淺析山地建筑小區室外給排水設計

摘 要：隨著城市用地的飽和及城市環境質量的下降，大中小城市在城市化過程中出現郊區化的現象；山地郊區房地產開發成為房地產領域的熱點。本文將主要論述山地建筑室外給排水管道系統的特點，并提出在設計過程中應注意的問題及相應的解決方案。

關鍵字：山地建筑小區，室外，給排水設計

前言：由于郊區山地發展較城市落后，山地小區的市政配套設施及配套管網的不到位是在山地小區室外給排水設計面臨的首要問題。第二，山地地形起伏多變，道路縱向坡度大，應合理確定排水方向及布置原則，并結合山地地區的地形及地質情況，充分利用原有地形及道路坡度的優勢，注意地塊規劃標高與道路設計標高的銜接。第三，地質復雜，特別是在土地平場整治工程中大量的進行“大挖大填”，對給排水管道敷設時的縱向穩定相當不利，易發生不均勻沉降。

1、山地建筑室外給水系統設計

室外給水管道系統的設計必須結合市政總體規劃及山地建筑的詳細規劃綜合考慮。山地小區經常會碰到周邊并無市政配套的給水管網或市政給水壓力不能滿足建筑用水需求的情況。此時應設計和建設自備水源或二次供水設施。滿足地塊生活用水和消防用水的需求。二次供水設施可采用由變頻恒壓供水設備供水，并配置氣壓罐。平時水泵選擇在高效區運行，小流量時或夜間零流量時水泵可停止運轉，由氣壓罐供水。當小區附近有市政給水管網時，應根據自來水廠或水務集團提供的資料，明確市政管網所能提供的最大壓力及流量。合理對建筑小區用水進行分區。對于大型山地居住小區建筑，地形復雜且建筑物定性多，設計時應充分利用小區的地勢及建筑物布置；充分利用地勢合理選擇加壓泵站的位置，適當將壓力相近的供水系統合用，達到優化管道系統，減少造價的效果。

2 山地建筑室外排水系統設計

同平原地區設計相同，室外排水系統的設計的首要因素是確定大市政管網的條件；確定市政雨、污水管網能給小區地塊提供的排放口或檢查井的數量和所能接入的每個管徑及標高。再結合小區內建筑的布局與地下室范圍等實際情況對雨、污水排放方案進行規劃。確保小區雨、污水管網與市政雨、污水管網的對接。周邊若無市政排水管網配套時，須根據水質條件確定合理經濟的污水處理技術，設置污水處理站；雨水可結合地形排放至低洼處或設置雨水回收系統補充小區內景觀用水。

此外地下室范圍是室外排水系統設計的重要因素。應結合市政給排水管網預留的排放口，要求單體出戶管應盡可能布置在沒有地下室的一側，而在地下室范圍內，一般會在地下室頂板上設置管道夾層來滿足地排水管道敷設的需求。

3 山地建筑室外給排水管道設計

（1）管材及管道敷設方式

室外給水管道常用管材有承插式給水鑄鐵管、球墨鑄鐵管、焊接鋼管、鍍鋅鋼管、預應力（自應力）鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、塑料管、復合管等。

室外重力流排水管一般很少采用金屬管，只有當排水管需要承受較高壓力或對滲漏要求嚴格的地方（污水泵站的進水管和出水管）才采用金屬管材，常用的有混凝土及鋼筋混凝土管，雙壁波紋管，HDPE高密度纏繞管。

敷設埋地敷設是城市排水管道最普遍的敷設方式。不同的管材和地基條件，埋地敷設過程中要求也有差異。而山地城市沿管線縱向沿原始地面線標高變化極大，應因地制宜的選擇合理的管道敷設方式，選擇先進、合理的施工技術，減少施工難度，降低造價。如可采用繞山布置，避免設置污水提升泵站；有利于日后污水系統的維護和管理。又比如低洼地帶會采用架空方式敷設。根據管體承受荷載的情況，架空可以采用直接架空和橋式架空兩種方式。直接架空是利用管道自身的強度和剛度，將管道作為結構體，用柱、墩等做支撐。因此對管道自身的強度及剛度（ 環剛度和縱向剛度） 要求都較高，因此管道本身造價較高。該方式一般適于鋼管、鑄 鐵管及鋼筋混凝土等剛性管材。橋式架空敷設是將管道成品置于橋架之上，橋架可采用 鋼結構、鋼筋混凝土等結構形式。這種形式較適合采用新型的復合管材，如HDPE雙壁波紋管、玻璃鋼夾砂管。由于管道質量輕、斷面小，與直接架空方式，降低了結構荷載，節省了工程投資，并具有更大的跨度。但是橋式架空敷設時常遇到管道固定，防老化處理和檢查處理等難題。

在山地地區還須特別注填方和挖方交界處的檢查井的設置，若在挖方和填方交界處不設檢查井，則檢查井經長期使用后，填方段造成大幅度沉降，而挖方段卻幾乎沒有沉降，就造成排水管道很容易由于不均勻沉降地勢高低相差較大造成管路的拉裂，就會造成水管道漏水。

（2）排水管道坡度選擇與流速復核

由曼寧公式可知，在重力流排水管道系統的運行工況中管徑、坡度、流速是三個相互制約的參數。在小區室外場地平緩的情況下，且受市政接口標高的限制，一般小區排水管道敷設時縱坡較小，管內流速較低，易引起管內懸浮物沉降并造成管道堵塞；因此，一般以最小設計流速作為控制參數。而在山地城市，最大設計流速是控制參數，它直接影響管道斷面大小和消能措施的設置，由于道路縱坡很大，可充分利用大縱坡帶來的坡降進行重力流排水，所以排水管道的敷設坡度一般盡量接近道路坡度。

但如果參照道路坡度確定的管道坡度偏大，以至流速遠超過最大設計流速。此時應適當調小坡度，或采取跌水消能措施，這樣既可以達到消能效果，同時也可以利用跌水減小地形落差的影響。

（3）消能穩流措施

山地地形的主要特點是落差大、 跌落縱向距離短，甚至會遇到駁坎等豎直跌落（ 標高突變）的情況，為了避免下游管道被過度沖刷，更好的銜接上下游管道及水流狀況，一般會采取一些消能穩流的措施來處理落差。

跌水井是排水系統中最常用的落差構筑物。一般跌水井分為豎管式、豎槽式、階梯式三種類型。其中豎管式跌水井適用于跌落管徑小于等于200mm、落差為小于6m的污水管；豎槽式跌水井適用于跌落管徑小于600mm、跌差小于4m的雨 、 污水管；階梯式跌水井則適于跌落管徑小于1500mm，跌差小于2m的雨水管。

結語：室外給排水系統直接關系到小區生活的日常運行。而山地建筑小區室外給排水設計更是具有特色又是難點。尤其是山地建筑重力流排水管道應適應復雜的地形及地質條件；做到水流銜接流暢，管道連接順暢，設計流態清晰流暢。設計人員必須本著安全、技術、實用、美觀、經濟等原則，不斷優化設計方案，切實滿足不斷發展的建筑新要求和居民不斷提高的生活質量要求。

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第一作者：李偉 28歲 男，溫州市建筑設計研究院 助理工程師。

第二作者：李冬 29歲 男，山西宇眾工程設計有限公司 助理工程師。