度。遇到道路坡度變陡處，管道坡度相應(yīng)變大，再根據(jù)水量確定是否增大管徑；遇到道路坡度變緩或倒坡處，則根據(jù)水量放大管徑、減小坡度，以免埋深過大。設(shè)計采取跌水井進(jìn)行消能及管道坡度的調(diào)整。合理利用沖溝，減少雨水管道的敷設(shè)長度；結(jié)合規(guī)范及當(dāng)?shù)仞B(yǎng)護(hù)部門的要求，城市道路的污水管道最小管徑為400mm，一般城市道路的污水管道管徑多為500～700mm；雨水管道上游管徑不小于500mm。

2.3環(huán)剛度選擇

環(huán)剛度是埋地排水管抗外壓負(fù)載能力的綜合參數(shù)，為保證塑料埋地排水管在外壓負(fù)載下安全工作，環(huán)剛度的選擇是設(shè)計中的關(guān)鍵之一。環(huán)剛度的選擇不僅取決于外壓負(fù)載的情況還取決于鋪設(shè)后管道周圍土壤（回填材料）的情況。根據(jù)世界各國的經(jīng)驗(yàn)，塑料埋地排水管在外壓負(fù)載下是否能夠安全使用的因素中，鋪設(shè)情況是最主要的。

結(jié)合以往施工及設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，建議在設(shè)計塑料埋地排水管時盡量選擇較高的環(huán)剛度。直徑在500mm以下塑料埋地排水管：一般要選擇環(huán)剛度8kN/m2的，只有在地質(zhì)條件好又沒有運(yùn)輸車輛負(fù)載的采用環(huán)剛度4kN/m2的；直徑在500～1200mm的塑料埋地排水管：盡量選擇環(huán)剛度8kN/m2的，如果選擇環(huán)剛度8kN/m2以下的要經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計計算并嚴(yán)格控制鋪設(shè)施工的質(zhì)量。施工必須確保回填質(zhì)量，回填土密實(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：主管區(qū)的回填土密實(shí)度不應(yīng)小于95%；管道寬度以外次管區(qū)的回填土密實(shí)不應(yīng)小于90%。

3.排水管道的設(shè)計布局

排水管道在設(shè)計布局時要根據(jù)地形趨勢順坡排水，管徑大小與規(guī)劃相吻合；管網(wǎng)密度合適，排水路線最短，以求經(jīng)濟(jì)合理；污、雨水排放盡可能分散，避免集中；污水截流干管盡可能布置在河岸及水體附近。

排水出口的要結(jié)合地形情況分散或者集中布置，如果排水出口的地區(qū)構(gòu)造簡單或者距離河流、污水處理廠等較近時就可以分散布置，相反如果排水出口距離河流、污水處理廠較遠(yuǎn)或者需要排到較遠(yuǎn)處時，這樣要是分散布置的話管道建設(shè)的成本就會增加，因此可以考慮集中布置。

在排水線路的設(shè)計過程中，首先要符合排水規(guī)劃的統(tǒng)籌安排，因?yàn)橥ǔＴ谑姓缆返南路接薪o排水、燃?xì)狻⑼ㄐ?、電力等管線，并且相關(guān)規(guī)范也規(guī)定各種管線的布置都應(yīng)保持一定的距離，因此設(shè)計排水管線就要在原有管線的基礎(chǔ)上保持距離，并留有一定的空間供其他管線使用，并且要處理好排水管之間的問題，如雨水檢查井與污水管道沖突的現(xiàn)象。在行車道下方的排水管線也要注意布置在中間位置，即車輪子之間的位置，這樣可以避免排水井蓋和管線受到車輪的長期碾壓發(fā)生變形沉降。在于已經(jīng)建成的管線銜接的時候，也要把這些現(xiàn)有的排水管線摸查清楚，分清污水管道、雨水管道及合流管道，以免設(shè)計時發(fā)生錯亂。

排水管線的高程和控制點(diǎn)的設(shè)置要綜合多方面考慮，排水管道的主要功能就是要能將管道沿線的雨水污水等順利收集并排到指定位置，因此排水管道起點(diǎn)要保證區(qū)域內(nèi)的絕大部分用戶的排水需求，排水管道出口要有足夠的埋深，但是隨著埋深的增大，會導(dǎo)致開挖深度增加、施工難度增大、工程造價攀升，對此在確定控制點(diǎn)標(biāo)高的過程中，應(yīng)避免因極少數(shù)控制點(diǎn)而增加整個管道系統(tǒng)的埋深，針對個別控制點(diǎn)應(yīng)特殊處理，如起點(diǎn)本身是低洼地帶、有排水要求的地下室等，可設(shè)置局部泵進(jìn)行提升；如新規(guī)劃的用地可以先提升地面的高程；如排水流量小的區(qū)域也可以通過增加管徑來降低埋深。

4.結(jié)束語

市政給排水管道工程設(shè)計需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能動性相結(jié)合。要想做到排水工程的質(zhì)量優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)合理和施工方便，就要在滿足規(guī)范要求的情況下，注意設(shè)計環(huán)節(jié)，在實(shí)踐中要點(diǎn)根據(jù)情況調(diào)查市場與經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，結(jié)合城市的發(fā)展和人們的需求因地制宜，做出更有針對性的設(shè)計。 [科]

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