淺談老城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

嚴(yán)曉波

摘 ? ?要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，對(duì)居住環(huán)境的要求愈加重視，對(duì)建成時(shí)間較長(zhǎng)的城鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)提出了改造要求。許多老城鎮(zhèn)由于歷史原因，建設(shè)時(shí)未考慮雨污分流，污水通過(guò)排水管道直排河道，造成水體黑臭。雨、污水合流系統(tǒng)排水規(guī)劃起點(diǎn)較低，自流排入河道的排水管管徑偏小，室外自然地坪較低，再加上建設(shè)用地不斷擴(kuò)大，汛期時(shí)，如遇暴雨臺(tái)風(fēng)，高潮位時(shí)，往往有不少居住小區(qū)、城市道路等排水不暢，污水四溢，給居民的生活、出行帶來(lái)了很大的困難。老城鎮(zhèn)的街道一般較窄，部分道路無(wú)法通車，排水系統(tǒng)改造困難。

關(guān)鍵詞：給排水工程;排水系統(tǒng)改造;老城鎮(zhèn)

1 ?引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，老城鎮(zhèn)特色旅游、度假、餐飲等特色經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的開展，外來(lái)人口不斷涌入，居民污水量激增;大規(guī)模的建設(shè)導(dǎo)致大量地面硬化，地表徑流不斷增加;隨著人民物質(zhì)生活更加豐富，對(duì)生活品質(zhì)、工作環(huán)境的要求越來(lái)越高，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高，老城鎮(zhèn)原有合流管已不符合城市排水功能的需要。排水不暢、地面積水、污水冒溢的城市環(huán)境，已對(duì)附近居民的生活和企、事業(yè)單位正常辦公產(chǎn)生嚴(yán)重影響，也對(duì)老城鎮(zhèn)特色經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)不利影響。由此可見，城市排水風(fēng)險(xiǎn)和水環(huán)境保護(hù)問題已倒逼政府對(duì)排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。提高污水納管處理率，提高城市防汛排澇能力，是保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，社會(huì)有序發(fā)展的重要舉措。從城市排水規(guī)劃、設(shè)計(jì)角度出發(fā)，解決老城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)改造的技術(shù)難題，降低城市內(nèi)澇和污水污染環(huán)境的可能性，是給排水工程設(shè)計(jì)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

2 ?老城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)存在問題分析

（1）老城鎮(zhèn)排水管道建設(shè)時(shí)間早，原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，排水管道管徑偏小。排水管道大多為合流管，污水直接排入河道。部分區(qū)域沒有排水管道，通過(guò)明溝或地面排水。（2）地勢(shì)高差很大，部分區(qū)域較為低洼，暴雨時(shí)河道水位上升，雨水位差較小，排放不及時(shí)，導(dǎo)致地面積水。（3）排水管道運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)，存在管道淤堵、滲漏等情況，導(dǎo)致雨水輸送不暢，污水漏溢。（4）區(qū)域內(nèi)通道狹小，管道敷設(shè)困難。由于歷史原因，和城市小區(qū)相比，老鎮(zhèn)區(qū)的共同點(diǎn)是內(nèi)部通道狹小。且老鎮(zhèn)區(qū)存在歷史保護(hù)建筑及景觀，不宜拆遷，只能因地制宜考慮排水管道的標(biāo)高和走向。（5）周邊市政污水管網(wǎng)尚未覆蓋。

3 ?排水系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)原則

3.1 ?雨、污分流與旱季截流相結(jié)合原則

老城鎮(zhèn)往往受制于建筑密度高，道路狹窄，兩側(cè)自建房屋老舊、基礎(chǔ)很差，居民自身多為合流排水，多數(shù)地區(qū)沒有敷設(shè)2路管道的條件，僅勉強(qiáng)可以埋設(shè)一根排水管道，且埋深不宜過(guò)深，以免對(duì)道路兩側(cè)的房屋造成影響。為兼顧雨、污水排放需求，只能考慮建設(shè)合流管道，為避免污水直排河道，對(duì)合流管道應(yīng)采用旱季截污措施。對(duì)于建設(shè)條件較好的地區(qū)，應(yīng)分別建設(shè)雨、污水管網(wǎng)。

3.2 ?符合總體改造規(guī)劃

全面規(guī)劃，近、遠(yuǎn)期相結(jié)合，結(jié)合地方情況，科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。老城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的改造要分片、分系統(tǒng)實(shí)施，應(yīng)根據(jù)輕重緩急、制定分期實(shí)施的計(jì)劃。根據(jù)政府部門對(duì)老城鎮(zhèn)路網(wǎng)、河網(wǎng)改造的具體規(guī)劃，排水管網(wǎng)的改造要與道路、河道建設(shè)、改造結(jié)合設(shè)計(jì)，節(jié)約工程費(fèi)用，避免廢棄工程。同時(shí)，對(duì)排水管網(wǎng)改造建成一批、投運(yùn)一批，讓居民看到實(shí)際成效，使居民支持此類改造工程，減輕施工阻力。

3.3 ?考慮地質(zhì)條件

排水管網(wǎng)敷設(shè)在道路下，管道長(zhǎng)度增加導(dǎo)致埋深逐步加深，工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，應(yīng)針對(duì)具體地質(zhì)情況，對(duì)管道基礎(chǔ)處理進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

3.4 ?探明擬建管位處地下公用管線設(shè)施情況

老城鎮(zhèn)道路狹窄，公用管線均需在這些道路下敷設(shè)，地下空間資源較為緊張，排水管道為重力流，布置尤為困難。設(shè)計(jì)工作中可通過(guò)物探或挖樣溝的方法調(diào)查清楚設(shè)計(jì)排水管線沿途的地下設(shè)施埋設(shè)情況，使管線設(shè)計(jì)在平面和立面上更科學(xué)合理。

3.5 ?充分利用既有排水設(shè)施

原有的排水管道，經(jīng)檢查可以利用的，應(yīng)盡量利用。既有排水管道擬用作合流管或雨水管利用的，應(yīng)滿足水力計(jì)算，并對(duì)最不利點(diǎn)進(jìn)行校核。

3.6 ?采用新型管材

傳統(tǒng)的排水管道多采用混凝土管，自重大、強(qiáng)度小、韌性低、施工困難、管壁粗糙，易引起管道破裂、淤塞，輸送能力減弱。新型管材，如HDPE雙壁纏繞管或波紋管、玻璃鋼纏繞管等可以提高雨水管網(wǎng)的輸送能力，且因管材韌性好，對(duì)動(dòng)荷載的抗性更好，不易受壓變形、破裂。

3.7 ?嚴(yán)格把控管道工程施工工期

應(yīng)盡量避免雨季、汛期施工。

4 ?污水設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

污水量設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈鬯幚硐到y(tǒng)專業(yè)規(guī)劃中確定的當(dāng)?shù)赜盟~，結(jié)合對(duì)當(dāng)?shù)鼐用瘛⑼鈦?lái)人口等生活用水現(xiàn)狀調(diào)查綜合確定。計(jì)算方法按照《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五冊(cè)《城鎮(zhèn)排水》[1]中的規(guī)定來(lái)計(jì)算。污水變化系數(shù)根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道設(shè)計(jì)規(guī)程》（DG/T J08-2222-2016）[2]中的表3.1.4確定。

綜合生活用水的最高日用水量/平均日用水量取1.3，工業(yè)用水的最高日用水量/平均日用水量取1，日均旱流污水量與用水量折算比例為0.9。

5.2 ?匯水面積

匯水面積是指雨水管的服務(wù)面積。應(yīng)在調(diào)查或測(cè)量基礎(chǔ)上，結(jié)合原雨水立管、雨水口以及新設(shè)計(jì)的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)布置，綜合計(jì)算。

5.3 ?徑流系數(shù)

徑流系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面種類，根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)表3.2.2-1的徑流系數(shù)，按面積加權(quán)計(jì)算而得。

5.4 ?管徑和管道坡度的確定

考慮老城鎮(zhèn)建筑密集，為避免管道埋深過(guò)大導(dǎo)致施工困難，在滿足水力坡度計(jì)算的前提下，管道坡度通常采用《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最小坡度。管道管徑根據(jù)設(shè)計(jì)坡度計(jì)算確定。

5.5 ?管材的比選

排水系統(tǒng)中管道工程投資比重較大，國(guó)內(nèi)外很多城市已經(jīng)推薦使用新型管材替代傳統(tǒng)的混凝土管，市場(chǎng)上主要有UPVC管、HDPE管材、玻璃鋼夾砂管、玻璃鋼樹脂管以及頂管專用鋼筋砼管等。新型管材具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）管材性能可靠，有足夠的剛度和強(qiáng)度，抗沖擊能力強(qiáng)，冰點(diǎn)以下依然具有很好的沖擊性能，使用年限較長(zhǎng)，便于維修。（2）重量輕，運(yùn)輸、裝卸、敷設(shè)方便，不需大型吊、運(yùn)設(shè)備，便于運(yùn)輸和施工，以減少施工的難度，降低工程造價(jià)。（3）水力性能良好，節(jié)約能耗。（4）抗化學(xué)腐蝕，不受酸堿鹽的侵蝕，不受有機(jī)物侵蝕。（5）需快速施工時(shí)，應(yīng)有與管材相配套的預(yù)制成品井與之銜接。同時(shí)，隨著新型管材的發(fā)展，各種管材價(jià)格方面的差距在縮小。設(shè)計(jì)中應(yīng)多方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，選擇合適的管材。

6 ?排水管布置

6.1 ?排水管的平面布置

在管網(wǎng)布局時(shí)，充分考慮道路、河道、建筑物排水點(diǎn)布局特點(diǎn)，力求使管網(wǎng)全面覆蓋排水區(qū)域，盡量縮短雨水路徑長(zhǎng)度，排放速度力求最快。部分道路交叉部位考慮各方向雨水入河路徑，充分利用管道排水能力。截污井應(yīng)設(shè)置在合流管道入河處，且距污水管道距離盡量短。截污管管徑根據(jù)旱流污水量確定，截流倍數(shù)不宜過(guò)大，建議取規(guī)范下限，以免管徑增大，導(dǎo)致雨水大量進(jìn)入污水管網(wǎng)。周邊場(chǎng)地有條件的應(yīng)設(shè)置截污泵站，污水由泵站提升后輸送至污水管網(wǎng)，暴雨時(shí)泵站停泵，雨水溢流進(jìn)入河道。

6.2 ?排水管豎向高程控制

按規(guī)范規(guī)定，位于車行道下的排水管最小覆土厚度不小于0.7m。在豎向布置時(shí)應(yīng)考慮與其他公用管線、地下構(gòu)筑物在相交處相互避讓，保護(hù)其它既有管線及地下構(gòu)筑物。

7 ?截污泵站

截污泵站可以隔離合流管和污水管道，控制截污量，防止污水反灌入河。

7.1 ?截污泵站運(yùn)行方式

截污水泵的開停由泵站集水井水位和河水位聯(lián)合控制：最低溢流水位根據(jù)當(dāng)?shù)爻Ｋ淮_定，以上海市嘉定區(qū)為例，常水位為2.5m～2.8m。當(dāng)河水位超過(guò)3.0m時(shí)，水泵停止運(yùn)行，此時(shí)管道中主要為雨水，通過(guò)溢流井溢流至河道;當(dāng)河水位下降至2.8m時(shí)，截污泵站恢復(fù)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，水泵的啟停由泵站內(nèi)部水位控制，此時(shí)截污管中主要為截留污水，經(jīng)提升后納入市政污水管。截污泵站在此起到篩選雨水和污水的作用。

7.2 ?截污泵站形式

截污泵站形式應(yīng)綜合考慮截污流量、選擇的泵型、進(jìn)出水管的埋深、出水壓力與接納泵站出水的條件、施工圍護(hù)方案，以及地形、水文地質(zhì)情況等因素。如何選擇排水泵房的形式，應(yīng)根據(jù)需要，從設(shè)計(jì)、施工、管理、造價(jià)各方面綜合分析，通過(guò)方案比選后決定。通常，老城鎮(zhèn)建筑較為低矮，人口密度相對(duì)城市小區(qū)為少，污水量也較少，截污泵站規(guī)模無(wú)需設(shè)置過(guò)大?？紤]施工速度快、圍護(hù)難度低、運(yùn)輸便捷等，一般采用一體化污水泵站。老城鎮(zhèn)常位于城鄉(xiāng)結(jié)合部，人員復(fù)雜，污水中垃圾較多，為減少清撈頻率，一體化泵站前可另設(shè)置格柵井。

8 ?結(jié)論

（1）老城鎮(zhèn)排水管道的改造，可以解決大部分污水出路問題，并且有助于雨水管網(wǎng)的完善，短期效果較為明顯。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，仍然有少量污水不可避免地進(jìn)入河道。合流管道與旱季截污方式是基于老城鎮(zhèn)建設(shè)條件較差的情況下的相對(duì)合理的選擇。

（2）晴天時(shí)，合流管道輸送污水，下雨時(shí)主要輸送雨水，管道內(nèi)部沉積的污泥、垃圾等會(huì)被雨水沖入河道，造成的污染遠(yuǎn)比雨水夾雜的少量污水更嚴(yán)重。從而，對(duì)于管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)管理要求比分流系統(tǒng)更高，特別在雨季前，應(yīng)對(duì)管網(wǎng)內(nèi)部沖洗、清理。

（3）當(dāng)市政污水管網(wǎng)高水位運(yùn)行又沒有條件設(shè)置截污泵站時(shí)，截污管道應(yīng)設(shè)置止回裝置，以免污水反灌入河。

參考文獻(xiàn)：

[1] 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)：第五冊(cè).城鎮(zhèn)排水[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017年5月第三版： P 4～5.

[2] 上海市排水管理處、上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，城鎮(zhèn)排水管道設(shè)計(jì)規(guī)程[S].同濟(jì)大學(xué)出版社，2017年3月第1版：P5～9

[3] 上海市建設(shè)和交通委員會(huì)，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2016年11月第4版：P21 P 25