市政給排水管道的設(shè)計(jì)問題及對策

鄧清遠(yuǎn)

（中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518036）

0 引言

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，市政給排水管道逐漸成為城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一[3]。我國人口的數(shù)量直線上升，需要越來越多的水資源，如果建設(shè)的給排水不合理，水資源必然會(huì)浪費(fèi)，使水資源消耗殆盡。我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，越來越多的大小工業(yè)也逐漸建立，加速了水資源的消耗，因此做好給排水設(shè)計(jì)能夠合理排放工業(yè)生產(chǎn)中的廢水污水，提高整個(gè)環(huán)境質(zhì)量，保障了人們的生活安全。如果市政給排水工作開展順利，可以使城市居民的生活質(zhì)量大大提高，城市化的發(fā)展進(jìn)程也會(huì)加快[2]。

1 市政給排水管道設(shè)計(jì)存在的問題

設(shè)計(jì)市政給排水管道與水資源的及時(shí)供給與排放有著密切關(guān)系，給排水管道設(shè)計(jì)的程序非常復(fù)雜，并且需要的管制材料的數(shù)量也是巨大的，如果工程人員為了降低工程造價(jià)，而選擇一些質(zhì)地粗糙的給排水管道用于設(shè)計(jì)，市政給排水的安全就得不到保障。

1.1 市政給排水工程規(guī)劃與城市用地豎向規(guī)劃、防洪規(guī)劃不相協(xié)調(diào)

這主要表現(xiàn)在排水管道設(shè)計(jì)與防洪規(guī)劃之間的不協(xié)調(diào)，例如某座城市如果是規(guī)劃新區(qū)的一個(gè)代表城市，規(guī)劃新區(qū)內(nèi)有一條由北向南流向的河流內(nèi)江，這條內(nèi)江最終流入大海。該城市潮汐類型一般情況下為不正規(guī)日潮，同時(shí)其他類型的混合潮型偶爾也會(huì)出現(xiàn)，我們可以跟黃海做一個(gè)對比，它的最高潮位是3.74 m，由于每一年都有一個(gè)最高潮位和一個(gè)最低潮位，因此可以計(jì)算出這些年平均的最高潮位是3.55 m，平均的最低潮為-2.3 m，該城市的潮汐分為周期為20 a的潮汐和周期為50 a的潮汐，兩者的高潮位分別為3.62 m和3.81 m。由于該規(guī)劃新區(qū)內(nèi)水面的平均高程為0.9 m，一旦出現(xiàn)洪水的情況，按道理來說洪水就沿著由北向南的主流內(nèi)江流入大海之中，但是該城市的給排水管道設(shè)計(jì)在一個(gè)北面高、南面低并且兩側(cè)較高、中間較為平坦的地形，這種設(shè)計(jì)與防洪規(guī)劃中要求正好相反，不但沒有達(dá)到排水流暢的目的，而且在一定程度上影響到了整座城市的排水流暢性。

規(guī)劃新區(qū)的整個(gè)場地有著比較特殊的特點(diǎn)，它的地形北面比較高，南面較低，但是兩邊也比較高，恰好中間擁有著平坦的低地形，高程小于11 m的區(qū)域的比例是83%，高程小于5 m的區(qū)域占了55.4%。因此在對新區(qū)進(jìn)行防潮保護(hù)時(shí)選擇了周期為50 a實(shí)際測量出潮高為4 m的標(biāo)準(zhǔn)，如果道路規(guī)劃時(shí)，選擇的標(biāo)準(zhǔn)高度是4.1 m時(shí)，它的道路最大縱坡不能超過3.5%，而最小縱坡最小只能為0.3%。

按上述的規(guī)則，該道路可以設(shè)計(jì)如下：路線總長可以設(shè)為1.71 km，由于全線最大縱坡不能超過3.5%，因此最大縱坡可以選擇0.582%，同理最小縱坡可以采用0.310%；道路中心線設(shè)計(jì)時(shí)，路面高程可以選擇4.2~6.1 m之間。相對應(yīng)的道路兩用地它的高程可以選在4.5~6.4 m之間。

本工程設(shè)計(jì)雨水的原則就是就近原則，在工程設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，雨水管可以分為3段（即3個(gè)雨水排出口），每一段的管道長度不同，分別選擇480 m、340 m、980 m。3個(gè)設(shè)計(jì)管段的最不利點(diǎn)雨水口的地面標(biāo)高也是不同的，分別選擇4.04 m、4.06 m、4.07 m。由于道路設(shè)計(jì)路面高程比內(nèi)江潮位低，造成了設(shè)計(jì)的每段管段的最不利點(diǎn)雨水口的地面標(biāo)高比周期為50 a的實(shí)測潮高3.9 m的高差（壓力差）小了約0.15 m，比多年平均高潮位3.55 m小了大約0.5 m。在暴雨重現(xiàn)期為2 a的前提下，要設(shè)計(jì)出排水暢通不造成積水，不管是用壓力流的方法還是重力流的方法都是不能滿足要求的。

如果城市用地豎向規(guī)劃高程太低，因?yàn)槭軛l件限制，要想排水工程設(shè)計(jì)得盡可能的合理科學(xué)只能以此為前提。因此針對本工程的這些特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)各雨水管時(shí)，我們可以采用分段的方法來設(shè)計(jì)，計(jì)算結(jié)果具體如下：管段從開始到最不利點(diǎn)可以采用重力流的方法來設(shè)計(jì)，在安全潮位是合理的設(shè)定的前提下，從最不利點(diǎn)到出水口可以采用短管壓力流的方法來設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果：

第1段管道它的總長度L設(shè)計(jì)為480 m，最不利段管道L1設(shè)計(jì)為120 m，安全潮位要達(dá)到305 m。

第2段管道它的總長度L設(shè)計(jì)為340 m，最不利段管道L1設(shè)計(jì)為260 m，安全潮位要達(dá)到265 m。

第3段管道它的總長度L設(shè)計(jì)為980 m，最不利段管道L1設(shè)計(jì)為640 m，安全潮位要達(dá)到265 m。

計(jì)算結(jié)果中的安全潮位是指內(nèi)江潮位小于水管內(nèi)高程時(shí)，如果雨水管出現(xiàn)了滿流的現(xiàn)象，此時(shí)雨水管排水的時(shí)候會(huì)采用壓力流的形式，這樣排水的流暢性可以得到保障。

1.2排污管理網(wǎng)規(guī)劃中豎向規(guī)劃高程和污水提升泵的設(shè)置站安排不合理

某市新的城市邊緣區(qū)城北區(qū)，占地面積約14 km2，污水的計(jì)劃排出量大約為45 200 m3/d。在開發(fā)區(qū)內(nèi)，污水主要管道在末尾的位置放置了一個(gè)處理污水站，它的規(guī)模大約為41 200 m3/d，并且提升泵也涵蓋在其中，也就是說開發(fā)區(qū)內(nèi)的廢水基本都需經(jīng)過泵站后方可以排放到廢水處理廠。

由于該市政府想加快這片區(qū)域的開發(fā)建設(shè)，在城北區(qū)內(nèi)的主干道進(jìn)行施工時(shí)，此主干道的走向是由南向北，還同時(shí)開展了若干條與主干道交叉的道路，這些交叉道路的大致走向?yàn)橛蓶|向西。在整個(gè)過程中，這些項(xiàng)目多多少少都表現(xiàn)出了城北區(qū)由于污水提升泵站的位置設(shè)置很有講究；不合理設(shè)置的話，就容易造成廢水管網(wǎng)的豎向高程規(guī)劃有問題。

該市項(xiàng)目為在城北區(qū)域的一條城市次干道，此次干道為東西走向，紅線b為29 m，路線W長1.8 km，所要求的路面標(biāo)準(zhǔn)高度大概在125.416~138.263 m，令污水管布置的原則為單側(cè)放置。依據(jù)以前的規(guī)劃，污水提升泵站簡稱為泵站，它的位置很有講究，地面標(biāo)高128~133.5 m，位于中部的西北角，因?yàn)榻尤肓肆硗獾缆返膹U水管，廢水提升泵使這個(gè)泵站的進(jìn)水管的管底長度達(dá)到了113.22 m。

1.3 污水處理水管的埋深很重要，設(shè)置不合理容易存在毛病

由于有著舊的污水提升泵站的經(jīng)驗(yàn)，我們在設(shè)置泵站的位置時(shí)必須考慮比較仔細(xì)全面。工程進(jìn)行時(shí)，設(shè)計(jì)廢水水管的埋深度為10~16 m，長度大約占總路線的50%，且排水的坡度與道路的坡度是完全相反的，造成了建設(shè)工程有以下幾個(gè)毛?。?/p>

1）鋼筋砼管在我國規(guī)定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，III級管一般應(yīng)該會(huì)達(dá)到覆土的最大值為9.1 m，塑料材料的污水排出水管，大于7 m覆土后通常不會(huì)選用。所以，要使用暗渠這樣一種方式處理，和使用管道比起來，因?yàn)檠诼裆疃冗^大，暗渠方式通常需要時(shí)間長，導(dǎo)致施工不安全因素增多。

2）項(xiàng)目造價(jià)昂貴：按照該項(xiàng)目的調(diào)研，這條路段上，局部約1.1 m的殘積土除外，從高程101~132 m的領(lǐng)域稱作灰?guī)r，管渠掩埋深度過長，導(dǎo)致開挖回填土的石方量增加。

3）泵站以前的選址地點(diǎn)，現(xiàn)在地面標(biāo)準(zhǔn)高度128~131.6 m這樣泵站進(jìn)水池為18~21 m，建設(shè)泵站的投入資本會(huì)很高。

4）管渠掩埋太深，除了施工的難度增大，以后維護(hù)起來也會(huì)很麻煩。

2 市政給排水管道設(shè)計(jì)存在的問題解決對策

針對上述問題，主要對策有如下幾個(gè)方面。

2.1 使用最新的科學(xué)技術(shù)來設(shè)置給排水的管渠

在市政給排水管道設(shè)計(jì)中，學(xué)會(huì)使用最先進(jìn)科學(xué)技術(shù)能增加給排水管道設(shè)置的合理性。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要計(jì)算它的資金花費(fèi)和良好效益，且更要提前想好的是怎樣合理地設(shè)計(jì)排水管道，利用最新最好的給排水管道設(shè)計(jì)的方法，將促進(jìn)給排水工作順利竣工，還能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求和普通群眾的使用要求。另外，工業(yè)生產(chǎn)者也有很大的好處，良好設(shè)計(jì)的管道能加快工業(yè)污水有效排出，最后保障了供水質(zhì)量，優(yōu)化了人們提供用水條件的良好環(huán)境。

2.2 多渠道資金投進(jìn)量，建立新的機(jī)制

市政給排水管道設(shè)計(jì)首先應(yīng)付出大量資金，單單讓政府出錢開展是差很多的，給排水工程慢慢得到完善，排水網(wǎng)慢慢健全，政府需要鼓勵(lì)更多投資者參與到城市給排水管道設(shè)計(jì)中來，為推進(jìn)城市化進(jìn)程作出奉獻(xiàn)。第二，國家應(yīng)該設(shè)立投資機(jī)構(gòu)，這樣才能有更多投資者。第三，建立責(zé)任分擔(dān)機(jī)制，當(dāng)給排水管道設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)各種毛病，馬上能精確找到是哪里的責(zé)任，將責(zé)任明細(xì)分到個(gè)人，是有效推進(jìn)給排水管道設(shè)計(jì)的良好方法。

2.3 相關(guān)工程制定給排水的法律條文

市政給排水工程大多數(shù)建設(shè)在市區(qū)，都存在或多或少的問題。由于給排水工程關(guān)系著城市化推進(jìn)步伐，所以必須引導(dǎo)好市政給排水的工作展開，必須讓每個(gè)給排水建設(shè)都有條不紊地開展，祖國和政府要出臺可以達(dá)到一定引導(dǎo)性目的、屬于給排水工程設(shè)計(jì)范疇的、慢慢深入人心的法律法規(guī)，讓設(shè)計(jì)和研究人員在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)過程中有法律保障，從而讓設(shè)計(jì)行為規(guī)范化，為城市化推進(jìn)和給排水順利展開奠定基礎(chǔ)，達(dá)到加快保證人民生活質(zhì)量的腳步。

3 結(jié)語

市政給排水管道設(shè)計(jì)關(guān)乎人民生活質(zhì)量，城市化發(fā)展也與之緊密相連。市政給排水管道從給水設(shè)計(jì)上來說，充足的水源、城市生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展蒸蒸日上、群眾生活水平穩(wěn)步提高都需要給水設(shè)計(jì)來保證；再從排水設(shè)計(jì)上來分析，不管是工業(yè)還是日常生活中污水廢水的順利排放，城市不再霧霾籠罩，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，都需要排水設(shè)計(jì)來保證。

[1]隋剛.市政給排水管道工程施工中的常見問題及其防治措施[J].科技傳播，2012.

[2]黃超.市政給排水管道的設(shè)計(jì)問題及對策[J].工程科技，2013.

[3]張靜.市政給排水管道工程施工常見問題及防治措施[J].技術(shù)與市場，2013.