曹亦婷

（天水市麥積區(qū)村鎮(zhèn)建設(shè)服務(wù)中心 ，甘肅 天水 741020）

大部分城市的排水系統(tǒng)可以承擔(dān)起排出雨水、防止由于降雨產(chǎn)生的內(nèi)澇問題對(duì)城市環(huán)境造成污染等，同時(shí)，隨著城市文明程度的提高和環(huán)境污染防治工作的進(jìn)一步加強(qiáng)，一個(gè)城市的污水排水處理能力直接體現(xiàn)一個(gè)地區(qū)文明程度的高低。進(jìn)而隨著中國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，大量的農(nóng)村人口集中涌入城市，而為了滿足群體的居住需求，城市建設(shè)工作正不斷對(duì)外擴(kuò)張，一些老舊城區(qū)被列入改造計(jì)劃中[1]。但由于改造工程是一項(xiàng)大型的系統(tǒng)性很強(qiáng)的工程，但大多數(shù)城市為改造項(xiàng)目建設(shè)單位下?lián)艿呐f城改造資金僅夠用于城市建筑開發(fā)，沒有額外的資金用于道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。同時(shí)，利用社會(huì)資本建設(shè)的開發(fā)項(xiàng)目，完全將開發(fā)組團(tuán)周邊所輻射的基礎(chǔ)設(shè)施甩給了政府，政府財(cái)政壓力增大，所投入到城市基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)資金有限，勢(shì)必造成雨污分流無(wú)法同城市組團(tuán)開發(fā)建設(shè)同步進(jìn)行，造成雨污水排放不暢通、處理不達(dá)標(biāo)等問題，導(dǎo)致改造后的城市基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法保持與現(xiàn)代化城市建設(shè)的同步[2]。尤其是由于雨污合流造成的城市水環(huán)境污染、城市內(nèi)澇等問題，從很大程度上制約了城市的良好發(fā)展，因此，對(duì)城市建設(shè)與改造過程中的雨污合流問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的對(duì)策，改變目前舊城改造中存在的雨污合流現(xiàn)狀，顯得極為重要。

1 舊城改造中的雨污合流問題分析

出現(xiàn)雨污合流問題的根本原因是城市地下管道與排水系統(tǒng)的建設(shè)與城市更新發(fā)展的步伐不相適應(yīng)。為了解決此方面問題，下述將對(duì)舊城改造過程中的雨污合流現(xiàn)象形成原因進(jìn)行分析。

大部分城市在改造建設(shè)中，尤其融資開發(fā)項(xiàng)目，會(huì)將大量資金投入到房屋建設(shè)、居住區(qū)環(huán)境優(yōu)化等項(xiàng)目，而且舊城改造，只是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的改造，只重視了對(duì)老舊建筑的改造，地上部分環(huán)境的改造，在此過程中忽視了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的改造更新，沒有投入足夠的人力物力進(jìn)行城市排水管網(wǎng)的優(yōu)化。雨水、生活用水、工業(yè)生產(chǎn)排水全部接入原有老舊管道。加之原有市政道路排水系統(tǒng)投入使用后沒有及時(shí)進(jìn)行清淤處理，導(dǎo)致管道淤堵現(xiàn)象嚴(yán)重，根本無(wú)法對(duì)城市污水起到有效的排出作用[3]。根據(jù)有關(guān)單位的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)老城區(qū)內(nèi)只有不足三成的市政排水管道仍處于可用狀態(tài)，其余的排水管道由于年久失修、城市居住容量增加，導(dǎo)致污水排放能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市發(fā)展更新的需要。此種問題，一是導(dǎo)致城市污水與雨水未經(jīng)過有效處理便直接排入河流，導(dǎo)致河流水體受到嚴(yán)重的污染與破壞，與此同時(shí)，在雨污合流的影響下，一部分天然形成的湖泊或河流已變成了城市“臭水溝”，而地方政府沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)此種問題，任其發(fā)展[4]，或者發(fā)現(xiàn)后采取局部處理，沒有從根本上解決此類問題；二是雨污合流排放體系導(dǎo)致現(xiàn)有的管道終端無(wú)法承受雨污合流排放的壓力，尤其遇到雨水較多的年份或者降雨量較多的城市，污水處理廠污水處理量成倍加大，無(wú)形中增加了城市污水處理的成本，加劇了污水處理廠設(shè)施的老化。因此，解決雨污分流問題，尤其雨水排放問題，已成為舊城改造中重中之重的當(dāng)務(wù)之急。本文仔細(xì)研究分析城市水環(huán)境被污染的主要原因后，著重從舊城改造雨水分流灌渠的設(shè)計(jì)、管材的選擇及頂管技術(shù)的應(yīng)用等方面進(jìn)行論述，以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市改造工作的優(yōu)化，推進(jìn)城市的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程。

2 分流排水技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 舊城改造中雨水管渠流量設(shè)計(jì)

在對(duì)舊城改造項(xiàng)目當(dāng)中的雨污合流問題進(jìn)行改善時(shí)，引入分流排水技術(shù)前，首先需要確定雨水管渠的具體流量，并根據(jù)這一數(shù)據(jù)完成后續(xù)施工。針對(duì)城市區(qū)域內(nèi)的雨水管渠設(shè)計(jì)流量，可根據(jù)最小流域面積的公式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，具體為：

公式（1）中：Q 為城市區(qū)域雨水管渠設(shè)計(jì)流量；ψ 為雨水徑流系數(shù)；q 為暴雨強(qiáng)度；F 為匯水面積。根據(jù)上述公式，通過綜合分析雨水徑流成因，進(jìn)一步得出雨水徑流量的計(jì)算公式：

公式（2）中，Qn 為城市雨水徑流；C 為某一排水流域特征下的徑流系數(shù)；I 為某一特定時(shí)間當(dāng)中雨水徑流的暴雨強(qiáng)度；A 為產(chǎn)生降雨時(shí)涉及的城市區(qū)域面積。根據(jù)上述公式，計(jì)算得出城市雨水的徑流情況，以此為后續(xù)排水管線的材料選擇和施工方案設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。在實(shí)際施工過程中，城市區(qū)域內(nèi)的雨水徑流系數(shù)會(huì)受到道路地面類型的影響而發(fā)生較大改變，因此在實(shí)際施工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同路面類型，對(duì)其雨水徑流系數(shù)ψ 進(jìn)行取值，并以此通過上述公式，確定最終舊城改造中雨水管渠流量。

2.2 新型分流排水管道材料選擇

為實(shí)現(xiàn)對(duì)舊城中雨污合流問題的改造，重點(diǎn)解決雨水分流排放問題。在明確舊城改造中雨水管渠流量參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其排水管道的材料進(jìn)行選擇。當(dāng)前，常見的分流排水管線材料包括HDPE 雙壁、夾砂玻璃管道、塑料纏繞式管道、HDPE 中空壁纏繞式管道等。在具體施工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同施工條件，對(duì)上述四種管道材料進(jìn)行選擇。在具體應(yīng)用中，第一種管道材料在實(shí)際應(yīng)用中具有更高的強(qiáng)度，且重量較輕。第二種管道材料具有良好的水力條件，管道本身重量輕，方便運(yùn)輸和裝卸，更適用于施工量小，對(duì)荷載要求不高的排水施工中[5]。第三種管道材料環(huán)硬度更高，且具有良好的耐腐蝕性能，但由于材料本身價(jià)格較高，因此會(huì)進(jìn)一步增加工程整體的造價(jià)成本，普通條件下的施工單位不適宜使用這種管道材料。第四種管道材料的口徑通?？梢赃_(dá)到2000mm以上，因此更適用于城市中管徑較大的排水管網(wǎng)中，并且這種管道材料的生產(chǎn)工藝是上述其他三種管道材料難以完成的。根據(jù)實(shí)際施工需要，在完成對(duì)管道材料的選擇后，可采用如圖1 所示的方式對(duì)管道之間的柔性連接。

圖1 管道之間柔性連接方式示意圖

2.3 頂管施工技術(shù)

完成上述設(shè)計(jì)后，基于目前舊城改造中存在的道路路況較好，地下雨污管線滿足不了城市發(fā)展更新的問題。為避免大范圍的開挖造成城市交通癱瘓，重新恢復(fù)路面又產(chǎn)生新的投資，在工藝上大部分選擇頂管施工技術(shù)，埋設(shè)雨污分流管道，解決雨污分流問題。其施工工藝見圖2。

圖2 頂管施工工藝流程框圖

施工過程中，應(yīng)先探明地下管線及構(gòu)筑物，在保證頂管工作能夠無(wú)障礙物順利頂進(jìn)進(jìn)行前提下，進(jìn)行工程基準(zhǔn)線的設(shè)置，再根據(jù)地下水的情況，對(duì)地表層工作井進(jìn)行降水處理，完成分流排水準(zhǔn)備工作后，在施工作業(yè)區(qū)域安裝導(dǎo)軌與機(jī)具，從上層坑開始下深挖掘，按照“下管—測(cè)量—挖土—出土—頂進(jìn)—校測(cè)”的作業(yè)流程，進(jìn)行頂管施工。在上述提出的內(nèi)容中應(yīng)注意，一旦頂管施工開始，便需要保持施工行為的持續(xù)性，中途一旦出現(xiàn)頂進(jìn)施工間隔時(shí)間過長(zhǎng)的問題，便會(huì)增加頂進(jìn)施工的阻力。為了保證與之相關(guān)工作的順利實(shí)施，建議采用三班制執(zhí)行此項(xiàng)工程。此外，注意頂進(jìn)施工過程中的管節(jié)破裂問題，及時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)安全處理措施，并根據(jù)施工中遇到的頂進(jìn)障礙物類型，采用對(duì)應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行處理，確保施工作業(yè)行為的連續(xù)性與標(biāo)準(zhǔn)性。

3 對(duì)比分析

選擇即將作為海綿城市試點(diǎn)的天水市麥積區(qū)橋南商場(chǎng)片區(qū)為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過可行性研究報(bào)告的反饋數(shù)據(jù)可知，該地區(qū)管道為雨污合流排水體系，盡管早期地方政府已投入了部分資金用于建設(shè)或改造城市排水管網(wǎng)，但由于地處老城區(qū)，道路比較窄小，人流車流量較大，該片區(qū)的雨污分流工作一直沒有實(shí)施，導(dǎo)致地區(qū)雨污分流排水工作的實(shí)施一直未能達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。本次作為海綿城市的試點(diǎn)，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，將進(jìn)行徹底的改造。下文將通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)設(shè)計(jì)的分流排水技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)對(duì)該片區(qū)海綿城市試點(diǎn)改造提供可借鑒的技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)中，使用計(jì)算機(jī)仿真軟件，先使用本文設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行地下給排水管道與城市管網(wǎng)的布設(shè)，再按照傳統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用方式，對(duì)城市給排水管道進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中要保證城市建設(shè)模型與城市建筑的等比例縮小。完成上述設(shè)計(jì)后，模擬大規(guī)模降雨，降雨量設(shè)置由小到大。觀察兩種技術(shù)在突發(fā)性降雨條件下對(duì)雨水的排出量，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制成圖示，見圖3。

圖3 單位時(shí)間內(nèi)兩種排水技術(shù)的排水效果

從圖3 可以看出，隨著降雨量的增加，兩種分流排水技術(shù)在單位時(shí)間內(nèi)的流量都呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì)，但顯而易見的是，本文設(shè)計(jì)的分流排水技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)的單位時(shí)間排出量大于傳統(tǒng)技術(shù)在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)污水的排出量。基于此，輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在仿真實(shí)驗(yàn)中，本文設(shè)計(jì)的分流排水技術(shù)可以提高單位時(shí)間內(nèi)對(duì)地表積水的排出量，可以應(yīng)對(duì)城市內(nèi)突發(fā)性大規(guī)模降雨，避免城市發(fā)生內(nèi)澇事故的概率。

4 結(jié)語(yǔ)

在老舊城區(qū)改造建設(shè)工程中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)道路排水系統(tǒng)的規(guī)范化設(shè)計(jì)與開發(fā)，一直是市政單位的關(guān)注重點(diǎn)。為了落實(shí)此項(xiàng)工作，本文對(duì)老舊城區(qū)改造中的雨污合流問題進(jìn)行了深入分析，并詳細(xì)闡述了分流排水技術(shù)的應(yīng)用方式。完成設(shè)計(jì)后，以仿真實(shí)驗(yàn)作為依托，證明了本文設(shè)計(jì)的分流排水技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)的單位時(shí)間排出量大于傳統(tǒng)技術(shù)在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)污水的排出量，說(shuō)明了此次研究設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用方式，可以有效解決城市在建設(shè)與開發(fā)過程中，尤其舊城改造中潛在的內(nèi)澇現(xiàn)象。總之，在完成此次研究后，應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)知改造老舊城區(qū)中的排水管線、優(yōu)化地下給排水系統(tǒng)，是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，要嚴(yán)格遵循循序漸進(jìn)的工作原則，相關(guān)工作在落實(shí)中不可操之過急，要合理安排政府下?lián)苜Y金的支出，從源頭入手，同時(shí)，本著規(guī)劃建設(shè)同步，老舊城區(qū)改造系統(tǒng)化，基礎(chǔ)設(shè)施先行的原則，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)老舊城區(qū)環(huán)境的優(yōu)化。