市政管網工程改造設計要點和相關問題解決策略

李團結

摘 要：該文基于作者多年從事市政排水管道設計的相關工作經驗，以老城區(qū)市政排水管道優(yōu)化設計為研究對象，首先分析了當前管網的現狀及存在的問題，進而梳理了管網改造設計的要點，在此基礎上，分析了改造設計中存在的問題和解決方案。

關鍵詞：老城區(qū) 管網 改造 市政 排水

中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0050-02

城市排水系統是城市基礎設施的重要組成部分，在市政建設中占有十分重要的地位。它主要是由排水管網和污水處理廠組成，肩負著城市防汛排水、雨污水收集及輸配水的重任。隨著我國經濟的高速發(fā)展和城市建設步伐的加快，城市規(guī)模不斷擴大，污水量也隨之增加。由于老城區(qū)的排水管網修建年代久遠，部分管道已經老化殘舊，已不能滿足城市發(fā)展所帶來的水文狀況變化和管網安全性的要求，需要對老城區(qū)的市政排水管網進行系統地維護和改造，建造更多高水平、功能完善的管網，以滿足現代社會生產活動的需要。該文就老城區(qū)排水管網的改造設計與實施提出了建議和看法。

1 管網現狀及存在的問題

通過對某老城區(qū)現狀管網的調查，可以發(fā)現目前市政排水管網存在的問題主要有以下幾個方面。

（1）老城區(qū)的排水管網缺乏區(qū)域整體性規(guī)劃。管線位置混亂的現象比較嚴重，設計時對管網的服務范圍、人口數量、排水量等系數選擇不合理，使得排水管網的排水和收集能力較差，不能滿足目前排水設計的要求。（2）舊式的排水管網的規(guī)劃年限較短，設計標準較低，致使修建的排水管網管徑偏小，過水能力較差，加之管網埋深較淺，管網接口不嚴實等因素，較易造成積水滲漏和管內臭氣的溢出，使得排水管網遠遠不能滿足城市發(fā)展的需求。（3）管網陳舊，缺少維護和管理，使管道淤積嚴重，影響了管渠的過流能力，使得管渠的實際過水量小于設計過水量。（4）老城區(qū)存在雨污管混接的現象，由于市政管網設計布置的不合理，從而導致部分區(qū)域污水管直接接入雨水管或合流管，表現出雨污合流現象嚴重，排水系統混亂。（5）老城區(qū)雨水口堵塞嚴重，影響了路面收水能力。（6）由于舊排水管網建設資料不全，許多排水管道未按圖施工甚至無圖施工，給管網改造帶來一定的困難?；谀壳芭潘芫W存在的問題，需要對排水管網進行改造，以完善排水管網系統，充分發(fā)揮污水處理設施的作用，提高周邊水體的質量。

2 管網改造設計的原則

老城區(qū)排水管網改造是一項非常復雜的工程。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，為了減少管網改造對居民日常生活的影響，在改造設計的過程中應根據城市的排水規(guī)劃，結合現狀地形，因地制宜，在充分調查現狀管線資料的基礎上，綜合考慮當地的水質、水量、水文、氣象條件、資金條件和現場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，充分利用現狀管渠，實現排水系統的社會效益、經濟效益和環(huán)境效益。

3 管網改造設計的要點

針對排水管網的現狀，在對城市排水管網進行深入調查和綜合分析的基礎上，提出以下6個方面的設計要點來綜合整治和完善城市污水的改造方案，見圖1。

3.1 勘察并核實管網現狀資料

排水管網改造涉及的管線比較多，在進行管網改造設計之前需要調查現狀管網。首先可以到相關的建設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)護管理部門了解轄區(qū)內排水管線的使用狀況，對舊路下的排水管道進行勘察，在論證原有構筑物可用性的條件下，充分利用原有管道及檢查井等構筑物，不僅可以降低施工難度又能節(jié)省投資。

3.2 加強管網的統一規(guī)劃和維護管理

排水管網的設計應結合城市長遠規(guī)劃的要求，做好排水管網的統一規(guī)劃，同時完善現有的排水管網資料，建立城市排水管網地理信息系統，對管道錯接亂接的現象進行檢查，加強對管道清淤及管道破損維護等日常管理工作。

3.3 排水制度的選擇

根據《室外排水設計規(guī)范》（GB 50014-2006）的規(guī)定：“排水制度的（分流制或合流制）的選擇，應根據城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，結合當地的地形特點、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設施、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，對老城區(qū)的管網改造要根據老城區(qū)的特點進行，對于街道較寬、易于施工的城區(qū)，應當一步到位地改造為分流制；對于街道比較狹窄、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)，在實施管網改造時，近期采用截流式合流制，后期隨著城區(qū)的進一步改造再逐漸進行雨污分流。對于有溝渠的區(qū)域，沿溝渠鋪設污水截流管道，新建以溝渠為主干線的雨污排水系統，并結合道路新改擴建工程，按系統沿街道鋪設雨水管網，并逐年不斷完善，最后封堵溢流管道上的所有溢流口，把現有的合流管網直接轉化為污水排放系統，從而形成完善的雨污分流制排水系統。

3.4 管網的清淤疏通和防滲修復

由于老城區(qū)的排水管道長期維護管理不到位，管道內淤積嚴重，在改造設計前需要對管道進行清淤疏通，清除管道和檢查井內的沉積物，還要增加過小管渠的橫斷面，增大過水能力。同時，由于受地基沉降或其它原因的影響，使得管道接口松脫、錯位、污水泄漏現象嚴重，需要對破壞的排水管道進行修復，在排水管道的內壁和槽底等部位重新澆筑，增加防滲能力。

3.5 管網改造施工方案的選擇

目前對舊排水管網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，道路的開挖會阻礙甚至中斷交通，這就需要合理地建好施工邊線，設計好導行交通方案，同時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，保證溝槽回填質量。（2）廢棄或封堵原管道，另鋪設新管道。此種改造方案可以避免對道路進行全線開挖，可以最大限度地減少施工對交通狀況的影響；同時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。此方法是在不開挖路面的情況下對兩個檢查井之間的管道進行整段或局部加固修復，常用的方法是噴涂法和內襯法。

3.6 排水構筑物改造

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筑物經常被布置在車行道下。在車輛荷載的沖擊下極易出現下沉、位移、破損等損壞現象，給車輛和行人的安全帶來嚴重的威脅。所以，在改造中應注意以下幾個方面。

（1）在改造設計中應該合理確定檢查井等構筑物的管線位置。排水管線一般定位在其它管線里側，為了避免汽車碾壓、方便施工及維護，盡量鋪設在人行道或非機動車道上，在人行道和非機動車道空間有限時，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動車道下。（2）推廣采用新型管材。長期以來，市政排水管道采用混凝土管，由于其重量大、接口多，長時間使用后，大部分管道存在滲漏問題。（3）優(yōu)先采用鋼筋混凝土檢查井。傳統的磚砌檢查井容易出現縫隙間砂漿不均勻、位移、滲漏等質量問題，而鋼筋混凝土檢查井整體穩(wěn)定性好、強度高、閉水性理想、工藝先進，符合建設資源節(jié)約型、環(huán)保型社會的要求，建議在改造過程中優(yōu)先采用。

4 管網改造設計中遇到的問題

4.1 雨水口的改進問題

雨水口的形式主要有平篦和立篦兩類。平篦水流通暢，但易被雜物堵塞，影響收水能力；立篦不易被堵塞，但需要邊溝保持一定水深。所以，對雨水口的布置可進行如下改進。

（1）雨水口的位置應根據地形及匯水面積，結合道路縱斷設計進行布置；（2）對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，適當增加雨水口數量，最好采用線形收水井；（3）對于縱坡較大的道路，尤其是立交的引道處，應該在上游道路縱坡變化最大的地方開始布置雨水口，同時在下游段多設雨水口，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

在管網改造的后續(xù)施工過程中，由于地下管線探測資料不完善，設計人員未認真核查現狀管線資料等原因，使得經常出現新建管線和現狀管線高程沖突的問題。在進行高程調整時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。交叉點的處理需要綜合考慮設計合理性、工程造價、施工工藝等各方面因素。目前有3種處理方法：（1）降低污水支線的高程，如交叉點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，工程造價會大大增加；（2）污水支線在這一點做倒虹處理，雖然水力條件不是很好，但是工程造價會節(jié)省很多；（3）對于有一些交叉點，管道可以通過，但是不能滿足垂直凈距的要求，在這種情況下可以通過采用局部混凝土滿包、增加套管、局部更換高強度管材等措施來保證管線的安全。

4.3 新建管線與現狀管線的銜接問題

由于在設計過程中沒有對現場管線情況做詳細的調查、研究和分析，使得在城區(qū)改造的施工過程中，道路的修建往往對道路兩側的市政管線系統造成了隔斷，或者由于道路兩側原有的現狀管渠系統本身不完善，發(fā)現現狀管渠與新建市政管線缺乏銜接的問題。這就需要對保留的現狀管道或者排水下游出口處進行清淤處理，對管線進行修復改造或對管道附屬構筑物進行加高加固處理。

4.4 現狀構筑物對新建管線施工影響的問題

在新建市政管線設計時應考慮與現狀建筑物、構筑物保留適當的安全距離，否則會影響到現狀建筑物、構筑物的安全，使施工無法實施。當管距現狀建筑物、構筑物較近或鋪設在交通量較大的道路下時，若埋深較大，地下水位較高時，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；當管道出現穿越鐵路、公路或其它管線設施時。

5 結語

市政給排水管道建設是城市基礎設施建設的重要組成部分，隨著城市建設的發(fā)展，在改造規(guī)劃設計時應該根據管網現狀、城區(qū)規(guī)劃和地質地形等制定合理的排水體制和設計參數，因地制宜采取不同的設計標準，充分利用現狀地形，選擇合適的管材，制定合適的設計方案，在減少工程投資的同時，保證工程質量。同時，對管道進行定期的維護檢查，改善輸水能力，延長管道使用壽命，確保管網運行穩(wěn)定。

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