淺談市政道路污水管網的優化改造設計

徐黎

（重慶市開縣鎮安鎮鎮村建設管理所 重慶開縣 405400）

淺談市政道路污水管網的優化改造設計

徐黎

（重慶市開縣鎮安鎮鎮村建設管理所 重慶開縣 405400）

近年來，舊路改造項目受到了政府的廣泛關注與重視，在此情況下，各地區紛紛加大了對市政道路的改造力度，并積極推進了地下管網的優化改造建設，從而全面促進城市與社會的快速發展。市政道路污水管網作為人們生產生活污水的主要排放渠道，必須重視起優化改造設計，不然則會帶來嚴重的后果。因此，本文對市政污水管網的現狀與其重要性進行了一定的分析，并在此基礎上，詳細論述了污水管網優化改造設計的內容及注意事項，以供參考。

市政道路；污水管網；優化；改造設計

1 引言

市政道路污水管網是城市中的重要基礎設施，是解決人們日常生產生活污水的主要途徑。近年來，隨著城市化進程的不斷加快，傳統的市政道路污水管網已經無法滿足實際需求，必須對其進行改造。在實際的污水管網改造中，往往會涉及多方面的因素，需做好相應的設計優化。

2 市政污水管網現狀概述

①大部分的市政道路路段都未埋設污水管道。②因存在歷史以及道路規劃調整方面的原因，部分市政道路路段埋設的污水管道普遍存在上下游污水無法銜接的現象。③將已埋設好的污水管道臨時接入雨水井，這樣一來，由于污水管道埋深較深，污水出口高程提高接入雨水井，從而導致污水管道出現嚴重淤積現象。④較早建設的污水管道因長期缺乏有效的管理，再加上管網年久失修，堵塞、破損情況也較為普遍，導致局部地段生活排水不暢和匯合污水溢問題，從而給部分居民日常生活的不便，并且還給附近居民的居住環境造成了一定程度的破壞。對于我國目前市政道路污水管網中存在的問題，必須對污水管網進行適當的改造，并做好優化設計，從而最大限度的滿足城市與社會的需求。

3 市政污水管網優化改造設計的重要性

傳統的污水管道設計一般采用計算器對水力進行的計算，此方法不僅浪費時間，相關工作人員的壓力也比較大，在此情況下，幾乎無法給出最優的設計方案。

近幾年來，隨著科學技術的快速發展，計算機網絡系統被廣泛運用于各行業中，并在各行業的運營與發展過程中發揮了巨大的作用。將計算機運用于市政道路污水管網，不僅提升了工作效率，還增加了數據的準確性，由此可以看出，計算機污水管道系統為市政道路污水管網的優化改造設計提供了重要的理論依據，是實現污水管網優化改造設計目標的重要保障。

在市政污水管網優化改造設計過程中，通過有效結合各種理論與技術，能夠使得污水管網的改造設計趨于最優，進而在一定程度上節省了污水管網改造設計的投資。隨著系統規模的不斷擴大，改造設計的復雜程度也越來越高，這使得優化改造設計的重要性越來越明顯，其能夠有效降低工程造價，避免資源的浪

費。在對市政道路污水管網進行優化改造設計時，還需要遵循科學合理的原則，從而充分實現其經濟效益、社會效益與使用效益。

4 市政污水管網優化改造設計的內容

4.1 管線平面優化改造設計

近幾年來，隨著排水技術的快速發展，出現了管線平面優化設計的設計理念。該設計是一種采用三種權值的方式來對污水管網進行優化改造設計，并在確保各個管道地面坡度倒數、管長以及各管段均滿足最小覆土條件時，按照最小坡度情況下設計的挖方量，采用最短路生成樹算法分別設計出此三種權值狀況下的管線平面布置方案，然后再進行管徑、埋深和提升泵站方面的優化改造設計，最后依據圖論的分析結果，選出投資費用最小的平面布置方案，并將其作為最優的改造設計方案。現階段，該設計方式已得到了廣泛的應用。

4.2 管道參數優化改造設計

所謂管道參數優化改造設計，主要是指對已經確定的污水管網優化改造設計進行坡度、埋深、管徑以及其他參數的計算，從而達到參數優化的需求的方式。一般情況下，在已經確定了污水管道的流量之后，能夠滿足管徑、埋深以及其他要求的方案有許多，此時就需要對管道的參數進行適當的優化改造設計，從而選出滿足工程投資成本最小的組合。

直接優化法和間接優化法是近年來得到廣泛運用的管道參數最優改造設計組合選擇，其中，直接優化法是一種最為簡單的方法，只需要記錄性能指標的變化，計算其中的影響參數，比較多種設計中的參數，從而以此來選出最符合市政道路管網改造需求的優化設計就可以了。雖然該方法比較簡單，但是在計算過程中，計算數據非常龐大，即使經驗豐富的工作人員，在進行參數計算時，也有可能會出現疏忽，進而對計算結果造成影響。而間接優化法則是在數學模型的基礎上建立的，其能夠與工程實際緊密結合，并利用數學模型對污水管網進行內部改造優化，從而得出最優設計組合。

5 優化改造設計中需注意事項

5.1 流速設計

在進行污水管道改造設計時，其實際埋深的確定在一定程度上影響著工程造價、施工以及工期，埋深越大，不僅投入的資金會越多，施工的難度也會不斷增加，因此，必然會導致工程工期的延長。

一般來說，當污水流速減小時，管徑的半徑才會增大，也就是說，只有減小污水流速，才能實現坡度和埋深的減小。但是在實際工作中，目前并沒有具體的關于坡度大小的規定，只規定了最小管徑的管底坡度，所以，不能將坡度作為決策變量。但在對流速進行設計時，需要通過明確的條件對其進行約束，從而選擇盡可能小的流速設計方案，為整個市政道路污水管網優化改造設計提供基礎。

5.2 充滿度設計

在對污水管網進行改造設計時，應盡量選擇小的管徑，從而最大限度的降低工程造價。但在實際工作中，管徑方面沒有明確的約束條件，而對充滿度有嚴格的制約規定，由此可知，一般是無法選擇最優管徑的。同時，如果充分掌握了市政道路污水管網的流量和流速，就能夠選擇接近最大充滿度的管徑，該管徑就是該條件下可以選擇的最小管徑。用這種方法對充滿度進行選擇，不僅減少了工程造價，還能在一定程度上減小管底坡度和埋深。

5.3 污水管網布置形式

地形不同，污水管網布置的形式也是大不相同的。就目前來看，平行式和交叉式是兩種最基本的管網布置形式。其中，平行式的管網布置形式較適用于地形起伏較大的地區，且在鋪設的過程中，要確保污水干管與等高線平行，以及主干管與等高線垂直，同時，此種污水管網布置形式能夠對管內的流速進行有效的控制。

而交叉式的管網布置形式則適用于地形相對平坦的地區，在進行鋪設時，需要保證污水干管與地形等高線垂直相交，主干管與等高線平行。在實際施工過程中，地形一般都較為復雜，所以通常需要將兩種方法進行有效的結合，實現污水管網的綜合布置。

5.4 管材優化選擇

對于傳統的鋼筋混凝土管道，其因具有制造方便、可塑性強，以及能夠依據不同的抗壓要求制成相應的鋼筋混凝土管道的優勢，已經得到了較為廣泛的運用，是市政道路污水管道材料的首要選擇。但近年來，隨著科學技術的快速發展，污水管網的管材有了進一步發展，HDPE作為一種內壁平滑的新型材料，具有耐腐蝕、使用壽命長、方便搬運等優點，能夠大大減少工程造價，并縮短工期。除此之外，玻璃纖維增強塑料夾砂管也是最近幾年來受到廣泛運用的污水管道之一，其與HDPE纏繞管的綜合比較情況如表1所示。

表1 管材選用方案綜合比較表

6 結語

總而言之，市政道路污水管道的改造是一項較為復雜、繁瑣的工作，需要依據地下管線的實際情況以及污水的具體走向來進行。同時，還要對污水管道改造設計過程中涉及的各項因素進行綜合考慮，從而選出最優的改造設計方案，提高市政道路污水管道工程建設的經濟性和安全性。

[1]羅武德.淺談市政道路排水管網工程設計[J].江蘇商報·建筑界，2013 （19）：201～202.

[2]徐瑛，蔣嵐嵐，佘步存，等.淺談軌道交通建設對市政污水管網系統的影響及優化措施[J].城市道橋與防洪，2013（06）：129～132.

[3]蔣志琳.優化市政排水管網布局與設計的建議[J].中華建設，2012（09）：180～181.

TU992.05

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1673-0038（2015）46-0191-02

2015-10-27

徐黎（1977-），男，工程師，大學專科，主要從事城鎮規劃建設管理工作。