市政排水管道改造設(shè)計(jì)思路研究

摘 要：本文基于筆者多年從事市政排水管道設(shè)計(jì)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以老城區(qū)市政排水管道優(yōu)化設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，論文首先分析了當(dāng)前管網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問題，進(jìn)而梳理了管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，分析了改造設(shè)計(jì)中存在的問題和解決方案。

關(guān)鍵詞：老城區(qū) 管網(wǎng) 改造 市政 排水

中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（a）-0074-02

城市排水系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在市政建設(shè)中占有十分重要的地位。它主要是由排水管網(wǎng)和污水處理廠組成，肩負(fù)著城市防汛排水、雨污水收集及輸配水的重任。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市建設(shè)步伐的加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水量也隨之增加。由于老城區(qū)的排水管網(wǎng)修建年代久遠(yuǎn)，部分管道已經(jīng)老化殘舊，已不能滿足城市發(fā)展所帶來的水文狀況變化和管網(wǎng)安全性的要求，需要對(duì)老城區(qū)的市政排水管網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)地維護(hù)和改造，建造更多高水平、功能完善的管網(wǎng)，以滿足現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的需要。本文就老城區(qū)排水管網(wǎng)的改造設(shè)計(jì)與實(shí)施提出了建議和看法。

1 管網(wǎng)現(xiàn)狀及存在的問題

通過對(duì)某老城區(qū)現(xiàn)狀管網(wǎng)的調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)目前市政排水管網(wǎng)存在的問題主要有以下幾個(gè)方面。

（1）老城區(qū)的排水管網(wǎng)缺乏區(qū)域整體性規(guī)劃。管線位置混亂的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)管網(wǎng)的服務(wù)范圍、人口數(shù)量、排水量等系數(shù)選擇不合理，使得排水管網(wǎng)的排水和收集能力較差，不能滿足目前排水設(shè)計(jì)的要求。（2）舊式的排水管網(wǎng)的規(guī)劃年限較短，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，致使修建的排水管網(wǎng)管徑偏小，過水能力較差，加之管網(wǎng)埋深較淺，管網(wǎng)接口不嚴(yán)實(shí)等因素，較易造成積水滲漏和管內(nèi)臭氣的溢出，使得排水管網(wǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市發(fā)展的需求。（3）管網(wǎng)陳舊，缺少維護(hù)和管理，使管道淤積嚴(yán)重，影響了管渠的過流能力，使得管渠的實(shí)際過水量小于設(shè)計(jì)過水量。（4）老城區(qū)存在雨污管混接的現(xiàn)象，由于市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)布置的不合理，從而導(dǎo)致部分區(qū)域污水管直接接入雨水管或合流管，表現(xiàn)出雨污合流現(xiàn)象嚴(yán)重，排水系統(tǒng)混亂。（5）老城區(qū)雨水口堵塞嚴(yán)重，影響了路面收水能力。（6）由于舊排水管網(wǎng)建設(shè)資料不全，許多排水管道未按圖施工甚至無圖施工，給管網(wǎng)改造帶來一定的困難。

基于目前排水管網(wǎng)存在的問題，需要對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行改造，以完善排水管網(wǎng)系統(tǒng)，充分發(fā)揮污水處理設(shè)施的作用，提高周邊水體的質(zhì)量。

2 管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)的原則

老城區(qū)排水管網(wǎng)改造是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程。由于老城區(qū)存在街道狹窄、路面交通量較大、各類管線的交叉多、施工難度大等特點(diǎn)，為了減少管網(wǎng)改造對(duì)居民日常生畹撓跋？在改造設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)根據(jù)城市的排水規(guī)劃，結(jié)合現(xiàn)狀地形，因地制宜，在充分調(diào)查現(xiàn)狀管線資料的基礎(chǔ)上，綜合考慮當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)、水量、水文、氣象條件、資金條件和現(xiàn)場(chǎng)施工條件等因素的影響，在確保水體盡可能減少污染的同時(shí)，充分利用現(xiàn)狀管渠，實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3 管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

針對(duì)排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀，在對(duì)城市排水管網(wǎng)進(jìn)行深入調(diào)查和綜合分析的基礎(chǔ)上，提出以下6個(gè)方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)來綜合整治和完善城市污水的改造方案。

圖1 管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 勘察并核實(shí)管網(wǎng)現(xiàn)狀資料

排水管網(wǎng)改造涉及的管線比較多，在進(jìn)行管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)之前需要調(diào)查現(xiàn)狀管網(wǎng)。首先可以到相關(guān)的建設(shè)管理單位索要管線施工圖，充分了解管道平面位置、管徑、坡度、埋深及水流走向；然后，可以到養(yǎng)護(hù)管理部門了解轄區(qū)內(nèi)排水管線的使用狀況，對(duì)舊路下的排水管道進(jìn)行勘察，在論證原有構(gòu)筑物可用性的條件下，充分利用原有管道及檢查井等構(gòu)筑物，不僅可以降低施工難度又能節(jié)省投資。

3.2 加強(qiáng)管網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和維護(hù)管理

排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合城市長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的要求，做好排水管網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃，同時(shí)完善現(xiàn)有的排水管網(wǎng)資料，建立城市排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，對(duì)管道錯(cuò)接亂接的現(xiàn)象進(jìn)行檢查，加強(qiáng)對(duì)管道清淤及管道破損維護(hù)等日常管理工作。

3.3 排水制度的選擇

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014-2006）的規(guī)定：“排水制度的（分流制或合流制）的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設(shè)施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮確定同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水制度”。

所以，對(duì)老城區(qū)的管網(wǎng)改造要根據(jù)老城區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行，對(duì)于街道較寬、易于施工的城區(qū)，應(yīng)當(dāng)一步到位地改造為分流制；對(duì)于街道比較狹窄、地下管線較多、建筑物密集、不容易改造成雨污分流體制的老城區(qū)，在實(shí)施管網(wǎng)改造時(shí)，近期采用截流式合流制，后期隨著城區(qū)的進(jìn)一步改造再逐漸進(jìn)行雨污分流。

3.4 管網(wǎng)的清淤疏通和防滲修復(fù)

由于老城區(qū)的排水管道長(zhǎng)期維護(hù)管理不到位，管道內(nèi)淤積嚴(yán)重，在改造設(shè)計(jì)前需要對(duì)管道進(jìn)行清淤疏通，清除管道和檢查井內(nèi)的沉積物，還要增加過小管渠的橫斷面，增大過水能力。同時(shí)，由于受地基沉降或其它原因的影響，使得管道接口松脫、錯(cuò)位、污水泄漏現(xiàn)象嚴(yán)重，需要對(duì)破壞的排水管道進(jìn)行修復(fù)，在排水管道的內(nèi)壁和槽底等部位重新澆筑，增加防滲能力。

3.5 管網(wǎng)改造施工方案的選擇

目前對(duì)舊排水管網(wǎng)改造的施工方案主要有以下3種。

（1）開挖原位置，更換新管道。由于老城區(qū)一般路面較窄，交通量較大，道路的開挖會(huì)阻礙甚至中斷交通，這就需要合理地建好施工邊線，設(shè)計(jì)好導(dǎo)行交通方案，同時(shí)注意施工和交通安全。新建的雨污水管還要抓緊在雨期前完工，保證溝槽回填質(zhì)量。（2）廢棄或封堵原管道，另鋪設(shè)新管道。此種改造方案可以避免對(duì)道路進(jìn)行全線開挖，可以最大限度地減少施工對(duì)交通狀況的影響；同時(shí)可以縮短改造管道的工期，在新管線施工的前期原有管道仍可以繼續(xù)使用。（3）非開挖加固修復(fù)。此方法是在不開挖路面的情況下對(duì)兩個(gè)檢查井之間的管道進(jìn)行整段或局部加固修復(fù)，常用的方法是噴涂法和內(nèi)襯法。

3.6 排水構(gòu)筑物改造

由于受城市用地規(guī)劃、路幅寬度的影響，排水管道及檢查井等構(gòu)筑物經(jīng)常被布置在車行道下。在車輛荷載的沖擊下極易出現(xiàn)下沉、位移、破損等損壞現(xiàn)象，給車輛和行人的安全帶來嚴(yán)重的威脅。

所以，在改造中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

（1）在改造設(shè)計(jì)中應(yīng)該合理確定檢查井等構(gòu)筑物的管線位置。排水管線一般定位在其它管線里側(cè)，為了避免汽車碾壓、方便施工及維護(hù)，盡量鋪設(shè)在人行道或非機(jī)動(dòng)車道上，在人行道和非機(jī)動(dòng)車道空間有限時(shí)，可視具體情況將管線布置在路中心綠化隔離帶，也可考慮將維修可能性較小的管線布置在機(jī)動(dòng)車道下。（2）推廣采用新型管材。長(zhǎng)期以來，市政排水管道采用混凝土管，由于其重量大、接口多，長(zhǎng)時(shí)間使用后，大部分管道存在滲漏問題。為了滿足城市改造工程工期的要求，在改造設(shè)計(jì)中可選用新材料、新工藝的管材。新型高密度聚乙烯塑料管材（HDPE）、PE管等管材具有不易腐蝕、壽命長(zhǎng)、管壁光滑、水流阻力小等優(yōu)點(diǎn)可在改造設(shè)計(jì)中推廣采用。（3）優(yōu)先采用鋼筋混凝土檢查井。傳統(tǒng)的磚砌檢查井容易出現(xiàn)縫隙間砂漿不均勻、位移、滲漏等質(zhì)量問題，而鋼筋混凝土檢查井整體穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、閉水性理想、工藝先進(jìn)，符合建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)保型社會(huì)的要求，建議在改造過程中優(yōu)先采用。

4 管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)中遇到的問題

4.1 雨水口的改進(jìn)問題

雨水口的形式主要有平箅式和立箅式兩類。平箅式水流通暢，但易被雜物堵塞，影響收水能力；立箅式不易被堵塞，但需要邊溝保持一定水深。所以，對(duì)雨水口的布置可進(jìn)行如下改進(jìn)。

（1）雨水口的位置應(yīng)根據(jù)地形及匯水面積，結(jié)合道路縱斷設(shè)計(jì)進(jìn)行布置。（2）對(duì)于低洼和易于積水地段，雨水徑流量增大，為了提高收水速度，適當(dāng)增加雨水口數(shù)量，最好采用線形收水井。（3）對(duì)于縱坡較大的道路，尤其是立交的引道處，應(yīng)該在上游道路縱坡變化最大的地方開始布置雨水口，同時(shí)在下游段多設(shè)雨水口，形成線形收水井，增大收水井的收水能力，避免全部匯到下游或橋下造成積水。

4.2 管線高程沖突的問題

在管網(wǎng)改造的后續(xù)施工過程中，由于地下管線探測(cè)資料不完善，設(shè)計(jì)人員未認(rèn)真核查現(xiàn)狀管線資料等原因，使得經(jīng)常出現(xiàn)新建管線和現(xiàn)狀管線高程沖突的問題。在進(jìn)行高程調(diào)整時(shí)需要遵循一定的原則，即：有壓管讓重力管，小管徑管讓大管徑管，支管讓干管。還應(yīng)與道路設(shè)計(jì)高程相結(jié)合，滿足管線覆土與防凍的要求，防止路面荷載及冬季低溫環(huán)境破壞管線。交叉點(diǎn)的處理需要綜合考慮設(shè)計(jì)合理性、工程造價(jià)、施工工藝等各方面因素。目前有3種處理方法：其一是降低污水支線的高程，如交叉點(diǎn)位于整條污水管線的上游，降低高程，則整條污水管線的高程都要隨之降低，工程造價(jià)會(huì)大大增加；其二是污水支線在這一點(diǎn)做倒虹處理，雖然水力條件不是很好，但是工程造價(jià)會(huì)節(jié)省很多。

4.3 新建管線與現(xiàn)狀管線的銜接問題

由于在設(shè)計(jì)過程中沒有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管線情況做詳細(xì)的調(diào)查、研究和分析，使得在城區(qū)改造的施工過程中，道路的修建往往對(duì)道路兩側(cè)的市政管線系統(tǒng)造成了隔斷，或者由于道路兩側(cè)原有的現(xiàn)狀管渠系統(tǒng)本身不完善，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀管渠與新建市政管線缺乏銜接的問題。這就需要對(duì)保留的現(xiàn)狀管道或者排水下游出口處進(jìn)行清淤處理，對(duì)管線進(jìn)行修復(fù)改造或?qū)艿栏綄贅?gòu)筑物進(jìn)行加高加固處理。

4.4 現(xiàn)狀構(gòu)筑物對(duì)新建管線施工影響的問題

在新建市政管線設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮與現(xiàn)狀建筑物、構(gòu)筑物保留適當(dāng)?shù)陌踩嚯x，否則會(huì)影響到現(xiàn)狀建筑物、構(gòu)筑物的安全，使施工無法實(shí)施。當(dāng)管距現(xiàn)狀建筑物、構(gòu)筑物較近或鋪設(shè)在交通量較大的道路下時(shí)，若埋深較大，地下水位較高時(shí)，要求在施工過程中采取地下水排除、溝槽支撐、禁止大型車輛通行等安全措施；當(dāng)管道出現(xiàn)穿越鐵路、公路或其它管線設(shè)施時(shí)，在改造時(shí)，具體的穿越位置及施工方法應(yīng)當(dāng)與相關(guān)管理部門進(jìn)行協(xié)商。

5 結(jié)語

市政給排水管道建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，在改造規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)管網(wǎng)現(xiàn)狀、城區(qū)規(guī)劃和地質(zhì)地形等制定合理的排水體制和設(shè)計(jì)參數(shù)，因地制宜采取不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，充分利用現(xiàn)狀地形，選擇合適的管材，制定合適的設(shè)計(jì)方案，在減少工程投資的同時(shí)，保證工程質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)管道進(jìn)行定期的維護(hù)檢查，改善輸水能力，延長(zhǎng)管道使用壽命，確保管網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定。

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