淺談市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計

徐黎

（重慶市開縣鎮(zhèn)安鎮(zhèn)鎮(zhèn)村建設(shè)管理所 重慶開縣 405400）

淺談市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計

徐黎

（重慶市開縣鎮(zhèn)安鎮(zhèn)鎮(zhèn)村建設(shè)管理所 重慶開縣 405400）

近年來，舊路改造項目受到了政府的廣泛關(guān)注與重視，在此情況下，各地區(qū)紛紛加大了對市政道路的改造力度，并積極推進了地下管網(wǎng)的優(yōu)化改造建設(shè)，從而全面促進城市與社會的快速發(fā)展。市政道路污水管網(wǎng)作為人們生產(chǎn)生活污水的主要排放渠道，必須重視起優(yōu)化改造設(shè)計，不然則會帶來嚴重的后果。因此，本文對市政污水管網(wǎng)的現(xiàn)狀與其重要性進行了一定的分析，并在此基礎(chǔ)上，詳細論述了污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計的內(nèi)容及注意事項，以供參考。

市政道路；污水管網(wǎng)；優(yōu)化；改造設(shè)計

1 引言

市政道路污水管網(wǎng)是城市中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是解決人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活污水的主要途徑。近年來，隨著城市化進程的不斷加快，傳統(tǒng)的市政道路污水管網(wǎng)已經(jīng)無法滿足實際需求，必須對其進行改造。在實際的污水管網(wǎng)改造中，往往會涉及多方面的因素，需做好相應(yīng)的設(shè)計優(yōu)化。

2 市政污水管網(wǎng)現(xiàn)狀概述

①大部分的市政道路路段都未埋設(shè)污水管道。②因存在歷史以及道路規(guī)劃調(diào)整方面的原因，部分市政道路路段埋設(shè)的污水管道普遍存在上下游污水無法銜接的現(xiàn)象。③將已埋設(shè)好的污水管道臨時接入雨水井，這樣一來，由于污水管道埋深較深，污水出口高程提高接入雨水井，從而導(dǎo)致污水管道出現(xiàn)嚴重淤積現(xiàn)象。④較早建設(shè)的污水管道因長期缺乏有效的管理，再加上管網(wǎng)年久失修，堵塞、破損情況也較為普遍，導(dǎo)致局部地段生活排水不暢和匯合污水溢問題，從而給部分居民日常生活的不便，并且還給附近居民的居住環(huán)境造成了一定程度的破壞。對于我國目前市政道路污水管網(wǎng)中存在的問題，必須對污水管網(wǎng)進行適當?shù)母脑?，并做好?yōu)化設(shè)計，從而最大限度的滿足城市與社會的需求。

3 市政污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計的重要性

傳統(tǒng)的污水管道設(shè)計一般采用計算器對水力進行的計算，此方法不僅浪費時間，相關(guān)工作人員的壓力也比較大，在此情況下，幾乎無法給出最優(yōu)的設(shè)計方案。

近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廣泛運用于各行業(yè)中，并在各行業(yè)的運營與發(fā)展過程中發(fā)揮了巨大的作用。將計算機運用于市政道路污水管網(wǎng)，不僅提升了工作效率，還增加了數(shù)據(jù)的準確性，由此可以看出，計算機污水管道系統(tǒng)為市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計提供了重要的理論依據(jù)，是實現(xiàn)污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計目標的重要保障。

在市政污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計過程中，通過有效結(jié)合各種理論與技術(shù)，能夠使得污水管網(wǎng)的改造設(shè)計趨于最優(yōu)，進而在一定程度上節(jié)省了污水管網(wǎng)改造設(shè)計的投資。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，改造設(shè)計的復(fù)雜程度也越來越高，這使得優(yōu)化改造設(shè)計的重要性越來越明顯，其能夠有效降低工程造價，避免資源的浪

費。在對市政道路污水管網(wǎng)進行優(yōu)化改造設(shè)計時，還需要遵循科學(xué)合理的原則，從而充分實現(xiàn)其經(jīng)濟效益、社會效益與使用效益。

4 市政污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計的內(nèi)容

4.1 管線平面優(yōu)化改造設(shè)計

近幾年來，隨著排水技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了管線平面優(yōu)化設(shè)計的設(shè)計理念。該設(shè)計是一種采用三種權(quán)值的方式來對污水管網(wǎng)進行優(yōu)化改造設(shè)計，并在確保各個管道地面坡度倒數(shù)、管長以及各管段均滿足最小覆土條件時，按照最小坡度情況下設(shè)計的挖方量，采用最短路生成樹算法分別設(shè)計出此三種權(quán)值狀況下的管線平面布置方案，然后再進行管徑、埋深和提升泵站方面的優(yōu)化改造設(shè)計，最后依據(jù)圖論的分析結(jié)果，選出投資費用最小的平面布置方案，并將其作為最優(yōu)的改造設(shè)計方案?，F(xiàn)階段，該設(shè)計方式已得到了廣泛的應(yīng)用。

4.2 管道參數(shù)優(yōu)化改造設(shè)計

所謂管道參數(shù)優(yōu)化改造設(shè)計，主要是指對已經(jīng)確定的污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計進行坡度、埋深、管徑以及其他參數(shù)的計算，從而達到參數(shù)優(yōu)化的需求的方式。一般情況下，在已經(jīng)確定了污水管道的流量之后，能夠滿足管徑、埋深以及其他要求的方案有許多，此時就需要對管道的參數(shù)進行適當?shù)膬?yōu)化改造設(shè)計，從而選出滿足工程投資成本最小的組合。

直接優(yōu)化法和間接優(yōu)化法是近年來得到廣泛運用的管道參數(shù)最優(yōu)改造設(shè)計組合選擇，其中，直接優(yōu)化法是一種最為簡單的方法，只需要記錄性能指標的變化，計算其中的影響參數(shù)，比較多種設(shè)計中的參數(shù)，從而以此來選出最符合市政道路管網(wǎng)改造需求的優(yōu)化設(shè)計就可以了。雖然該方法比較簡單，但是在計算過程中，計算數(shù)據(jù)非常龐大，即使經(jīng)驗豐富的工作人員，在進行參數(shù)計算時，也有可能會出現(xiàn)疏忽，進而對計算結(jié)果造成影響。而間接優(yōu)化法則是在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立的，其能夠與工程實際緊密結(jié)合，并利用數(shù)學(xué)模型對污水管網(wǎng)進行內(nèi)部改造優(yōu)化，從而得出最優(yōu)設(shè)計組合。

5 優(yōu)化改造設(shè)計中需注意事項

5.1 流速設(shè)計

在進行污水管道改造設(shè)計時，其實際埋深的確定在一定程度上影響著工程造價、施工以及工期，埋深越大，不僅投入的資金會越多，施工的難度也會不斷增加，因此，必然會導(dǎo)致工程工期的延長。

一般來說，當污水流速減小時，管徑的半徑才會增大，也就是說，只有減小污水流速，才能實現(xiàn)坡度和埋深的減小。但是在實際工作中，目前并沒有具體的關(guān)于坡度大小的規(guī)定，只規(guī)定了最小管徑的管底坡度，所以，不能將坡度作為決策變量。但在對流速進行設(shè)計時，需要通過明確的條件對其進行約束，從而選擇盡可能小的流速設(shè)計方案，為整個市政道路污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計提供基礎(chǔ)。

5.2 充滿度設(shè)計

在對污水管網(wǎng)進行改造設(shè)計時，應(yīng)盡量選擇小的管徑，從而最大限度的降低工程造價。但在實際工作中，管徑方面沒有明確的約束條件，而對充滿度有嚴格的制約規(guī)定，由此可知，一般是無法選擇最優(yōu)管徑的。同時，如果充分掌握了市政道路污水管網(wǎng)的流量和流速，就能夠選擇接近最大充滿度的管徑，該管徑就是該條件下可以選擇的最小管徑。用這種方法對充滿度進行選擇，不僅減少了工程造價，還能在一定程度上減小管底坡度和埋深。

5.3 污水管網(wǎng)布置形式

地形不同，污水管網(wǎng)布置的形式也是大不相同的。就目前來看，平行式和交叉式是兩種最基本的管網(wǎng)布置形式。其中，平行式的管網(wǎng)布置形式較適用于地形起伏較大的地區(qū)，且在鋪設(shè)的過程中，要確保污水干管與等高線平行，以及主干管與等高線垂直，同時，此種污水管網(wǎng)布置形式能夠?qū)軆?nèi)的流速進行有效的控制。

而交叉式的管網(wǎng)布置形式則適用于地形相對平坦的地區(qū)，在進行鋪設(shè)時，需要保證污水干管與地形等高線垂直相交，主干管與等高線平行。在實際施工過程中，地形一般都較為復(fù)雜，所以通常需要將兩種方法進行有效的結(jié)合，實現(xiàn)污水管網(wǎng)的綜合布置。

5.4 管材優(yōu)化選擇

對于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土管道，其因具有制造方便、可塑性強，以及能夠依據(jù)不同的抗壓要求制成相應(yīng)的鋼筋混凝土管道的優(yōu)勢，已經(jīng)得到了較為廣泛的運用，是市政道路污水管道材料的首要選擇。但近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，污水管網(wǎng)的管材有了進一步發(fā)展，HDPE作為一種內(nèi)壁平滑的新型材料，具有耐腐蝕、使用壽命長、方便搬運等優(yōu)點，能夠大大減少工程造價，并縮短工期。除此之外，玻璃纖維增強塑料夾砂管也是最近幾年來受到廣泛運用的污水管道之一，其與HDPE纏繞管的綜合比較情況如表1所示。

表1 管材選用方案綜合比較表

6 結(jié)語

總而言之，市政道路污水管道的改造是一項較為復(fù)雜、繁瑣的工作，需要依據(jù)地下管線的實際情況以及污水的具體走向來進行。同時，還要對污水管道改造設(shè)計過程中涉及的各項因素進行綜合考慮，從而選出最優(yōu)的改造設(shè)計方案，提高市政道路污水管道工程建設(shè)的經(jīng)濟性和安全性。

[1]羅武德.淺談市政道路排水管網(wǎng)工程設(shè)計[J].江蘇商報·建筑界，2013 （19）：201～202.

[2]徐瑛，蔣嵐嵐，佘步存，等.淺談軌道交通建設(shè)對市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)的影響及優(yōu)化措施[J].城市道橋與防洪，2013（06）：129～132.

[3]蔣志琳.優(yōu)化市政排水管網(wǎng)布局與設(shè)計的建議[J].中華建設(shè)，2012（09）：180～181.

TU992.05

A

1673-0038（2015）46-0191-02

2015-10-27

徐黎（1977-），男，工程師，大學(xué)?？?，主要從事城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)管理工作。