市政給排水管道設(shè)計及常見問題

顧秉謙

（廣東省建筑設(shè)計研究院 廣東廣州 510010）

1 前言

隨著城市化的進一步發(fā)展，不斷增加的城市人口規(guī)模及不斷擴張的城市建設(shè)規(guī)模，給城市居民用水供應(yīng)及城市污水處理能力帶來了很大的挑戰(zhàn)，合理的給排水管道設(shè)計成為一項重要的市政工作，且難度及復(fù)雜度也在不斷加大。因此，在城市給排水管道的設(shè)計階段，需要綜合考慮城市發(fā)展與現(xiàn)實情況，并進行合理的規(guī)劃與設(shè)計。這對于提升城市給排水能力、保障城市建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展有著重要作用。

2 市政給排水管道布置設(shè)計

2.1 市政給水管道布置設(shè)計

市政給水管道主要指供應(yīng)城市居民日常用水的城市供水系統(tǒng)，包括輸水管道和配水管道[1]。在做市政給排水管道布置設(shè)計時，需要結(jié)合城市總體規(guī)劃、城市發(fā)展規(guī)劃，分析現(xiàn)有管網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問題，充分明確市政給水管道布置設(shè)計的要求，綜合考慮城市人口分布、水工環(huán)境、氣象資料等，并結(jié)合現(xiàn)有的給水設(shè)施，減少施工對城市環(huán)境及城市交通的不良影響。

（1）配水管道設(shè)計

配水管道指連接用戶與水廠，給用戶供水的管道。水源地的水經(jīng)水廠消毒處理后通過配水管道輸送給用戶，因此配水管道的設(shè)計需要根據(jù)實際情況選擇不同直徑的管道[2]。配水管道的干管需要保證較大的供水量，直徑往往在2000mm左右，入戶管道可根據(jù)實際情況選擇直徑較小的管道。配水管道的設(shè)計需要保障將水送入到每一家用戶，在設(shè)計時需要考慮到路面、人口情況、小區(qū)分布、消防用水等情況，同時還要保障安全性和可靠性[3]。

（2）輸水管道設(shè)計

輸水管道負責(zé)將水從水源地運送到城市中，通常是作為水廠到水源的管道。在設(shè)計輸水管道時，需要注意的是由于該種管道需要保障大量的水源可持續(xù)性供給，因此體積一般都比較大，質(zhì)量要求較高。輸水管道在設(shè)計時往往不直接與用戶管道連接[4]（大水戶可根據(jù)實際情況特殊考慮[5]）。

輸水管及配水管的設(shè)計需要以規(guī)劃批準(zhǔn)的城市給水管網(wǎng)平差設(shè)計圖為基礎(chǔ)，結(jié)合城市給排水管道總體布設(shè)平面示意圖，將現(xiàn)有管網(wǎng)與擬設(shè)計管網(wǎng)充分協(xié)調(diào)，考慮各期工程對整個城市水系統(tǒng)的影響，保障各分部分項工程的水量和水壓，根據(jù)管網(wǎng)平差圖設(shè)計不同階段的需求對應(yīng)敷設(shè)給水管道。另外在設(shè)計管道時，應(yīng)當(dāng)確保其他區(qū)域的給水管網(wǎng)不受影響，同時需要考慮在供水管線發(fā)生不可預(yù)計的事故時，有相應(yīng)的措施將影響的規(guī)模減小到最小，避免事故對城市居民的生產(chǎn)生活帶來過多的不良影響[6]。進行給水管道設(shè)計時，在保證供水質(zhì)量的同時應(yīng)以設(shè)計距離最短為原則，參考城市發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)實際需求分別布設(shè)環(huán)狀管網(wǎng)及枝狀管網(wǎng)，科學(xué)控制管道長度，以滿足不同情況，降低作業(yè)成本，促進資源節(jié)約利用。

2.2 排水管道布置設(shè)計

市政排水系統(tǒng)主要是指用來收集城市中的生活污水、工業(yè)廢水、雨水等的排水管道與污水處理廠所組成的工程設(shè)施系統(tǒng)。主要包括兩個方面：①污水處理；②雨水處理。兩者的處理方式有所區(qū)別，因此在管道布置設(shè)計時需要采取不同的處理方法。

（1）污水管道布置設(shè)計

城市污水包括生活污水、工業(yè)廢水等，這些污水需要經(jīng)過處理達標(biāo)之后才能進行排放，以減少對對生態(tài)系統(tǒng)的破壞及環(huán)境的污染。因此，在市政排水系統(tǒng)中，越來越多的采取雨污分流的方式。污水排水管道要根據(jù)城市中現(xiàn)有污水處理廠和污水泵站的位置進行布置，盡可能將地區(qū)內(nèi)的污水集中在一起[7]，結(jié)合城市規(guī)劃，遠離河道、城市綠化區(qū)、生態(tài)保護區(qū)，根據(jù)城市地形、道路方向等對污水管道進行合理布設(shè)。

（2）雨水管道布置設(shè)計

城市雨水不能及時排出，會導(dǎo)致城市內(nèi)澇等一系列問題，引起居民生產(chǎn)生活的不便及其他次生災(zāi)害。相較于污水管道，雨水管道的布置設(shè)計可以忽略雨水的污染問題，將管道匯集的雨水就近排至附近河道。為應(yīng)對短期、強降雨天氣的排水工作，需要提高雨水排放的速度，對匯水面積進行合理劃分，增加雨水排放口，不僅能夠加快雨水的排放的速度，還能夠有效避免管道埋深過深，減輕施工壓力，進而提高工程的整體效益[8]。

市政污水管道布置設(shè)計需要綜合考量多重因素，比如歷史氣象因素、地形、道路高度等，盡量利用天然地形坡度使污水順坡自流，避免逆坡現(xiàn)象的發(fā)生，同時在管道設(shè)計時標(biāo)高上要保留一定的空間，方便后期管網(wǎng)的接入。在保障設(shè)計質(zhì)量及設(shè)計深度，同時滿足施工要求的前提下，減少管道的埋深，縮短管線長度。在坡度較大的區(qū)域，根據(jù)河道的走向，盡量采用平行式管網(wǎng)設(shè)計，通過地形優(yōu)勢，利用污水和雨水等自身的重力進行排水。對于雨水較多，排水需求較大的城市，可采用正交式干線管網(wǎng)布置，由于正交式設(shè)計可以使千管垂直于水體之中以便雨水大量、快速排出，增強管線的排水能力，大幅度縮短管線布置長度。

3 市政給排水設(shè)計存在常見問題

市政給排水工作是一項復(fù)雜度很高的工作，在我國當(dāng)前的市政給排水設(shè)計中存在著很多影響設(shè)計質(zhì)量的問題，其中較為明顯的問題有以下幾點：

3.1 給排水量測算不合理，設(shè)計無法滿足實際需求

在開展市政給排水管網(wǎng)設(shè)計工作時，水量的測算是管網(wǎng)設(shè)計不可缺少的前提。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、降雨情況、原有給排水設(shè)施等因素進行水量測算。以排水管道設(shè)計為例，目前許多城市無法應(yīng)對持續(xù)強降水情況，路面的水無法滲漏到地下，進而影響城市及交通等生產(chǎn)生活活動。這些問題是由于下水道的設(shè)計與實際排水需求的偏差導(dǎo)致的，由于排水量測算的偏差，導(dǎo)致雨水排水量較小，城市無法應(yīng)對降雨量較大的天氣，引起城市內(nèi)澇等情況。

3.2 排水管道設(shè)計不合理，排放效果有待加強

就目前實際情況來看，很多城市，尤其是欠發(fā)達城市依然使用傳統(tǒng)的方式進行污水排放。主要有：①無法完全做到雨污分流，增加了排水系統(tǒng)的壓力及污水處理的成本。②污水管道設(shè)計不合理，在目前的合流管網(wǎng)設(shè)計中，由于合流管的不合理設(shè)計，導(dǎo)致污水管道埋深較深的問題，進而導(dǎo)致污水管網(wǎng)高程設(shè)計的不合理。排水管埋深不足是我國現(xiàn)階段城市市政排水系統(tǒng)存在的主要問題之一。而排水管埋深度不足，也會造成排水管破裂等問題，進而影響城市環(huán)境，造成二次污染。

3.3 給排水管道布置獨立，與其他城市功能的協(xié)調(diào)性差

城市的給排水系統(tǒng)不是獨立存在的，需要與防洪抗?jié)彻こ獭⒌缆饭こ痰绕渌某鞘性O(shè)施進行配合，比如，城市排污管道的高度要高于于澇害發(fā)生時的最高水位，才能做到城市發(fā)生澇災(zāi)時排水系統(tǒng)不受影響。但是就我國目前的市政給排水設(shè)計現(xiàn)狀來看，或多或少的會受到一些外界因素的影響，出現(xiàn)一些不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致排水設(shè)計仍然存在諸多問題，無法真正滿足生產(chǎn)生活的需求，甚至?xí)o人們的生產(chǎn)和生活造成諸多不便，同時也影響了城市其他功能的有效實施[9～10]。

4 解決城市給排水問題的建議

4.1 做好給排水量分析與預(yù)測

給排水量的測算是市政給排水設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做好給排水量測算可以提高市政給排水設(shè)計的準(zhǔn)確性，保障城市生產(chǎn)生活的正常運作。在進行水量分析時，需要根據(jù)城市常住人口數(shù)量估測居民用水定額、根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展速度、人口增長情況等因素對水量進行合理的預(yù)測。

4.2 合理設(shè)計污水排放管道

設(shè)計人員在進行污水管道設(shè)計時，除了要關(guān)注管道結(jié)構(gòu)之外還應(yīng)該注意管道的位置。這要求設(shè)計人員對區(qū)域范圍內(nèi)土地利用情況、地勢、地質(zhì)等情況進行全面充分的了解，以便設(shè)計出最佳的污水管道排放位置。同時還要考慮到污水管道的材質(zhì)是否具有防腐蝕性，是否能滿足污水排放的要求，以保證污水排放的效果。通過設(shè)計合理的污水排放管道，能有效提高城市污水排放效率，從而提高市政給排水系統(tǒng)的整體運作效率。

4.3 提高給排水管道布置設(shè)計的協(xié)調(diào)性、適應(yīng)性

市政給排水系統(tǒng)需要跟城市建設(shè)相互協(xié)調(diào)，方能保證給排水系統(tǒng)在運作過程中與城市的其他活動不會相互影響。設(shè)計人員在進行市政給排水管道布置設(shè)計時，要統(tǒng)籌考慮城市規(guī)劃、現(xiàn)有城市工程、并結(jié)合城市特點因地制宜的設(shè)計出適應(yīng)城市發(fā)展的給排水系統(tǒng)。比如在干旱地區(qū)做好節(jié)水工作，在沿海地區(qū)加強與防洪防澇工程的協(xié)調(diào)性，提高給排水系統(tǒng)工作效率的同時，促進城市的正常運作與可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

市政給排水布置設(shè)計工作是一項復(fù)雜的高難度工作，在城市的發(fā)展建設(shè)中扮演者十分重要的角色。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、人口的不斷增長，城市快速發(fā)展背景下的給排水設(shè)計工作面臨重重挑戰(zhàn)。要保證給排水系統(tǒng)的運作效率，需要設(shè)計人員在設(shè)計時進行充分的前期準(zhǔn)備、并將長期規(guī)劃思想貫穿到設(shè)計工作的各個環(huán)節(jié)，在充分科學(xué)依據(jù)的基礎(chǔ)之上，進行詳實的實地調(diào)研，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性、合理性，保證市政給排水系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，促進城市給排水工作的可持續(xù)發(fā)展。