趙宇

南寧市勘察測(cè)繪地理信息院 廣西南寧 530000

平原地區(qū)地勢(shì)比較狹長平坦，若按照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《排規(guī)》）第4．2．10 條最小管徑排水管道的最小設(shè)計(jì)坡度（塑料管0．002，其他管0．003）[1]的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，有可能使排水管終點(diǎn)內(nèi)底埋深達(dá)到10m 左右的地步，給施工和管網(wǎng)運(yùn)行帶來許多麻煩，工程造價(jià)相應(yīng)增加。以3km 長污水管段和2km 長雨水管段為例：起點(diǎn)至終點(diǎn)按管內(nèi)頂持平進(jìn)行高程設(shè)計(jì)，則塑料污水管（DN=300-1000mm）內(nèi)底落差等于6．70m；而鋼筋混凝土雨水管（D=300-3000mm）內(nèi)底落差可高達(dá)8．70m；遇到兩種管道在終點(diǎn)交叉，按《排規(guī)》附錄B 最小凈距規(guī)定，假設(shè)D=3000mm雨水管在上，DN=1000mm 污水管在下，參照《排規(guī)》表B 注1，令污水管外徑OD=1072mm，壁厚=36mm，雨水管選用150°砂石基礎(chǔ)，管壁厚t=275mm，管基尺寸C1=300mm[2]，則雨、污水管內(nèi)底高差△=1000+36+150（表B 為0．15m）+300+275=1761（mm）取1．76m；假定起點(diǎn)雨、污水管內(nèi)頂覆土高度均取1．00m，那么污水U 形倒虹管的內(nèi)底標(biāo)高比起點(diǎn)地面高程低11．46m（1．00+8．70+1．76=11．46），即使終點(diǎn)地面低于起點(diǎn)1．46m，欲施工埋深10m 的倒虹管也是個(gè)難題。

以《排規(guī)》為基礎(chǔ)，宜選用優(yōu)質(zhì)管材減少坡度，水力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化，并設(shè)置特殊雨水井解決管道交叉難題，適當(dāng)改進(jìn)小區(qū)污水井型式，小區(qū)地下室頂板的雨水系統(tǒng)宜采用矩形雨水溝，這些措施將有助于管道高程控制的規(guī)劃優(yōu)化。

1 選用優(yōu)質(zhì)管材

1.1 塑料排水管

推薦國標(biāo)圖集19-56 頁介紹的各種優(yōu)質(zhì)塑料管[3]，參照27、37、53 和55 頁，設(shè)計(jì)圖管材統(tǒng)計(jì)標(biāo)稱DN/ID，但在管道平面圖或縱斷面圖上則用D 表示。

塑料管內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)n 取0．009 的依據(jù)如下：

（1）《排規(guī)》第4．2．3 的條文說明指出，UPVC 管、PE 管和玻璃鋼管n 均為0．009-0．01。

（2）《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第4．5．4 條推薦n=0．009。

（3）《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程》第3．2．4 條建議n 宜采用0．009。

（4）《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版（上冊(cè)）》173 頁n=0．009。

1.2 鋼筋混凝土排水管

芯模振動(dòng)鋼筋混凝土排水（CRCD）管適宜抵抗高流速?zèng)_刷[4-5]。雖然沿海平原管道沖刷問題不明顯，但它能徹底解決普通鋼筋混凝土排水（RCD）管平口企口剛性連接和剛性混凝土基礎(chǔ)存在的滲漏并導(dǎo)致鋼筋腐蝕的問題。CRCD 管材采用承插橡膠圈柔性連接和柔性砂石基礎(chǔ)能長期保持內(nèi)壁比較光滑，n 取0．013 留有余地。對(duì)于雨水管，考慮高程和投資控制，D ≥800 宜優(yōu)選CRCD 管，施工下管前管內(nèi)壁涂特種漆屏障GZ-2 使表面光滑，n 取0．009。

2 磚砌雨水溝

為減少建筑小區(qū)地下室頂板的覆土高度，小區(qū)地下室頂板范圍內(nèi)宜采用矩形磚砌雨水溝，交通要道設(shè)鋼筋混凝土或高強(qiáng)玻璃鋼有流水縫蓋板。水溝內(nèi)表面采用M10 水泥砂漿抹面，n=0．013-0．014 取上限。當(dāng)采用加強(qiáng)級(jí)GZ-2 屏障漆進(jìn)行施涂（二底三面）后，n 可取0．009。

設(shè)定矩形水溝凈寬為b，水深為h，令水深寬比α=h/b。則由Q=Aυ，υ=R2/3I1/2/n，可得[6]：

式中Q——設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

A——水流有效斷面面積（m2）；

υ——流速（m/s）；

R——水力半徑（m）；

I——水力坡降；

n——粗糙系數(shù)。

b——凈寬（m）；

h——水深（m）；

φ′——矩形溝水力參數(shù)，明溝φ′=α（1+2α）2/3。

為加快I 和υ 的運(yùn)算，令比阻B=（nφ′）2/h16/3，流速系數(shù)Kc=α/h2或1/bh；則I=1000BQ2（‰）和υ=KcQ。雨水溝水力速算參數(shù)詳見表1。

從 表1 可 看 出，當(dāng)υ2=2．00（m·s-1）時(shí)，600×400 雨水溝排除雨水的能力介于DN=500-600mm 的塑料排水管之間，500×300 雨水溝排除雨水的能力介于DN=400-500mm 的塑料排水管之間。

3 管道穿越特殊雨水井

當(dāng)污水管與雨水管上下交叉時(shí)，宜遵循污水管在下，雨水管在上的原則，通常采用污水U 形倒虹管的方案，給施工安裝和運(yùn)行管理帶來麻煩，工程投資增加很大。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提出特殊雨水井設(shè)計(jì)如圖1、圖2 和圖3。

特殊雨水井簡述：①采用一段鋼（污水）管直接穿越雨水（檢查）井。②井室和流槽表面和整段鋼管內(nèi)外壁用二底三面加強(qiáng)級(jí)GZ-2屏障漆施涂，總厚0．12mm（參考價(jià)35 元/m2）[7]。③污水管應(yīng)置于雨水管上部0．35D 的空間內(nèi)，留出下部≥0．65D 的無阻擋過水?dāng)嗝?。④鋼管?nèi)壁和雨水管異形過水?dāng)嗝嬗?jì)算n 取0．009。⑤考慮井室內(nèi)雨水管斷面擴(kuò)大的因素，貫穿污水管不影響滿流時(shí)的雨水流量。

4 結(jié)語

（1）引起（管道）污水中懸浮物沉淀的因素中，起決定性的是充滿度，即水深，而流速（或坡度）則是其次。在流速0．22m/s 時(shí)，已不致造成中等粒度懸浮物沉淀，流速達(dá)到0．5m/s 時(shí)，10cm3 的片礫即可沖動(dòng)。我國有0．4-0．5m/s 流速的運(yùn)行情況，無不良反映。

表1 n=0.014 雨水溝水力速算

（2）建筑小區(qū)地下室頂板覆土內(nèi)適宜采用矩形雨水溝控制高程和降低工程造價(jià)，且宜用GZ-2 屏障漆施涂增加內(nèi)表面光滑度。

（3）在平原地區(qū)室外排水管道設(shè)計(jì)時(shí)，采用管道穿越特殊雨水井有利于控制管道埋深，減少投資。當(dāng)污水管與雨水管上下交叉時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況替代污水U 形倒虹管的方案，提升水力條件的同時(shí)節(jié)省投資。

圖1 特殊雨水井立面

圖2 特殊雨水井Ⅰ-Ⅰ剖面

圖3 特殊雨水井Ⅱ-Ⅱ側(cè)剖面