陳旭龍

湖南城市學(xué)院設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000

給排水管網(wǎng)建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，同時(shí)也是衡量城市綜合服務(wù)能力的重要指標(biāo)?，F(xiàn)階段，我國(guó)城市化建設(shè)工作日益深入，既有給排水管網(wǎng)已經(jīng)難以滿足城市供水、排水需要，故而需深層次分析當(dāng)前給排水管網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀和問(wèn)題，因地制宜的優(yōu)化市政給排水管網(wǎng)，滿足城市供水、排水需要。

1 市政給排水管網(wǎng)優(yōu)化的價(jià)值

給排水管網(wǎng)是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，其直接關(guān)系著城市供水、排水的效率和質(zhì)量，對(duì)于城市綜合服務(wù)質(zhì)量具有較大影響。新時(shí)期，在市政給排水管網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行中，人們要求要對(duì)既有給排水管網(wǎng)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。一方面，作為市政工程項(xiàng)目建設(shè)的重要內(nèi)容，給排水管網(wǎng)獨(dú)特的功能要求不斷加強(qiáng)管網(wǎng)施工質(zhì)量管理和管道運(yùn)行質(zhì)量控制，以此來(lái)滿足城市供水、排水的實(shí)際需要。即加強(qiáng)給排水管網(wǎng)建設(shè)優(yōu)化是市政工程項(xiàng)目建設(shè)的內(nèi)在要求。另一方面，結(jié)合城市給排水管網(wǎng)應(yīng)用實(shí)際可知，其在實(shí)際應(yīng)用中還存在管網(wǎng)布置不合理、管道滲漏、偏移問(wèn)題嚴(yán)重、突發(fā)事件應(yīng)急處理不到位的問(wèn)題，這嚴(yán)重的影響了市政給排水管網(wǎng)的應(yīng)用效果。新時(shí)期，通過(guò)給排水管網(wǎng)優(yōu)化，能有效預(yù)防、處理這些問(wèn)題，提升給排水管網(wǎng)的整體應(yīng)用效果。此外，給排水管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用對(duì)于城市綜合服務(wù)質(zhì)量具有較大影響，通過(guò)管網(wǎng)工程優(yōu)化，能提升城市整體服務(wù)能力，給城市居民創(chuàng)造良好的生活環(huán)境，促進(jìn)城市的現(xiàn)代化、可持續(xù)化發(fā)展。

2 市政給排水管網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1 管網(wǎng)布置不夠合理

城市化建設(shè)背景下，人們對(duì)于城市給排水管網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量提出了較高要求，在市政給排水管網(wǎng)初期階段，需重視給排水管網(wǎng)的系統(tǒng)規(guī)劃。目前，城市給排水管網(wǎng)的規(guī)劃局建設(shè)不夠合理，影響了人們的生活質(zhì)量。一方面，城市老城區(qū)的給排水管網(wǎng)建設(shè)時(shí)間較早，一些給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)能力較低，難以滿足當(dāng)下大規(guī)模的供水、排水需要，同時(shí)在長(zhǎng)期使用中，老城區(qū)的一些供水、排水管網(wǎng)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(wǎng)建設(shè)中也存在設(shè)計(jì)不合理的問(wèn)題，究其原因在于：給排水管網(wǎng)布置初期階段，建設(shè)單位與政府部門的溝通不暢，對(duì)于城市基礎(chǔ)環(huán)境、供排水信息的掌握不足，這使得新建給排水管網(wǎng)與城市用水、排水的需求不配。此外，一些城市管網(wǎng)的布設(shè)還受到施工因素的影響，如當(dāng)城市建筑施工階段未設(shè)置儲(chǔ)水設(shè)備和構(gòu)筑物時(shí)，會(huì)間接加大市政給排水管網(wǎng)的工作壓力[1]。

2.2 管道滲漏、偏移問(wèn)題明顯

滲漏是市政給排水管道應(yīng)用中較為常見的問(wèn)題（見圖1），其不僅會(huì)降低給排水管網(wǎng)的應(yīng)用效果，造成大量的水資源浪費(fèi)問(wèn)題，而且會(huì)污染周圍環(huán)境。深層次分析市政給排水管道滲漏問(wèn)題可知，引起管道滲漏的原因具有多重性，一是在長(zhǎng)期使用中，給排水管道的材質(zhì)容易老化，進(jìn)而引起管道滲漏問(wèn)題。二是給排水地下管網(wǎng)埋深較大，土方及其他構(gòu)筑物建設(shè)多帶來(lái)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(wèn)題。三是在一些后續(xù)市政項(xiàng)目建設(shè)中，對(duì)于施工區(qū)域基礎(chǔ)資料掌握不到位，盲目性的開挖引起管道滲漏問(wèn)題。另外，結(jié)合給排水管網(wǎng)應(yīng)用實(shí)際可知，一些給排水管網(wǎng)在使用中還會(huì)出現(xiàn)偏移問(wèn)題，在項(xiàng)目施工中，一旦管道溝槽開挖深度不合理，且對(duì)于基礎(chǔ)墊層施工出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就容易使得管道安裝中出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，同時(shí)在附加水壓后，管道后受荷載而發(fā)生偏移，導(dǎo)致管道溝槽滲水、積水。后續(xù)施工中，應(yīng)重點(diǎn)檢查管道軸線、溝槽等施工數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，以此來(lái)保證溝槽施工質(zhì)量，為管道安裝和質(zhì)量控制奠定良好基礎(chǔ)。

圖1 管道滲漏

2.3 給排水管網(wǎng)配置難以滿足突發(fā)事件處理要求

沉陷、污染是現(xiàn)階段我國(guó)市政給排水管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用中所面臨的兩個(gè)重大問(wèn)題。在城市老城區(qū)，一些給排水管因網(wǎng)年久失修而引起了較為嚴(yán)重的管道滲水問(wèn)題，這給本地區(qū)的供水水壓、水量產(chǎn)生了較大影響，同時(shí)其引起了滲水區(qū)域的土地塌陷，造成了較大的安全隱患。另外，老城區(qū)給排水管網(wǎng)供排水能力有限，當(dāng)出現(xiàn)暴雨天氣時(shí)，老城區(qū)極易因排水不暢而引起城市內(nèi)澇問(wèn)題，故而在新時(shí)期，應(yīng)對(duì)既有的給排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化處理，提升城市整體的供水、排水能量，以此來(lái)減少或消除突發(fā)事件發(fā)生，提升城市的綜合服務(wù)能力。

3 城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置的要求

3.1 可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展是城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置中最基本的要求，其要求城市在給排水管網(wǎng)規(guī)劃中，不僅要考慮當(dāng)前的供水、排水需要，而且需從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)，考慮城市未來(lái)的供排水目標(biāo)和需求，然后在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下，進(jìn)行城市給排水管網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)和宏觀規(guī)劃，這樣能保證給排水管網(wǎng)規(guī)劃配置的合理性，提升給排水管網(wǎng)建設(shè)的綜合效益。新時(shí)期，可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想，同時(shí)也成為我國(guó)建設(shè)發(fā)展的主要方向，故而在城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，同樣需要遵守可持續(xù)發(fā)展的要求，對(duì)新建及既有的管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃、改造和建設(shè)，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(wǎng)規(guī)劃工作，能有效地避免生搬硬現(xiàn)象發(fā)生，提升城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化的科學(xué)性、合理性。我國(guó)各個(gè)城市的自然環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境存在較大差異，且受諸多因素影響，各城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口密集程度也有較大差異，這給城市給排水管網(wǎng)的建設(shè)帶來(lái)較大難度。在城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，按照因地制宜的原則進(jìn)行規(guī)劃，不僅能深層次分析城市地質(zhì)、水文環(huán)境，而且能統(tǒng)籌城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人員密集等因素，此外在因地制宜原則的指導(dǎo)下，給排水工程優(yōu)化建設(shè)人員還能實(shí)現(xiàn)城市供排水現(xiàn)狀與未來(lái)供排水需求的統(tǒng)一，這大大提升了城市供排水管網(wǎng)施工的合理性，有助于提升城市的綜合服務(wù)質(zhì)量。

3.3 質(zhì)量突出

在城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)中，需嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量第一的要求。一方面，在給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，應(yīng)從頂層設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，進(jìn)行給排水管網(wǎng)的整體規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)新建給排水管網(wǎng)與城市既有管網(wǎng)的有效統(tǒng)一，且在實(shí)際規(guī)劃中，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)既有管網(wǎng)改造，實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)以及污水系統(tǒng)、建筑給排水系統(tǒng)的有效分流。另一方面，在給排水管網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)深化新型官網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，如使用剛性韌性較好、過(guò)流量較大的HDPE管進(jìn)行給排管道施工，這樣才能提升給排水管道的使用壽命，實(shí)現(xiàn)工給排水管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益、質(zhì)量效益的全面統(tǒng)籌。另外，新時(shí)期，人們對(duì)于給排水管網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用質(zhì)量提出了較高的要求，在給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，還應(yīng)深化海綿城市等新型理念的應(yīng)用，在防、排、蓄、滲、滯、凈等功能協(xié)調(diào)中，實(shí)現(xiàn)城市供排水的有機(jī)統(tǒng)一。

圖2 HDPE給水管

4 城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化思路

4.1 優(yōu)選管道材料

管道材料對(duì)于城市給排水管網(wǎng)的運(yùn)行效果具有較大影響。在以往給排水管道建設(shè)中，鋼筋混凝土管的應(yīng)用較多，這些管道材料不僅施工不便，而且運(yùn)行中容易受腐蝕出現(xiàn)管道破裂、滲漏等問(wèn)題。新時(shí)期，開展城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化工作，首先應(yīng)注重管道材料的選擇和優(yōu)化。在城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，施工人員應(yīng)注重新型管槽的應(yīng)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(fù)合管是均是較為常見的新型管材，在工程項(xiàng)目建設(shè)中，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，做好這些新型管材的有效選擇，并且應(yīng)嚴(yán)格控制管材的規(guī)格、尺寸。另外為保證管材應(yīng)用效果，還應(yīng)在考慮管側(cè)土綜合變形模量、管頂豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值、管頂可變荷載、管道變形情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行管道環(huán)剛度的準(zhǔn)確計(jì)算，這樣能為管道應(yīng)用創(chuàng)造良好條件，提升給排水管道整體的建設(shè)及運(yùn)行效果。

4.2 管網(wǎng)布置方案優(yōu)化

在考慮城市供排水管網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合未來(lái)供排水需要進(jìn)行優(yōu)化是提升市政給排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。在城市給排水管網(wǎng)布置方案優(yōu)化中，正交式管道、截流式管道、平行式管道是給排水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的三種基本方式。其中正交式管道系統(tǒng)在市政給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用較多，其主要是依據(jù)所設(shè)計(jì)區(qū)域的地勢(shì)條件進(jìn)行規(guī)劃，該設(shè)計(jì)模式下，管內(nèi)水會(huì)在重力流向作用下從地勢(shì)高的區(qū)域流向地勢(shì)低的區(qū)域流動(dòng)。在新時(shí)期的城市管網(wǎng)優(yōu)化中，可將其用于城市雨水管道系統(tǒng)。從雨水排放效果來(lái)看，正交式管道系統(tǒng)的干管長(zhǎng)度短、污水排除速度快，能有效降低給排水管網(wǎng)建設(shè)成本。截留式管道系統(tǒng)能快速完成城市給排水管網(wǎng)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(jié)流是管道系統(tǒng)大大提升城市排水系統(tǒng)中污水的處理效果，提升了排水系統(tǒng)的綠色效益和生態(tài)效益。平行式管道系統(tǒng)能有避免因管道坡度過(guò)大造成管道終點(diǎn)埋深較大，的問(wèn)題，但要注意的是，該管網(wǎng)布置方案下，管道內(nèi)部的水流壓力較大，故而需結(jié)合實(shí)際地形情況進(jìn)行有序選擇。

4.3 結(jié)合多元因素改造城市既有水網(wǎng)

城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化具有較強(qiáng)的專業(yè)性、綜合性和復(fù)雜性，在管網(wǎng)優(yōu)化初期階段，先需要對(duì)影響城市管網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用水平的因素進(jìn)行分析，為后期的規(guī)劃建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。目前，影響城市管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用質(zhì)量的因素較多，除城市地質(zhì)、水位、其他地下工程建設(shè)內(nèi)容外；遠(yuǎn)近期供水、排水目標(biāo)要求、城市總體規(guī)劃、生態(tài)效益等都是需要考慮的重要內(nèi)容；此外在城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，還需要考慮水源位置、水泵、調(diào)節(jié)池、沉淀池位置等因素，選擇合適的管道鋪設(shè)方式進(jìn)行優(yōu)化布局。在考慮上述因素的基礎(chǔ)上，需對(duì)城市既有的官網(wǎng)價(jià)進(jìn)行改造?，F(xiàn)階段，老城區(qū)給排水管網(wǎng)改造是城市建設(shè)的難度，對(duì)于存在問(wèn)題的管網(wǎng)，盡量做到徹底整治，避免反復(fù)出現(xiàn)“馬路拉鏈”現(xiàn)象。同時(shí)在管網(wǎng)改造中，應(yīng)系統(tǒng)考慮城市供排水現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，努力實(shí)現(xiàn)老舊給排水管網(wǎng)系統(tǒng)與新建管網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)合，提升給排水管網(wǎng)應(yīng)用效益。另外在給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，還應(yīng)深化數(shù)字化城市管理系統(tǒng)的應(yīng)用，即應(yīng)將數(shù)字化城市管理系統(tǒng)與給排水管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用接合起來(lái)，通過(guò)對(duì)管網(wǎng)的全面監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決給排水管網(wǎng)建設(shè)問(wèn)題，提升給排水管網(wǎng)運(yùn)行效果[2]。

4.4 優(yōu)化市政給排水管網(wǎng)建設(shè)方法

為滿足市政給排水管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用水平，提升城市供水、排水效果，在給排水管網(wǎng)優(yōu)化中，還應(yīng)對(duì)管網(wǎng)具體的建設(shè)方法進(jìn)行優(yōu)化。新時(shí)期，在市政給排水管網(wǎng)建設(shè)方法優(yōu)化中，需嚴(yán)格按照施工準(zhǔn)備、開挖溝槽、管道保護(hù)、管道敷設(shè)、挖土回填的流程進(jìn)行施工，以此來(lái)保證給排水管網(wǎng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性。其一，在施工準(zhǔn)備階段，施工單位應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件，規(guī)范開展施工技術(shù)交底工作，并對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，為給排水管道施工工作開展奠定良好基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制管道材料，避免管道出現(xiàn)彎曲、劃傷等問(wèn)題，此外應(yīng)規(guī)范建設(shè)工程控制網(wǎng)，做好工程建設(shè)區(qū)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(shè)奠定良好基礎(chǔ)。其二，管道溝槽開挖及保護(hù)中，應(yīng)考慮道路方向、土壤條件外，周圍構(gòu)筑物、地下水位等因素，進(jìn)行溝槽開挖指標(biāo)和保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)控制（見表1）。其三，完成管溝開挖及管道保護(hù)施工后，還需對(duì)管道敷設(shè)及挖土回填工藝進(jìn)行優(yōu)化，如管道輻射中，應(yīng)嚴(yán)格控制管道基礎(chǔ)坡度、尺寸、高程、平整度等指標(biāo)，而在挖土回填中，要求管道填土的含水率應(yīng)不超過(guò)最佳含水率±2%，保證管道施工整體質(zhì)量，提升給排水管網(wǎng)的整體應(yīng)用效益。

表1 溝槽開挖及管道保護(hù)

4.5 實(shí)施管道運(yùn)行事故預(yù)警

信息時(shí)代下，要進(jìn)一步提升市政給排水管道運(yùn)行效果，還應(yīng)規(guī)范使用傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代通信、傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行狀況的有效檢測(cè)和保護(hù)。一方面，在現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)重視傳感器、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)布置，隨后應(yīng)借助這些設(shè)備系統(tǒng)化地進(jìn)行管道運(yùn)行流量、壓力等參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行事故預(yù)警。另一方面，基于信息技術(shù)進(jìn)行管道運(yùn)行事故預(yù)警時(shí)，還應(yīng)重視預(yù)警信息的深入分析，結(jié)合這些信息，科學(xué)的設(shè)計(jì)管道故障檢修方案，實(shí)現(xiàn)管道故障的專業(yè)化、規(guī)范化處理。如在市政給排水管道滲漏水問(wèn)題監(jiān)測(cè)除中，可在考慮管道材質(zhì)、管徑的基礎(chǔ)上，通過(guò)Enigma多探頭數(shù)字相關(guān)儀進(jìn)行探測(cè)，以此來(lái)確定滲漏點(diǎn)，為后期的故障檢修創(chuàng)造良好條件。

5 結(jié)語(yǔ)

給排水管網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系著城市的公共服務(wù)能力，對(duì)于城市居民的生活質(zhì)量具有較大影響。新時(shí)期，有必要深層次分析城市給排水管網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)給排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，這樣能滿足城市供水、排水需要，改善城市服務(wù)效果，提升城市居民的生活質(zhì)量。