朱雅寧

污水管網(wǎng)是重要的城市基礎(chǔ)工程設(shè)施之一，本文主要分析了城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè)工程中，污水管網(wǎng)設(shè)計需考慮的幾個設(shè)計要點，為工程順利施工提供技術(shù)支持。

在市政與污水處理工程建設(shè)中，污水管網(wǎng)建設(shè)費用在工程總投資中占比很大，其建設(shè)質(zhì)量直接影響城鎮(zhèn)衛(wèi)生環(huán)境，關(guān)系到城鎮(zhèn)的發(fā)展和安全。污水管網(wǎng)工程具有工程線路長、施工現(xiàn)場不確定因素多、施工方案復(fù)雜等特點。設(shè)計是整個工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，污水管網(wǎng)設(shè)計是否合理，會直接影響管道施工和管網(wǎng)后期運行使用。

一、城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)設(shè)計常見問題

城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)建設(shè)主要涉及以下三種情況：（1）原有污水管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不能滿足城鎮(zhèn)發(fā)展需要，需對原污水管網(wǎng)進行改造；（2）隨著城鎮(zhèn)化規(guī)模的擴張，新城區(qū)、開發(fā)區(qū)的建設(shè)需要新建污水收集系統(tǒng)；（3）部分地區(qū)仍采用雨污合流系統(tǒng)，污水排入雨水系統(tǒng)，造成嚴重的水質(zhì)污染，需進行雨污分流改造。

城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)建設(shè)是一項包含規(guī)劃、設(shè)計、采購、施工、運行管理等一系列環(huán)節(jié)的整體工程，污水管網(wǎng)設(shè)計是城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。目前，城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)設(shè)計主要存在以下幾個方面的問題：（1）前期資料收集不夠全面、現(xiàn)狀調(diào)查不夠深入，導(dǎo)致管道布置不合理，后期施工給群眾生活和城市交通造成不便；（2）未結(jié)合城市遠期規(guī)劃，導(dǎo)致管徑選擇不合理，不能滿足城鎮(zhèn)遠期發(fā)展對排水管道的要求；（3）管材選擇不合理，管道承載力不夠，導(dǎo)致污水管網(wǎng)運行時出現(xiàn)管道斷裂、塌陷等問題；（4）施工工藝選擇不合理，地基處理、溝槽回填措施不到位，導(dǎo)致施工難度增加或無法施工，影響工程工期。

二、城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)工程設(shè)計要點分析

1.前期資料收集和現(xiàn)狀調(diào)查

目前城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)大多敷設(shè)在基礎(chǔ)設(shè)施比較完善的城區(qū)或鎮(zhèn)區(qū)，道路、橋梁、地塊開發(fā)已經(jīng)建設(shè)完成，地下管線、建構(gòu)筑物等設(shè)施錯綜復(fù)雜，因此在設(shè)計前期收集和調(diào)查影響管道布置和定線的各種現(xiàn)狀資料至關(guān)重要。（1）污水主干管一般沿污水量大、地下管線較少的道路敷設(shè)，且應(yīng)符合規(guī)劃要求。因此設(shè)計前期需詳細調(diào)查和掌握排水量大的工業(yè)企業(yè)和公建情況、城市總體規(guī)劃和排水專項規(guī)劃等。（2）管道布置須充分利用地形，盡量使污水自留接入，減小管道埋深；盡量減少與各種地上、地下建構(gòu)筑物交叉。（3）調(diào)查工程范圍內(nèi)的已建排水工程的排水體制、污水提升泵站、污水收集管網(wǎng)的布局走向、管徑、服務(wù)區(qū)域面積等，充分利用原有設(shè)施。（4）污水主干管一般沿道路布置，設(shè)計前期需查明道路下現(xiàn)狀管線平面布置及高程，在設(shè)計中充分考慮新建管道與已建管道的銜接及現(xiàn)狀管線的保護。

2.污水管道設(shè)計計算

污水管道設(shè)計計算包括管徑、流量、坡度、充滿度、流速、管道銜接方式等幾個要點。（1）管徑應(yīng)按遠期流量考慮，而污水量的預(yù)測應(yīng)結(jié)合人口指標法、單位用地指標法、人均綜合用水量指標法等多種方法及當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)發(fā)展水平、基礎(chǔ)設(shè)施完善程度等因素綜合考慮；（2）管道充滿度、流速、坡度一般按照現(xiàn)行的《室外排水設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、管道運行維護、與已建管道的銜接等因素，選擇最優(yōu)取值；（3）管道銜接方式視實際情況而定，一般異管徑管道及同管徑坡度變陡的管道采用管頂平接，同管徑管段采用水面平接，下游管徑小于上游管徑（坡度變陡），管底平接。

3.污水管網(wǎng)施工工藝選擇

污水管網(wǎng)設(shè)計在選擇施工工藝時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工條件、道路等級、交通流量、工程造價等因素綜合考慮，排水管道常見的施工工藝有開挖、頂管、拖拉管等。

（1） 開挖施工

開挖施工適用于各種管徑、材質(zhì)的淺埋排水管道。污水管道在現(xiàn)狀道路下施工，對于管道埋深不大、施工場地比較開闊、開挖溝槽和施工降排水對臨近建（構(gòu)）物無影響的地段采用開挖明槽敷設(shè)管道，地質(zhì)情況和間距不能滿足放坡開挖條件的，可采用槽鋼、鋼板樁支護。管道基礎(chǔ)須落在穩(wěn)定土層上，地基承載力需達到設(shè)計要求，施工前挖地質(zhì)探坑了解地質(zhì)情況，對不良地質(zhì)進行地基加固。溝槽開挖時需做好邊坡穩(wěn)定、降排水措施，盡量縮短基坑施工時間和縮短溝槽開挖段的長度，并查明溝槽附近各種管線的位置、管徑，做好保護措施。

（2）頂管施工

頂管施工一般用于大管徑污水管道的施工，頂管常用管材有鋼筋混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管等。頂管常用于地質(zhì)承載力差、埋深較深、橫穿道路、河道或離建筑較近的情況，需滿足《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》（CECS 246：2008）的相關(guān)要求。頂管施工需重點考慮以下幾個因素：①頂管管位應(yīng)避開障礙物和其他管線，保證安全距離；②頂管宜在黏土、粉土和砂土等土層中頂進，土體承載力應(yīng)不小于30kPa；③長距離頂管須根據(jù)頂力要求設(shè)置中繼間，并考慮溫度應(yīng)力影響；④頂管施工需設(shè)置頂管工作井和接收井，井的尺寸一般按滿足頂管機的工作要求設(shè)計，穿墻管止水裝置根據(jù)土層、地下水壓力等選擇盤根止水或橡膠板止水；⑤頂管對管材等級、壁厚要求較高，實際工程中需根據(jù)管徑、頂進長度、土質(zhì)條件等進行綜合考慮并由相關(guān)專業(yè)進行核算。

（3）拖拉管施工

拖管施工常用于管徑DN800及以下污水管道的施工，拖拉管常用管材為PE管、鋼管等。拖拉管施工需滿足《水平定向鉆法管道穿越工程技術(shù)規(guī)程》（CECS 382：2014）的相關(guān)要求。需重點考慮以下幾個因素：①拖拉管管材須滿足回拖力要求，以防管道拉扁拉斷；②施工前應(yīng)了解地下工程地質(zhì)情況，穿越軌跡宜布置在黏土、強風(fēng)化泥頁巖、中致密砂層等土層中；③穿越河道和其他地上、地下障礙物時，須保證足夠的安全距離；④需根據(jù)管徑、土質(zhì)、鉆機能力等合理選擇擴孔程序；⑤導(dǎo)向孔鉆進、擴孔及回拖時，應(yīng)及時注入適合工況的鉆進液，防止塌孔，拉管結(jié)束后及時注漿加固土體。

4.污水管道基礎(chǔ)處理

污水管道基礎(chǔ)須落在穩(wěn)定地基上，一般要求管道地基承載力不低于80kPa，井室地基承載力不低于100kPa。如地基不穩(wěn)定，可能造成使用期發(fā)生不均勻沉降，管道接口脫節(jié)，造成污水滲漏，影響污水處理系統(tǒng)正常運行，因此需采取加固措施。不良土層厚度較小時，可采用設(shè)置褥墊層法、換填法、拋石擠淤等方法；不良土層較厚時可采用水泥攪拌樁復(fù)合地基法、排水固結(jié)法等及其它樁基處理方法。地基需要特別處理時，應(yīng)由結(jié)構(gòu)專業(yè)進行專項設(shè)計。

5.施工中需采取的防護措施

城鎮(zhèn)污水管道設(shè)計時，一般要與其他管線保持規(guī)范要求的水平及垂直間距。但是在現(xiàn)狀道路下敷設(shè)污水管道，不可避免的與道路下的已有管線產(chǎn)生平面和高程上的矛盾沖突。當(dāng)受施工場地、開挖面及現(xiàn)狀管線等因素限制難以滿足要求時，可根據(jù)實際情況采取安全防護措施。（1）當(dāng)污水管道鄰近樁基礎(chǔ)、基坑時，可通過樹根樁、鋼板樁、攪拌樁等形成隔離帶，防止施工管道周圍的土體位移、坍塌；（2）當(dāng)污水管道開挖致使其他管線暴露在基坑內(nèi)時，可采用槽底磚砌墩支撐或吊索固定管線的方法對上部現(xiàn)狀管線進行保護；（3）當(dāng)污水管道與相鄰管道無高程沖突且污水管道位于上方時，應(yīng)先測算兩管道間距和交叉處的槽底地基承載力，若滿足設(shè)計和規(guī)范要求，污水管道可直接施工，否則須進行地基處理，將兩管道之間的原狀土挖除，填充中粗砂或低強度混凝土后再施工污水管道或在污水管道的基礎(chǔ)下增設(shè)保護墊層；（4）當(dāng)污水管道與其他管線發(fā)生交叉且高程發(fā)生沖突時，可根據(jù)實際情況采用兩根或兩根以上小管徑管道代替原設(shè)計污水管道或采用倒虹管法等來避讓現(xiàn)狀管線；（5）拖拉管、沉井施工中，若由于超挖或坍塌造成地面沉降或土體位移，可通過注漿對土體進行填充和加固。

三、結(jié)語

城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)設(shè)計是市政工程建設(shè)的重要階段，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到污水收集和處理系統(tǒng)能否正常運轉(zhuǎn)，城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)設(shè)計中必須做好前期資料收集和調(diào)查，結(jié)合城市規(guī)劃和現(xiàn)狀條件，制定最優(yōu)化的設(shè)計方案，以為后期施工提供可靠的技術(shù)指導(dǎo)和支撐，充分發(fā)揮污水管網(wǎng)設(shè)計在整個工程建設(shè)中的實際效用。