城市市政排水工程規劃設計的研究

【摘要】城市排水對促進城市規劃建設、加強城市污水處理、保障環境質量等有著重要的現實意義與指導價值。文章中，結合自身多年來的從業經驗與施工技術對市政排水管道施工存在的質量通病、誤區等相關問題進行了分析，并提出了先關參考性建議。以市政排水規劃的要求及工程設計為例，對市政排水規劃設計存在的問題進行探析，并有針對性地提出幾點建議。

【關鍵詞】排水規劃；城市規劃；工程設計

1排水系統對城市道路的重要性

城市道路排水是城市道路設計的一個重要組成部分，高效的城市道路排水系統對于保證車輛的安全行使和交通通暢意義重大。城市道路排水系統一般由雨水井、沉泥井、過待排水管、排水檢查井和地下排水主干線組成。雨水井、沉泥井、過街排水管部分多數由道路主體施工單位完成，而排水檢查井和地下排水主干線部分工程量較大，多由排水公司施工。排水系統是一個整體的系統，無論誰施工，都必須保證各個井和管之間的無縫對接，保證水流順利被排除。排水系統對城市道路有著非常重要的意義：（一）大面積的降水會直接對地面道路產生影響，如直接沖毀路肩邊坡和路基；進入結構層內的水分可浸濕無機結合料處治的粒料層，使基層強度下降，瀝青面層出現剝落和松散；滲入路基內部的水會使土基濕軟從而引起路基凍脹、翻漿或邊坡塌方、泥石流；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫中滲入的水分聚集在路面結構中，在重載的反復作用下，產動水壓力，導致接縫附近的細顆粒集料軟化，形成唧泥，產生錯臺、斷裂等病害。（二）含水層的潛水，距地面較近，在重力作用會形成水分集中，造成路基局部損壞，影響路基的整體強度和水溫穩定性，重者會引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍，甚至整個路基沿傾斜基底滑動，水還可能造成摻有膨脹土的路基工程毀滅性的破壞。（三）如果水長時間作用于道路，會降低路面材料的強度，形成各種各樣影響交通的病害，如果水流進入封閉性不好的道路內部形成松軟土層，容易造成路沉陷；遇到易發洪水季節甚至會沖毀路基及周邊的附屬工程構造物。因此，排水系統的設計，施工和養護一直是城市道路基礎設施的重要組成部分，而且是最基礎的部分。

二、市政排水規劃存在常見問題

2.1 市政排水工程規劃與城市用地豎向規劃、防洪規劃不相協調

2.1.1 城市用地豎向規劃，高程無法保證，排水工程設計不符合防洪要求按規劃新區的雨水規劃，在規劃區內沒有設置雨水排撈泵站，所有道路或小區排水均按重力流的方式排放。采用重力流直接向河流排放的雨水管，只有其設計雨水管內底高程高于內江的某一潮位高程時，才能保證暴雨期且內江漲潮至此潮位高程時的排水暢通。按防洪規劃，排水工程設計應確保在內江50年一遇的實測潮高3.9m時的排水安全。

某工程設計雨水按就近排放的原則，工程設計范圍的雨水管分3段（相應分3個雨水排出口），各段的管道長度分別為480m、340m、980m。3個設計管段的最不利點雨水口的地面標高分別為4.05m、4.07rn、4.05m，由于與內江潮位相比道路設計路面高程相對較低，使各設計管段的最不利點雨水口的地面標高與50年一遇的實測潮高3.9m的高差（壓力差）約為0.15m，與多年平均高潮位3.55m的高差（壓力差）約為0.5m，如果要保證最不利點在50年一遇的實測潮高或多年平均高潮位設計暴雨重現期為2年的情況下排水暢通不造成積水，設計雨水管無論采用壓力流或重力流設計均不可能達到要求。

可見，由于規劃區用地豎向規劃的地面高程太低，導致了排水丁程設計無法滿足防洪規劃要求，而防洪規劃中也沒有提出對排水工程設計可降低防洪標準的要求。

2.1.2城市用地豎向規劃存在問題的原因分析

城市用地與道路，交通，地面排水，防洪以及項目建設的近期和遠期的結合。局部與整體的協調等矛盾，只有通過用地合理的豎向規劃來解決。在規劃新區內類似本工程的排水狀況尚存在，我們認為其原因是，在規劃新區的規劃過程中，沒有做好排水工程規劃與城市用地豎向規劃。防洪規劃的協調，或者是僅考慮提高用地高程會增加土方工程的造價，而沒有考慮所在地區的重要性及排水不暢的后果，因為該市雨量充沛，降雨集中，多臺風，臺風帶來的暴雨強度大，對雨水排放不利。此外，應對土方工程與排水工程的投資進行比較。

2.1.3采用重力流和短管壓力流兩種方式進行排水工程設計

對城市用地豎向規劃高程太低的存在問題，在設計評審中有關規劃部門答復不預調整，為了使排水工程設計在受條件限制的情況下盡可能合理，結合本工程特點，我們雨水設計中對各管段的水力計算處理為：管段起點至最不利點按重力流設計，最不利點至出水口在設定相對合理的安全潮位下按短管壓力流設計。安全潮位是指當內江潮位不高于此高程時，設計雨水管段能在滿流的情況下以壓力流的形式排水，并可保證排水暢通。計算結果：

第1段管道總長L為480m，最不利段管道L為120m，安全潮位3.05m。

第2段管道總長L為340m2.65m。

第3段管道總長L為980m2.65m。

最不利段管道L為260m，安全潮位最不利段管道L為640m，安全潮位這樣的處理方式雖然達不到規劃新區50年一遇防洪標準的要求，但與每一設計管段全部按重力流排放形式設計的雨水管相比，安全性得到了提高，當然在同樣的設計坡度下，由于加大了管徑，也就增加了工程造價（本排水工程造價增加了13%）。當出內江潮位高于設定的安全潮位同時下暴雨（暴雨重現期為2年）時，最不利附近區域會出現排水不暢的情況，要解決這一問題，應在規劃新區內適宜的位置設置排澇雨水泵站。

2.2 污水管網規劃中豎向高程和污水提升泵的設置站缺乏合理性，系統性的論證

工程實例：某市新開發城北區，規劃面積約13km2，規劃污水排放量44300m3%/d，在規劃區內污水主干管末端設置了一座規模40000m3%/d的污水提升泵站，即規劃區內的大部分污水需經泵站提升后才能排至污水處理廠。

2.2.1污水管埋深不合理存在的問題

按原污水提升泵站設置的位置進行本工程設計污水管道埋深llm—15m，的長度約為路線長的50%，且排水坡度與道路坡度相反，出現了如下不利于工程建設的問題：

（1）按國家鋼筋硅管的使用標準，一般Ⅱ級管可達到最大覆土為9m，塑料排水管超過8m覆土后也不能選用，因此，需采用暗渠形式排水，與采用管道相比，由于埋深太大，暗渠施工周期長，增加了施工的不安全因素

（2）工程造價較高：根據某工程的地質報告，此路段上除局部為d約lm的殘積土外，從高程l00m—130m的范圍均為灰巖，管渠埋深太大，造開挖回填土石方量大。

（3）泵站原選址位置現狀地面標高129m—132.5m則泵站的進水池開挖d為17m—20m，泵站的建設投資相對較高。

結語； 排水系統的質量好壞，直接影響市政道路的質量。在城市道路排水施工中，必須將其作為一次性的工程來實施。因為地下工程的改造會耗費更多的成本，更關鍵的是它會給人們生活帶來更多的不利。提高排水管道的施工質量，應從管道質地，施工工藝，管道接口等多個環節入手，保證城市排水系統長時間正常高效的運轉。

參考文獻：

[1]彭丞.城市排水系統規劃設計[J].交通科技與經濟.2011，（02）

[2]溫金祥《論述市政排水管道工程施工質量通病的防治》[J].廣東科技.2006（3）.