城市市政排水管道设计理念与分析

【关键词】市政工程；排水管道；设计分析 

　　0.前言 

　　伴随着城市的发展、经济生产的调整、旧城区的改扩建以及城市新开发区的建立等，城市排水管道系统才慢慢形成和得到发展。由于我国还是发展中国家，导致城市基础建设比较落后，排水系统和城市污水粪便处理就更为落后。例如：污水直接排进河道造成污染；排水体制不确定使雨水和污水混流；排水管网建设与污水处理厂建设不配套导致再次污染的现象等。因此要求每一个市政工作者从制定政策、规划设计、实施管理方面的考虑来综合解决城市排水的问题。 

　　1.排水管道的设计规划 

　　排水管网的设计要具有前瞻性。城市排水管道的使用年限比较长，一般能达到四五十年，因此在城市排水管道的规划设计要长于城市的总体规划年限，排水量的规划也要有前瞻性。 

　　道路位置地形一般是规划在单坡、顺山沟、横山脊等，随着自然坡度的变化，周围地势与重现期选定有关，而不是以道路等级确定。根据地段的排水方向和出路，地形的现状结合市政给排水设计规范、消防规范、给水排水手册来布置管道，确定管径，选择正确的排水管材，结合地理、气候等情况，可在新城区和条件允许的旧城区使用分流制。为了保证排水的顺畅排除，在满足环境保护的情况下，应根据当地城市建设和地形条件下使用分流制管渠系统。 

　　2.排水设计参数的确定 

　　城市排水工程规划设计的期限要和城市总体规划期限保持一致，排水工程设计年限为20a。住房建设在城市化的大规模建设中占有很大的比例，用水量也在增加。所以在排水设计时城市排水量要考虑到城市的发展水平。 

　　2.1雨水量设计 

　　雨水管渠设计流量公式： 

　　Q=ΨqF 

　　式中：Q——雨水设计流量L/s； 

　　Ψ——径流系数； 

　　q——暴雨强度L/（s·hm2）； 

　　F——汇水面积hm2。 

　　污水量设计 

　　Q=Q1+Q2+Q3 

　　式中：Q1——居住区生活污水设计流量（L/s）； 

　　Q2——工业企业内生活污水量、淋浴污水量（L/s）； 

　　Q3——工业企业的工业废水量（L/s）。 

　　按下式计算： 

　　Q1=n×N×Kz/（24×3600） 

　　式中：n——污水定额（L/（人×d））； 

　　N——设计人口数； 

　　Kz——生活污水量总变化系数。 

　　2.2管径、坡度 

　　城市道路设计中，道路横坡一般为1.5%左右；纵坡的变化幅度较大，有时小于0.3%，有时为了利用地形，减小工程土石方开挖量，在设计中应增大纵坡。地质复杂的地区设计时根据汇水面积内的雨、污水水量及道路的坡度确定雨、污水管道的管径、排水坡度。遇到道路坡度变陡处，管道坡度相应变大，再根据水量确定是否增大管径；遇到道路坡度变缓或倒坡处，则根据水量放大管径、减小坡度，以免埋深过大。设计采取跌水井进行消能及管道坡度的调整。合理利用冲沟，减少雨水管道的敷设长度；结合规范及当地养护部门的要求，城市道路的污水管道最小管径为400mm，一般城市道路的污水管道管径多为500～700mm；雨水管道上游管径不小于500mm。 

　　2.3环刚度选择 

　　环刚度是埋地排水管抗外压负载能力的综合参数，为保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作，环刚度的选择是设计中的关键之一。环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤（回填材料）的情况。根据世界各国的经验，塑料埋地排水管在外压负载下是否能够安全使用的因素中，铺设情况是最主要的。 

　　结合以往施工及设计经验，建议在设计塑料埋地排水管时尽量选择较高的环刚度。直径在500mm以下塑料埋地排水管：一般要选择环刚度8kN/m2的，只有在地质条件好又没有运输车辆负载的采用环刚度4kN/m2的；直径在500～1200mm的塑料埋地排水管：尽量选择环刚度8kN/m2的，如果选择环刚度8kN/m2以下的要经过结构设计计算并严格控制铺设施工的质量。施工必须确保回填质量，回填土密实应符合下列规定：主管区的回填土密实度不应小于95%；管道宽度以外次管区的回填土密实不应小于90%。 

　　3.排水管道的设计布局 

　　排水管道在设计布局时要根据地形趋势顺坡排水，管径大小与规划相吻合；管网密度合适，排水路线最短，以求经济合理；污、雨水排放尽可能分散，避免集中；污水截流干管尽可能布置在河岸及水体附近。 

　　排水出口的要结合地形情况分散或者集中布置，如果排水出口的地区构造简单或者距离河流、污水处理厂等较近时就可以分散布置，相反如果排水出口距离河流、污水处理厂较远或者需要排到较远处时，这样要是分散布置的话管道建设的成本就会增加，因此可以考虑集中布置。 

　　在排水线路的设计过程中，首先要符合排水规划的统筹安排，因为通常在市政道路的下方有给排水、燃气、通信、电力等管线，并且相关规范也规定各种管线的布置都应保持一定的距离，因此设计排水管线就要在原有管线的基础上保持距离，并留有一定的空间供其他管线使用，并且要处理好排水管之间的问题，如雨水检查井与污水管道冲突的现象。在行车道下方的排水管线也要注意布置在中间位置，即车轮子之间的位置，这样可以避免排水井盖和管线受到车轮的长期碾压发生变形沉降。在于已经建成的管线衔接的时候，也要把这些现有的排水管线摸查清楚，分清污水管道、雨水管道及合流管道，以免设计时发生错乱。 

　　排水管线的高程和控制点的设置要综合多方面考虑，排水管道的主要功能就是要能将管道沿线的雨水污水等顺利收集并排到指定位置，因此排水管道起点要保证区域内的绝大部分用户的排水需求，排水管道出口要有足够的埋深，但是随着埋深的增大，会导致开挖深度增加、施工难度增大、工程造价攀升，对此在确定控制点标高的过程中，应避免因极少数控制点而增加整个管道系统的埋深，针对个别控制点应特殊处理，如起点本身是低洼地带、有排水要求的地下室等，可设置局部泵进行提升；如新规划的用地可以先提升地面的高程；如排水流量小的区域也可以通过增加管径来降低埋深。 

　　4.结束语 

　　市政给排水管道工程设计需要实践经验和能动性相结合。要想做到排水工程的质量优良、经济合理和施工方便，就要在满足规范要求的情况下，注意设计环节，在实践中要点根据情况调查市场与经济技术比较，结合城市的发展和人们的需求因地制宜，做出更有针对性的设计。 [科] 

　　【参考文献】 

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　　[2]孙艺.新型城市道路排水系统设计研究[J].才智，2008，08. 

　　[3]蒋偲.市政排水管道设计及需注意问题[J].建材与装饰，2008，05. 

　　[4]刘怀胜，马娜，李霞.丘陵地区市政排水管道的设计理念与工程实践[J].给水排水，2009，05. 

　　[5]韦从胜，蒋全华.市政给排水管道设计[J].技术与市场，2011，07.