蘇 丹

（棗莊市政建設(shè)集團(tuán)股份公司，山東 棗莊 277100）

1 研究市政道路給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的科技水平也有了很大的提高，人們的生活方式不斷發(fā)生著改變，市政道路給排水的設(shè)計(jì)是否合理將直接影響人們的日常。過去的市政道路給排水工程，在施工完成后會(huì)出現(xiàn)很多的問題，這些問題嚴(yán)重影響了道路的正常使用，甚至導(dǎo)致車輛無法正常出行。比如，道路給排水工程質(zhì)量問題，使道路表面極易出現(xiàn)嚴(yán)重積水，導(dǎo)致車輛在行駛過程中出現(xiàn)側(cè)翻、打滑的現(xiàn)象。特別是在多雨的季節(jié)，道路的積水情況更加嚴(yán)重，這不僅影響人們的使用，道路被長(zhǎng)期浸泡還會(huì)使道路表面開裂，從而降低了道路使用的安全性。為了提高道路使用的安全性，負(fù)責(zé)道路給排水工程設(shè)計(jì)的技術(shù)人員必須不斷優(yōu)化給排水工程的設(shè)計(jì)方案，以此增強(qiáng)道路使用的質(zhì)量及安全性。

2 市政道路給排水設(shè)計(jì)的任務(wù)

市政道路給排水設(shè)計(jì)要解決的問題有很多，總結(jié)起來可以分為以下兩點(diǎn)：第一，人們生活和生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的污水和廢水，污水和廢水的大量積累不僅會(huì)破壞人們的生活環(huán)境，還會(huì)影響人們的身體健康。對(duì)此，市政道路給排水系統(tǒng)要能夠有效地將城市中的污水及廢水排出去。第二，市政道路給排水工程的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。給排水系統(tǒng)由給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)及雨水處理系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成，能夠?qū)Τ鞘兄械膹U水進(jìn)行收集并進(jìn)行有效的處理。道路給排水工程中還包括合流管道系統(tǒng)以及分流管道系統(tǒng)。合流管道體系能夠?qū)⒏黝悘U水污水等統(tǒng)一收集后再處理。分流管道體系分為雨水排水系統(tǒng)和污水排水系統(tǒng)。雨水排水系統(tǒng)收集的大部分是雨水和冷卻水，這些是不需要經(jīng)過特殊處理就可以直接排放的，而污水排水系統(tǒng)收集大部分污水污染程度比較高，只有經(jīng)過嚴(yán)格的處理才能將其排放到相應(yīng)的位置。

污水處理的目的是通過一定的程序除去水中的懸浮物以及各種有害物質(zhì)，使水體能夠達(dá)到對(duì)環(huán)境沒有污染的程度。對(duì)于污染嚴(yán)重的水體，必須經(jīng)過復(fù)雜的除菌殺毒等程序才可以排放到指定的位置。針對(duì)污染程度不同的污水，其處理方式有一定的區(qū)別，因而在道路及排水工程設(shè)計(jì)時(shí)，也會(huì)有一些差別。

3 市政道路給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例

3.1 工程概況

某市政道路工程施工長(zhǎng)度486m，其中給排水工程設(shè)計(jì)工作主要涉及給水管道、污水管道及雨水管渠的設(shè)計(jì)。且因?yàn)樵撌┕^(qū)域還要實(shí)施橋梁拓寬及河道占用等工程，所以在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)工作中，必須全面優(yōu)化設(shè)計(jì)管道的開挖、回填、基礎(chǔ)處理、過河處理及選材等工作，以保障該道路工程及其給排水工程能夠高效優(yōu)質(zhì)地落實(shí)。

3.2 給排水管材的選擇

該工程中，給水管選用管徑為300～800mm的球墨鑄鐵管，以膠圈承插方式進(jìn)行連接；雨水管使用管徑為300～500mm的圓管，并利用漿砌石做雨水暗渠，凈寬尺寸為1.6m，凈高尺寸為2.8m；污水管選用管徑為400～800mm的波紋管，其中高密度聚乙烯雙壁波紋管（HDPE）的管徑為400～800mm，環(huán)剛度＞8kN/m2，并以膠圈承插方式進(jìn)行連接；鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管的管徑為800mm，環(huán)剛度為N8級(jí)，并以承插電熔方式進(jìn)行連接。

3.3 給排水水量的確定

（1）給水量確定。確定道路給水量的過程中，應(yīng)綜合考慮：①綜合生活用水。綜合生活用水主要由居民生活用水及公共建筑用水組成，并結(jié)合居民生活用水的定額情況和峰值的變化系數(shù)來分析和確定給水量。②工業(yè)生產(chǎn)用水及員工生活用水。結(jié)合生產(chǎn)工藝需要確定生產(chǎn)用水的量，依據(jù)車間性質(zhì)來明確員工生活用水的量。③消防用水。結(jié)合當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)規(guī)定確定消防用水的量、壓力和延續(xù)時(shí)間等。④道路及綠地澆灑用水。結(jié)合該道路的路面情況、綠化面積和當(dāng)?shù)氐臍夂蚣巴寥赖惹闆r來確定具體的用水量。

（2）排水量確定。該工程設(shè)計(jì)中易分流制的方式來確定具體的排水量，方法如下：①污水設(shè)計(jì)總流量。污水設(shè)計(jì)總流量Q計(jì)算公式：

式中：Q1為居民生活污水的設(shè)計(jì)流量，L/s。Q1的計(jì)算公式如下：

式中：n為污水定額（依據(jù)當(dāng)?shù)赜盟~的80%～90%來確定），L/（人·d）；N為設(shè)計(jì)人口數(shù)；K2為污水量的變化系數(shù)（結(jié)合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際需要確定）；Q2為企業(yè)生活污水量，L/s；Q3為工業(yè)廢水量（依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)確定廢水量級(jí)和變化系數(shù)），L/s。

②雨水設(shè)計(jì)流量。雨水設(shè)計(jì)量計(jì)算公式如下：

式中：F為水的面積（據(jù)現(xiàn)實(shí)的地形條件、雨水管布設(shè)等條件來確定匯水面積，如在地形平坦的情況下，按照盡可能接近雨水管的原則確定匯水面積，在地形坡度比較大的情況下結(jié)合地表雨水流動(dòng)的方向確定匯水面積）；q為暴雨強(qiáng)度；W為徑流系數(shù)（據(jù)現(xiàn)行給排水設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)計(jì)?。?。

3.4 給水工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）給水系統(tǒng)現(xiàn)狀。通過現(xiàn)場(chǎng)勘查及相關(guān)規(guī)劃圖紙得知，該項(xiàng)目西邊擬建一條供水干管，且與該項(xiàng)目的給排水管道相交。

（2）管材選擇。當(dāng)前，市政道路給排水工程所用管材種類主要包括球墨鑄鐵管、焊接鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管及聚乙烯塑料管等。該項(xiàng)目中所用的給水管基本都是管徑＜DN1000mm的管道，給水管設(shè)計(jì)首選球墨鑄鐵管，接口采用橡膠圈。而在需要穿越河流或者鐵路的地方，則設(shè)計(jì)選用焊接鋼管，這樣有利于增強(qiáng)給水管的抗壓性及整體性。在給水管配件（包括給水閥門井、消火栓、管道支墩及排氣閥等）設(shè)計(jì)選擇時(shí)，必須充分考慮安全及相匹配性。

（3）給水管優(yōu)化設(shè)計(jì)。依據(jù)整個(gè)道路工程施工圖紙及現(xiàn)實(shí)施工條件，針對(duì)給水管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保障給水系統(tǒng)的合理性，實(shí)現(xiàn)能耗及漏損率的有效降低。具體而言，給水管優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，必須結(jié)合該地區(qū)未來整體的建設(shè)發(fā)展規(guī)劃方案，綜合考慮近期及遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)，保障給水管設(shè)計(jì)方案的可行性及合理性。并結(jié)合道路工程的路幅情況來布置及敷設(shè)給水管道，從實(shí)際角度出發(fā)，盡可能將給水管布設(shè)到道路西邊、北邊的人行道或非機(jī)動(dòng)車道下面，并在每個(gè)地塊上至少預(yù)留一根管道。

3.5 雨水工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）防洪及雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀。該道路給排水工程擬建區(qū)域內(nèi)有幾條河道流過，水源豐富，河網(wǎng)密集，且該區(qū)域內(nèi)的來水均通過溝渠匯集之后排到外海。從雨水規(guī)劃圖中可以看出，在排入河流處均設(shè)有相應(yīng)的排水設(shè)施。

（2）管材選擇。通常雨水管埋設(shè)的深度比較淺，開挖方式也多是用大開挖方式進(jìn)行施工，且常用的管道材料包括混凝土管、鋼筋混凝土圓管及雙壁波紋管等。該項(xiàng)目雨水設(shè)計(jì)中首選的是雙壁波紋管，且以柔性承插的方式連接。

（3）雨水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目擬建區(qū)域地形平坦，且有許多的河流及溝渠。道路工程的設(shè)計(jì)標(biāo)高也都高于常水位及河流的洪水位，雨水管道系統(tǒng)就近與河流相連接。因?yàn)樵搮^(qū)域內(nèi)河流比較多，為保障雨水系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，所以雨水排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用多出口排放形式，以方便把雨水導(dǎo)流進(jìn)河流中，并有助于減小雨水管埋設(shè)深度。同時(shí)，對(duì)匯水面積進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保障每個(gè)地塊上的雨水均可以及時(shí)排入內(nèi)河中。雨水管設(shè)計(jì)坡度和道路縱坡應(yīng)保持統(tǒng)一，這樣有利于減小雨水管埋設(shè)深度。設(shè)計(jì)獨(dú)立的防洪系統(tǒng)，且不進(jìn)入城市雨水系統(tǒng)，以便排泄山洪。

3.6 污水工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）污水系統(tǒng)現(xiàn)狀。該道路污水工程擬建區(qū)域內(nèi)有建成的污水處理廠、提升泵站和污水干管，且該污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)擬通過提升泵站與東側(cè)、西側(cè)既有的污水干管相連。

（2）管材選擇。污水工程對(duì)管材有著很高的抗?jié)B性要求，因此用于排放污水的管材必須有著良好的抗?jié)B性，且剛度及抗壓能力也必須達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和要求。由于采用的施工工藝不一樣，因此選用的污水管管材也存在差異。結(jié)合該項(xiàng)目實(shí)際需要，污水管首選的是HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管，以熱熔方式進(jìn)行接口連接。

（3）污水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于該道路污水工程區(qū)域附近有污水處理廠，因此污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞污水處理廠進(jìn)行，將周圍污水有效收集起來，再排進(jìn)污水處理廠。同時(shí)，污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意依據(jù)道路的走向、布局及坡向等，盡可能不穿越河流、鐵路或高速公路等障礙物，以確保布設(shè)路線的經(jīng)濟(jì)性及合理性。并采用雨水、污水分流制，對(duì)污水進(jìn)行集中處理之后再排放。

在車道下面進(jìn)行污水管道布設(shè)時(shí)，應(yīng)確保預(yù)留的污水支管之間的距離在90m范圍內(nèi)，各地塊上均預(yù)留至少一根管道。污水系統(tǒng)使用多大管徑的管道，可依據(jù)污水量、設(shè)計(jì)充滿度及水力坡度進(jìn)行確定。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，市政道路給排水工程是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施工程，且給排水工程施工建設(shè)涉及的內(nèi)容比較多，施工使用的施工工藝比較多。為此，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合給排水工程的實(shí)際使用情況，對(duì)給排水工程進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，從而有效提升給排水工程質(zhì)量。