淺談城市市政排水設(shè)計思路

張久鵬 于 彎

(大連市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司)

作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施的市政排水系統(tǒng)，直接決定著城市的生活環(huán)境，對改善城市生態(tài)環(huán)境，節(jié)約用水，以及周邊道路的保護具有重要的意義。下文中詳細(xì)闡述了城市市政排水設(shè)計的主要思路，指出在目前的市政排水設(shè)施規(guī)劃中，探討了排水系統(tǒng)如何布置、污水管網(wǎng)如何設(shè)計計算、污水處理廠工藝流程的如何確定、處理構(gòu)筑物如何設(shè)計計算、排水泵站如何設(shè)計等問題，并針對目前普遍存在的城市市政排水設(shè)計布置提出對策建議，為目前市政排水工程的規(guī)劃提供一點借鑒。

1.城市市政排水設(shè)計概論

排水工程作為城市重點工程之一，城市排水管道施工圖設(shè)計應(yīng)符合城市總體規(guī)劃和片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃的基本要求。排水管網(wǎng)設(shè)計應(yīng)滿足地區(qū)經(jīng)濟和社會長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。排水管道均按遠(yuǎn)期設(shè)計。新建排水管網(wǎng)充分考慮地塊建設(shè)的情況，結(jié)合地塊建設(shè)規(guī)劃及調(diào)整方案，在排水管道斷面、平面布置、高程布置上適應(yīng)功能的需要和接入的可能性、便利性。設(shè)計選材在不斷總結(jié)科研和工程實踐的基礎(chǔ)上，既考慮技術(shù)發(fā)展的趨勢，積極推動新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用，同時又兼顧經(jīng)濟投入的合理性，不可以使用淘汰產(chǎn)品及與國家產(chǎn)業(yè)政策不符的材料和產(chǎn)品。排水管道的平面、高程布置充分考慮各種城市管線的敷設(shè)走廊，在考慮經(jīng)濟性的同時預(yù)留足夠的空間，為管線綜合提供條件。

2.城市市政排水設(shè)計布置原則

市政排水設(shè)計布置應(yīng)當(dāng)按照城市總體規(guī)劃，同時充分結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行布置，開展多方案的技術(shù)經(jīng)濟比較；先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，從干管到支管的順序布置；充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管線最短和埋深最??；協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系；規(guī)劃時要考慮使管渠的施工、運行和維護方便；近遠(yuǎn)期結(jié)合，留有發(fā)展余地，考慮分期實施的可能性。

3.城市市政排水設(shè)計思路

3.1 排水系統(tǒng)布置

按照分流制排水體制布置排水管道系統(tǒng)。排水區(qū)域一般根據(jù)地形按分水線劃分，地形平坦的地區(qū)按一定的服務(wù)面積劃分，使每根干管合理分擔(dān)排水面積，盡量減少管道的埋深，少設(shè)或不設(shè)中途泵站，使污水以最短的距離自流排出。

確定污水管道布置形式，主干管、干管、街道支管的位置和流向，并確定中途泵站、總泵站、污水處理廠及出水口位置。在一般情況下，城市地形多傾向水體，可將主干管沿河敷設(shè)，干管垂直于等高線布置，盡量設(shè)在集水線上。在地形平坦的地區(qū)，為減少平行于等高線的橫支管過長，應(yīng)適當(dāng)減少相鄰干管的布設(shè)距離。污水干管與主干管應(yīng)盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時，應(yīng)考慮特殊措施，并應(yīng)在圖上標(biāo)明。為了保證污水在各構(gòu)筑物之間能夠順利自流，必須精確計算各構(gòu)筑物之間水頭損失，包括污水流經(jīng)處理構(gòu)筑物本身的水頭損失，污水流經(jīng)前后兩構(gòu)筑物管渠的沿程損失、局部損失以及污水流經(jīng)計量設(shè)備的水頭損失，此外，還應(yīng)考慮污水廠擴建時預(yù)留的貯備水頭。

高程布置時，還應(yīng)考慮污水流程和污泥流程的配合，盡量減少污泥的提升。在確定污泥干化廠、污泥濃縮池、消化池等構(gòu)筑物的高程時，應(yīng)注意它們的污泥水能自動流入到污水處理構(gòu)筑。高程的布置應(yīng)考慮全廠土方量的開挖平衡。

3.2 污水管網(wǎng)的設(shè)計計算

污水管網(wǎng)的設(shè)計計算包括污水管道設(shè)計流量計算和污水管道的水力計算。干管、主干管、區(qū)域干管及倒虹吸管等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的水力計算。街道支管應(yīng)合理地確定管徑及埋深，以便于概算，不計算管段不必編號，最不利點應(yīng)校核，對中途泵站或總泵站進(jìn)行技術(shù)工藝設(shè)計。

根據(jù)管道平面布置，劃分設(shè)計管段（定出檢查井位置并編號），確定干管設(shè)計管段長度，根據(jù)污水管道布置，劃分各設(shè)計管段服務(wù)街坊排水面積，編上號碼并按其面積形狀計算面積（以公頃計），用箭頭表示污水流向。各設(shè)計管段計算流量列表計算。

污水干管水力計算目的在于合理、經(jīng)濟地確定管徑、充滿度及坡度，進(jìn)一步求定管道的埋深，水力計算應(yīng)列表進(jìn)行，管底標(biāo)高及管道坡度以三位小數(shù)計，而地面標(biāo)高與管底埋深以兩位小數(shù)計。水力計算中的數(shù)值V、H/D、I、D應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于設(shè)計流速、最大設(shè)計充滿度、最小管徑、最小設(shè)計坡度的規(guī)定。為減少錯誤，在計算的同時繪制管道斷面草圖，以便進(jìn)行核對。

3.3 污水處理廠工藝流程的確定

污水處理廠處理流程的確定，應(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、處理要求以及設(shè)計處理能力等因素，通過分析研究并參考相似條件下污水處理廠的運行經(jīng)驗，經(jīng)技術(shù)分析比較后確定。設(shè)計應(yīng)結(jié)合工程和實際情況，盡量采用成熟的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，以節(jié)約建設(shè)費用，提高經(jīng)濟效益。

3.4 處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算

處理構(gòu)筑物的選型在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行，應(yīng)對構(gòu)筑物選型的合理性進(jìn)行分析，說明工藝特點。應(yīng)完成各處理構(gòu)筑物的初步設(shè)計（包括各構(gòu)筑物的尺寸求定及污水、污泥流程的水力計算）和某些處理構(gòu)筑物（由專業(yè)技術(shù)人員指定）的技術(shù)設(shè)計（確定該構(gòu)筑物的所有尺寸及其所需要材料與設(shè)備等的規(guī)格與數(shù)量），處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算應(yīng)全面詳細(xì)，并附上必要的插圖。

3.5 排水泵站設(shè)計

完成排水泵站的工藝設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括：泵站位置選擇及說明；泵站設(shè)計流量和揚程的確定；選泵；泵站構(gòu)造形式的確定及說明；泵站主要尺寸、設(shè)備型號與數(shù)量、技術(shù)性能等設(shè)計與說明；泵站輔助設(shè)施的設(shè)計與說明；關(guān)于泵站設(shè)計的其他說明。

3.6 污水處理廠設(shè)置

為了有效地對市政污水進(jìn)行處理，對于生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)等各區(qū)之間以道路相隔，生活區(qū)一般布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，在北方地區(qū)，并應(yīng)考慮建筑物的朝向，污泥區(qū)一般布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)下。處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地并便于管理。一般小型處理廠采用圓形池更為經(jīng)濟，而大型處理廠則以采用矩形池為經(jīng)濟。處理占地、構(gòu)造和造價等因素以外，還應(yīng)考慮水力條件、浮渣清除以及設(shè)備維護等因素。

3.7 處理構(gòu)筑物的管線設(shè)置

連接各處理構(gòu)筑物的管線（渠）要暢通，盡可能避免管線迂回，同時應(yīng)充分利用地形，以減少土方量。構(gòu)筑物之間應(yīng)有一定距離，以便保證敷設(shè)管、渠的要求和運轉(zhuǎn)管理的需要和施工的要求，一般采用5至10米。但消化池和其他構(gòu)筑之間的距離不應(yīng)小于20米。儲氣罐與其他構(gòu)筑物的間距應(yīng)根據(jù)容量大小按有關(guān)規(guī)定辦理。對于市政管線種類較多，應(yīng)綜合考慮布置，以免發(fā)生矛盾。管（渠）布置應(yīng)緊湊、整齊，也應(yīng)考慮施工、安裝與維護的要求，保持適當(dāng)?shù)木嚯x。承壓管（如給水管、空氣管、蒸汽管等）可考慮平行架空布置，以節(jié)省用地和便于維修，地下埋設(shè)的管道盡可能集中并設(shè)管廊或管溝。污水和污泥管道盡可能考慮重力自流。污水廠內(nèi)應(yīng)設(shè)超越管（全廠超越或構(gòu)筑物超越），以便在發(fā)生事故時，使污水能超越一部分或全部處理構(gòu)筑物，進(jìn)入下一級構(gòu)筑物或事故溢流。在污水廠內(nèi)應(yīng)有完善的雨水管道系統(tǒng)，必要時應(yīng)考慮設(shè)防洪溝渠。

綜上所述，隨著城市排水的問題出現(xiàn)，排水工程設(shè)計逐漸得到設(shè)計人員的重視，城市排水管道施工圖設(shè)計應(yīng)符合城市總體規(guī)劃和片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃的基本要求，市政排水設(shè)計布置應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，注意做好排水系統(tǒng)布置、污水管網(wǎng)的設(shè)計計算、污水處理廠工藝流程的確定、處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算、排水泵站設(shè)計、污水處理廠設(shè)置、處理構(gòu)筑物的管線設(shè)置。

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