市政給排水管網的現狀分析與優化思路探析

陳旭龍

湖南城市學院設計研究院有限公司 湖南 長沙 410000

給排水管網建設是城市基礎設施建設的重要內容，同時也是衡量城市綜合服務能力的重要指標。現階段，我國城市化建設工作日益深入，既有給排水管網已經難以滿足城市供水、排水需要，故而需深層次分析當前給排水管網的運行現狀和問題，因地制宜的優化市政給排水管網，滿足城市供水、排水需要。

1 市政給排水管網優化的價值

給排水管網是市政基礎設施建設的重要內容，其直接關系著城市供水、排水的效率和質量，對于城市綜合服務質量具有較大影響。新時期，在市政給排水管網建設運行中，人們要求要對既有給排水管網進行持續優化。一方面，作為市政工程項目建設的重要內容，給排水管網獨特的功能要求不斷加強管網施工質量管理和管道運行質量控制，以此來滿足城市供水、排水的實際需要。即加強給排水管網建設優化是市政工程項目建設的內在要求。另一方面，結合城市給排水管網應用實際可知，其在實際應用中還存在管網布置不合理、管道滲漏、偏移問題嚴重、突發事件應急處理不到位的問題，這嚴重的影響了市政給排水管網的應用效果。新時期，通過給排水管網優化，能有效預防、處理這些問題，提升給排水管網的整體應用效果。此外，給排水管網建設應用對于城市綜合服務質量具有較大影響，通過管網工程優化，能提升城市整體服務能力，給城市居民創造良好的生活環境，促進城市的現代化、可持續化發展。

2 市政給排水管網運行現狀

2.1 管網布置不夠合理

城市化建設背景下，人們對于城市給排水管網的建設質量提出了較高要求，在市政給排水管網初期階段，需重視給排水管網的系統規劃。目前，城市給排水管網的規劃局建設不夠合理，影響了人們的生活質量。一方面，城市老城區的給排水管網建設時間較早，一些給排水管網設計初期設計能力較低，難以滿足當下大規模的供水、排水需要，同時在長期使用中，老城區的一些供水、排水管網逐漸老化，降低了整體的供排水能力。另一方面，城市新的給排水管網建設中也存在設計不合理的問題，究其原因在于：給排水管網布置初期階段，建設單位與政府部門的溝通不暢，對于城市基礎環境、供排水信息的掌握不足，這使得新建給排水管網與城市用水、排水的需求不配。此外，一些城市管網的布設還受到施工因素的影響，如當城市建筑施工階段未設置儲水設備和構筑物時，會間接加大市政給排水管網的工作壓力[1]。

2.2 管道滲漏、偏移問題明顯

滲漏是市政給排水管道應用中較為常見的問題（見圖1），其不僅會降低給排水管網的應用效果，造成大量的水資源浪費問題，而且會污染周圍環境。深層次分析市政給排水管道滲漏問題可知，引起管道滲漏的原因具有多重性，一是在長期使用中，給排水管道的材質容易老化，進而引起管道滲漏問題。二是給排水地下管網埋深較大，土方及其他構筑物建設多帶來的荷載較大，致使給排水管道在使用中需承受較大的壓力，引起了管道裂縫、破損問題。三是在一些后續市政項目建設中，對于施工區域基礎資料掌握不到位，盲目性的開挖引起管道滲漏問題。另外，結合給排水管網應用實際可知，一些給排水管網在使用中還會出現偏移問題，在項目施工中，一旦管道溝槽開挖深度不合理，且對于基礎墊層施工出現質量問題，就容易使得管道安裝中出現錯位現象，同時在附加水壓后，管道后受荷載而發生偏移，導致管道溝槽滲水、積水。后續施工中，應重點檢查管道軸線、溝槽等施工數據是否符合設計規范要求，以此來保證溝槽施工質量，為管道安裝和質量控制奠定良好基礎。

圖1 管道滲漏

2.3 給排水管網配置難以滿足突發事件處理要求

沉陷、污染是現階段我國市政給排水管網建設應用中所面臨的兩個重大問題。在城市老城區，一些給排水管因網年久失修而引起了較為嚴重的管道滲水問題，這給本地區的供水水壓、水量產生了較大影響，同時其引起了滲水區域的土地塌陷，造成了較大的安全隱患。另外，老城區給排水管網供排水能力有限，當出現暴雨天氣時，老城區極易因排水不暢而引起城市內澇問題，故而在新時期，應對既有的給排水管網進行優化處理，提升城市整體的供水、排水能量，以此來減少或消除突發事件發生，提升城市的綜合服務能力。

3 城市給排水管網優化配置的要求

3.1 可持續發展

可持續發展是城市給排水管網優化配置中最基本的要求，其要求城市在給排水管網規劃中，不僅要考慮當前的供水、排水需要，而且需從長遠角度出發，考慮城市未來的供排水目標和需求，然后在可持續發展思想的指導下，進行城市給排水管網頂層設計和宏觀規劃，這樣能保證給排水管網規劃配置的合理性，提升給排水管網建設的綜合效益。新時期，可持續發展理念已經成為各行各業發展的指導思想，同時也成為我國建設發展的主要方向，故而在城市給排水管網優化中，同樣需要遵守可持續發展的要求，對新建及既有的管網進行規劃、改造和建設，滿足城市供排水需要。

3.2 因地制宜

按照因地制宜原則開展城市管網規劃工作，能有效地避免生搬硬現象發生，提升城市給排水管網優化的科學性、合理性。我國各個城市的自然環境、地質環境存在較大差異，且受諸多因素影響，各城市的經濟發展水平、人口密集程度也有較大差異，這給城市給排水管網的建設帶來較大難度。在城市給排水管網優化中，按照因地制宜的原則進行規劃，不僅能深層次分析城市地質、水文環境，而且能統籌城市經濟發展、人員密集等因素，此外在因地制宜原則的指導下，給排水工程優化建設人員還能實現城市供排水現狀與未來供排水需求的統一，這大大提升了城市供排水管網施工的合理性，有助于提升城市的綜合服務質量。

3.3 質量突出

在城市給排水管網優化建設中，需嚴格落實質量第一的要求。一方面，在給排水管網優化中，應從頂層設計的角度出發，進行給排水管網的整體規劃，實現新建給排水管網與城市既有管網的有效統一，且在實際規劃中，應能實現既有管網改造，實現給水系統、雨水系統以及污水系統、建筑給排水系統的有效分流。另一方面，在給排水管網建設中，應深化新型官網技術的應用，如使用剛性韌性較好、過流量較大的HDPE管進行給排管道施工，這樣才能提升給排水管道的使用壽命，實現工給排水管網經濟效益、質量效益的全面統籌。另外，新時期，人們對于給排水管網的建設和應用質量提出了較高的要求，在給排水管網優化中，還應深化海綿城市等新型理念的應用，在防、排、蓄、滲、滯、凈等功能協調中，實現城市供排水的有機統一。

圖2 HDPE給水管

4 城市給排水管網優化思路

4.1 優選管道材料

管道材料對于城市給排水管網的運行效果具有較大影響。在以往給排水管道建設中，鋼筋混凝土管的應用較多，這些管道材料不僅施工不便，而且運行中容易受腐蝕出現管道破裂、滲漏等問題。新時期，開展城市給排水管網優化工作，首先應注重管道材料的選擇和優化。在城市給排水管網優化中，施工人員應注重新型管槽的應用，目前除金屬管、塑料管外，玻璃鋼夾砂管、鋼筋混凝土玻璃鋼復合管是均是較為常見的新型管材，在工程項目建設中，應結合工程實際情況，做好這些新型管材的有效選擇，并且應嚴格控制管材的規格、尺寸。另外為保證管材應用效果，還應在考慮管側土綜合變形模量、管頂豎向土壓力標準值、管頂可變荷載、管道變形情況的基礎上，進行管道環剛度的準確計算，這樣能為管道應用創造良好條件，提升給排水管道整體的建設及運行效果。

4.2 管網布置方案優化

在考慮城市供排水管網應用現狀的基礎上，結合未來供排水需要進行優化是提升市政給排水管網優化設計質量的重要手段。在城市給排水管網布置方案優化中，正交式管道、截流式管道、平行式管道是給排水管網系統優化設計的三種基本方式。其中正交式管道系統在市政給排水管網設計中的應用較多，其主要是依據所設計區域的地勢條件進行規劃，該設計模式下，管內水會在重力流向作用下從地勢高的區域流向地勢低的區域流動。在新時期的城市管網優化中，可將其用于城市雨水管道系統。從雨水排放效果來看，正交式管道系統的干管長度短、污水排除速度快，能有效降低給排水管網建設成本。截留式管道系統能快速完成城市給排水管網干管的污水截留，然后將這些污水輸送到污水處理廠，完成污水的凈化處理。在一定程度上，使用節流是管道系統大大提升城市排水系統中污水的處理效果，提升了排水系統的綠色效益和生態效益。平行式管道系統能有避免因管道坡度過大造成管道終點埋深較大，的問題，但要注意的是，該管網布置方案下，管道內部的水流壓力較大，故而需結合實際地形情況進行有序選擇。

4.3 結合多元因素改造城市既有水網

城市給排水管網優化具有較強的專業性、綜合性和復雜性，在管網優化初期階段，先需要對影響城市管網建設及應用水平的因素進行分析，為后期的規劃建設奠定良好的基礎。目前，影響城市管網建設應用質量的因素較多，除城市地質、水位、其他地下工程建設內容外；遠近期供水、排水目標要求、城市總體規劃、生態效益等都是需要考慮的重要內容；此外在城市給排水管網優化中，還需要考慮水源位置、水泵、調節池、沉淀池位置等因素，選擇合適的管道鋪設方式進行優化布局。在考慮上述因素的基礎上，需對城市既有的官網價進行改造?，F階段，老城區給排水管網改造是城市建設的難度，對于存在問題的管網，盡量做到徹底整治，避免反復出現“馬路拉鏈”現象。同時在管網改造中，應系統考慮城市供排水現狀和未來發展趨勢，努力實現老舊給排水管網系統與新建管網系統的結合，提升給排水管網應用效益。另外在給排水管網優化中，還應深化數字化城市管理系統的應用，即應將數字化城市管理系統與給排水管網建設應用接合起來，通過對管網的全面監測，及時發現并解決給排水管網建設問題，提升給排水管網運行效果[2]。

4.4 優化市政給排水管網建設方法

為滿足市政給排水管網建設應用水平，提升城市供水、排水效果，在給排水管網優化中，還應對管網具體的建設方法進行優化。新時期，在市政給排水管網建設方法優化中，需嚴格按照施工準備、開挖溝槽、管道保護、管道敷設、挖土回填的流程進行施工，以此來保證給排水管網建設的標準性、規范性。其一，在施工準備階段，施工單位應結合項目設計文件，規范開展施工技術交底工作，并對施工人員進行技術培訓，為給排水管道施工工作開展奠定良好基礎，同時應嚴格控制管道材料，避免管道出現彎曲、劃傷等問題，此外應規范建設工程控制網，做好工程建設區域道路、綠化帶、建筑物、地下管線等要素的放線工作，為后期建設奠定良好基礎。其二，管道溝槽開挖及保護中，應考慮道路方向、土壤條件外，周圍構筑物、地下水位等因素，進行溝槽開挖指標和保護技術應用的系統控制（見表1）。其三，完成管溝開挖及管道保護施工后，還需對管道敷設及挖土回填工藝進行優化，如管道輻射中，應嚴格控制管道基礎坡度、尺寸、高程、平整度等指標，而在挖土回填中，要求管道填土的含水率應不超過最佳含水率±2%，保證管道施工整體質量，提升給排水管網的整體應用效益。

表1 溝槽開挖及管道保護

4.5 實施管道運行事故預警

信息時代下，要進一步提升市政給排水管道運行效果，還應規范使用傳感器、通信網絡等現代通信、傳感技術，實現管道運行狀況的有效檢測和保護。一方面，在現代信息技術應用中，應重視傳感器、監測網絡的系統布置，隨后應借助這些設備系統化地進行管道運行流量、壓力等參數的實時在線監測，實現管道運行事故預警。另一方面，基于信息技術進行管道運行事故預警時，還應重視預警信息的深入分析，結合這些信息，科學的設計管道故障檢修方案，實現管道故障的專業化、規范化處理。如在市政給排水管道滲漏水問題監測除中，可在考慮管道材質、管徑的基礎上，通過Enigma多探頭數字相關儀進行探測，以此來確定滲漏點，為后期的故障檢修創造良好條件。

5 結語

給排水管網的建設質量直接關系著城市的公共服務能力，對于城市居民的生活質量具有較大影響。新時期，有必要深層次分析城市給排水管網建設現狀問題，結合實際情況對給排水管網進行優化，這樣能滿足城市供水、排水需要，改善城市服務效果，提升城市居民的生活質量。