關(guān)于市政污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)的幾點(diǎn)思考

中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖南武漢 430010

摘要：城市污水管網(wǎng)承擔(dān)著收集城市污水、保護(hù)環(huán)境的職能，是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，合理的設(shè)計(jì)污水管網(wǎng)，對(duì)城市的發(fā)展和功能完善有著重要的影響作用。本文簡(jiǎn)述關(guān)于污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：市政；污水網(wǎng)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

引言

隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越引起重視，尤其是對(duì)于城市污水的處理尤為關(guān)注，而市政污水管網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)與居民生活息息相關(guān)的公用工程，同時(shí)也是城市規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分，市政污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)作為管網(wǎng)建設(shè)的前期工作顯得尤為重要。但因?yàn)槲覈?guó)市政污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)還有所不足，故而在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中還有大量需要商榷完善的要點(diǎn)難點(diǎn)，值得我們?nèi)ヌ骄糠治觥?/p>

1市政污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析

1.1污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)

（1）管徑。管徑對(duì)污水管道水力計(jì)算的約束反映在兩個(gè)方面，其一是規(guī)定了最小管徑；其二是管徑的遞增或遞減方式，由于管道規(guī)格的限制，在計(jì)算過(guò)程中，管徑的遞增或遞減是非連續(xù)均勻的。

（2）流量。市政污水網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在確定管徑時(shí)，需要注意各種管徑對(duì)應(yīng)的最小流速時(shí)所通過(guò)的流量為最小流量。當(dāng)管段設(shè)計(jì)流量小于某一管徑的最小流量時(shí)，只能選小一級(jí)的管徑。但不能小于其最小管徑。

（3）充滿度。污水管道按部分滿流計(jì)算。每種管徑都有相應(yīng)的充滿度上限值。以最大和最小充滿度為約束條件，選用設(shè)計(jì)充滿度，可以最佳的確定管徑，達(dá)到優(yōu)化目的。

（4）流速。管段的設(shè)計(jì)流速介于最小流速（0.6m/s）和最大流速（金屬管10m/s，非金屬管5m/s）之間。不同管徑的圓形鋼筋混凝土管，在相應(yīng)的最大充滿度下的最大流速是不同的。

（5）坡度。規(guī)范中規(guī)定了最小管徑的最小設(shè)計(jì)坡度。為保證管道的運(yùn)行和維護(hù)管理，也應(yīng)考慮確定各種管徑的最大設(shè)計(jì)坡度。在平坦地區(qū)污水管道的水力坡度應(yīng)用最小設(shè)計(jì)坡度約束，而地形坡度大的地區(qū)則應(yīng)用最大設(shè)計(jì)坡度約束。

（6）埋深。管道起點(diǎn)的最小埋深，根據(jù)管道通過(guò)地區(qū)的地質(zhì)條件設(shè)定；當(dāng)管道坡度小于地面坡度時(shí)，為保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，應(yīng)采用跌水連接。

（7）管段銜接方式。污水管道在檢查井處的連接方式，一般有水面平接和管頂平接兩種方式。不管哪種方式連接，均不應(yīng)出現(xiàn)下游管段上端的水面高于上游管段下端的水面、管端標(biāo)高，且應(yīng)盡量減少下游管段的埋深。

1.2優(yōu)化思想

（1）選取盡可能小的設(shè)計(jì)流速。當(dāng)水力半徑不變，管底坡度與流速的平方成正比，即減小流速能更大幅度地減小管底坡度和埋深。關(guān)于設(shè)計(jì)流速的約束條件很多，在滿足所有設(shè)計(jì)流速的約束條件的前提下，選擇一個(gè)盡可能小的設(shè)計(jì)流速是對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化選擇的重要內(nèi)容，在程序設(shè)計(jì)中很容易實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)流速過(guò)小，污水流動(dòng)緩慢，其中的懸浮物容易沉淀淤積；反之，設(shè)計(jì)流速過(guò)高，產(chǎn)生對(duì)管壁的沖刷，使得管材損壞嚴(yán)重，管道的使用壽命降低。

（2）選取盡可能大的設(shè)計(jì)充滿度。優(yōu)化選擇接近最大設(shè)計(jì)充滿度的方法，不僅可以減少管材耗量，而且還可以在一定程度上減小管底坡度和埋深。

（3）檢查井內(nèi)管段銜接時(shí)盡可能減小。污水管道的銜接。在污水管道系統(tǒng)中，為了滿足管道銜接和養(yǎng)護(hù)管理的要求，通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系：盡可能提高下游管道的高程，以減少管道的埋深，降低造價(jià)；避免在上游管段中形成回水而造成淤積。

（4）以全局優(yōu)化的思想指導(dǎo)設(shè)計(jì)的選擇。為了使整個(gè)工程系統(tǒng)為最優(yōu)這個(gè)全局利益，往往要求工程系統(tǒng)中的某些局部（或子系統(tǒng)）利益做出一定的犧牲。盡可能減小所計(jì)算管段的坡度、埋深和管徑等，這不僅能減小該管段的工程造價(jià)，而且還對(duì)減小其下游各管段的坡度和埋深也做出了貢獻(xiàn)、也是對(duì)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的全局優(yōu)化做出了貢獻(xiàn)。

2市政污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1交樁設(shè)計(jì)

交樁指的是建設(shè)單位給施工單位交代軸線控制點(diǎn)、水平控制點(diǎn)的過(guò)程。交樁設(shè)計(jì)是污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中必須重視的要點(diǎn)之一。在污水管網(wǎng)工程中，交樁設(shè)計(jì)是確保各施工點(diǎn)定位準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，也是是確定管網(wǎng)實(shí)際分布的重要環(huán)節(jié)。交樁設(shè)計(jì)需要注意標(biāo)高點(diǎn)、中心點(diǎn)與污水管網(wǎng)工程的要求高度一致，至少要對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行3次以上的勘測(cè)，這不僅僅是后期施工的精度保證，更是污水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)初期的命門所在。

2.2溝槽設(shè)計(jì)

市政污水網(wǎng)中需要重點(diǎn)注意溝槽設(shè)計(jì)。因?yàn)闇喜壑苯佑绊懙轿鬯芫W(wǎng)系統(tǒng)的水流運(yùn)輸走勢(shì)，而且也影響到整個(gè)工程投入使用后的工作效率，因此，需要做好溝槽設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，溝槽設(shè)計(jì)包括兩部分：放線設(shè)計(jì)和開(kāi)挖設(shè)計(jì)。

（1）放線設(shè)計(jì)，放線有利于確保管網(wǎng)的線路尺寸，再設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要按照建設(shè)單位提供的交樁點(diǎn)及相關(guān)的土質(zhì)資料來(lái)編制放線方案。其中尤其需要注意中心線、底寬灰線及放坡寬度三點(diǎn)。中心線是指交樁點(diǎn)設(shè)計(jì)中心線，它的偏離是嚴(yán)格有限定的；底寬灰線即為了設(shè)計(jì)不同管道型號(hào)寬度所做的設(shè)計(jì)要求，一般要求適當(dāng)放大底部寬度以防管道鋪設(shè)時(shí)溝槽寬度不足；放坡寬度不同于前兩者，其對(duì)于具體的土質(zhì)有著明確的規(guī)定，主要是為了防止溝槽塌方等事故的發(fā)生，此外放坡寬度設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足溝槽回填的需要。

（2）開(kāi)挖設(shè)計(jì)，如果開(kāi)挖設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，容易導(dǎo)致拖延工程進(jìn)度，嚴(yán)重者還會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。開(kāi)挖設(shè)計(jì)主要包括三點(diǎn)：一是土層厚度的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)土層厚度參數(shù)時(shí)要適當(dāng)放寬尺寸，最多可以保留允許200mm以防止土層的受損；二是支護(hù)體系的設(shè)計(jì)，這是保證污水管網(wǎng)抗壓抗塌的性能保障；三是槽壁形式的設(shè)計(jì)，槽壁的形式與溝槽的穩(wěn)定性息息相關(guān)，且對(duì)于管道鋪設(shè)的穩(wěn)定性有一定的影響，應(yīng)當(dāng)根據(jù)管道型號(hào)和當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)情況來(lái)設(shè)計(jì)具體形式。

2.3墊層設(shè)計(jì)

設(shè)在基層以下的結(jié)構(gòu)層也就是墊層，墊層的作用主要有排水、隔水、防凍以改善基層和土基的工作條件。現(xiàn)階段，我國(guó)市政污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中一般采用的墊層形式是砂墊層。墊層設(shè)計(jì)的時(shí)候要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：至少要使用中砂或粗砂的粒徑；為了保證墊層的厚度坡度與施工圖紙的一致，推薦在墊層設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)注先掛線后鋪砂的操作流程。

2.4管道設(shè)計(jì)

管道設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮管道的組合及材料的選擇。由于污水管網(wǎng)并不是獨(dú)立，而是城市排水管網(wǎng)的組成部分，因此，在管道設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要綜合考慮污水管網(wǎng)在整個(gè)排水系統(tǒng)中的運(yùn)輸能力。此外，選擇管網(wǎng)材料的時(shí)候還需要考慮材料的耐用性，以延長(zhǎng)管道材料的使用壽命。在設(shè)計(jì)管道的組合模式時(shí)，需要考慮城市的實(shí)際情形，例如，在人口密度大的區(qū)域則要采取復(fù)合型管道模式來(lái)保障污水的高效率運(yùn)輸。對(duì)于污水排量大的管網(wǎng)，可以采取新型管材，并擴(kuò)大管道數(shù)量以保障管道的輸水能力。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，污水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是在當(dāng)今市政工程建設(shè)的重中之重。在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要以相應(yīng)的污水處理機(jī)制為基礎(chǔ)，合理選擇新型管材，優(yōu)化開(kāi)展各項(xiàng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮市政排水管網(wǎng)的實(shí)際效用。

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