◎張兵
(作者單位:合肥寶路建筑工程有限公司)
近年來,我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)一直保持著良性的發(fā)展趨勢(shì),城市化建設(shè)水平不斷提高,各項(xiàng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也日益完善。在城市建設(shè)過程中,市政道路是最關(guān)鍵的內(nèi)容,同時(shí)也為人們的日常出行提供了有效的保障。針對(duì)市政道路而言,其排水系統(tǒng)主要起到處理城市污水、排放降水的重要作用。因此,必須要保障排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量,才可以確保市政道路的正常使用。但是在現(xiàn)實(shí)情況中,在對(duì)市政道路的排水系統(tǒng)進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)存在著一定的缺陷和問題,必須要進(jìn)行合理的改造施工來保障排水系統(tǒng)的正常運(yùn)作?;诖?,文章結(jié)合工程實(shí)例主要對(duì)市政道路排水設(shè)計(jì)及其改造施工進(jìn)行分析,希望可以為我國(guó)市政建設(shè)方面提供一些參考意見。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)于城市的發(fā)展建設(shè)越來越重視,尤其是市政道路排水等工作更是得到了廣泛的關(guān)注。在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行施工建設(shè)以及相關(guān)改造施時(shí),必須要進(jìn)行合理的施工方案設(shè)計(jì),同時(shí)在施工期間進(jìn)行嚴(yán)格的管控,切實(shí)保障排水設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量。對(duì)于排水系統(tǒng)質(zhì)量的保障需要從以下幾個(gè)方面著手:施工進(jìn)度、前期規(guī)劃和設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備工作、施工團(tuán)隊(duì)、質(zhì)檢工作等。只有加強(qiáng)對(duì)每個(gè)具體環(huán)節(jié)的分析和把握,確定施工作業(yè)的重難點(diǎn)內(nèi)容,不斷促進(jìn)施工整體水平的提升,確保可以達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求,以便于促進(jìn)城市的進(jìn)一步發(fā)展,滿足人們的日常所需。
排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)主要包括以下兩個(gè)部分:第一部分是雨水井、過街排水管等,在對(duì)此部分進(jìn)行施工建設(shè)時(shí),需要由施工單位進(jìn)行具體的施工建設(shè)。第二部分主要是地下排水的檢查井、并且還包括其主干線等部分,在實(shí)際進(jìn)行施工時(shí)這部分內(nèi)容的工作總量較大,并由排水公司負(fù)責(zé)。在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行具體施工時(shí),需要先從地下排水部分開始進(jìn)行施工,后續(xù)再對(duì)道路路基進(jìn)行施工作業(yè),完成上述工作內(nèi)容后再對(duì)雨水井等部分進(jìn)行施工。
路基可以對(duì)道路起到有效的支撐作用,而市政道路對(duì)于路基的穩(wěn)定性有著嚴(yán)格的要求,同時(shí)路基強(qiáng)度也必須要達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下,如果路基濕度比較嚴(yán)重,則在對(duì)其進(jìn)行碾壓、晾曬等操作時(shí)難度系數(shù)也比較大。在遇到這種情況時(shí),應(yīng)該通過具有良好透水性的材料進(jìn)行有效的處理,或者采取拋石擠淤等方法。針對(duì)潮濕路基而言,應(yīng)該提前在路基兩側(cè)區(qū)域進(jìn)行開挖,建設(shè)好排水溝。完成路基水的收集后,可以利用吸水泵將路基水排除干凈。
在實(shí)際施工過程中施工人員經(jīng)常會(huì)忽略綠化帶的排水設(shè)計(jì),但是近年來隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視,城市綠化帶面積越來越大,其功能性特征也更加突出。針對(duì)市政道路工程而言,在進(jìn)行排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí),必須要重視綠化帶排水設(shè)計(jì)。在實(shí)際進(jìn)行綠化帶設(shè)計(jì)的過程中,一般會(huì)按照分隔帶進(jìn)行具體的設(shè)計(jì),當(dāng)水分滲入到綠化帶當(dāng)中后,其中一部分會(huì)滲入到地表當(dāng)中,而另一部分則會(huì)順沿道路縱坡不斷流下,所以應(yīng)該將綠化帶和路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的分割。另外,還需要在綠化帶底部位置建設(shè)一條盲溝,這樣可以使水分不斷流入到雨水井當(dāng)中。
一般可以將車行道的排水分為單坡和雙坡排水兩種,為了緩解城市交通擁堵問題,在設(shè)計(jì)市政道路寬度時(shí)會(huì)將數(shù)值設(shè)置的比較大,所以在選擇排水方式時(shí)主要以雙坡排水為主,這樣可以使地表積水能夠在較短的時(shí)間內(nèi)有效的排出。同時(shí)在設(shè)計(jì)雨水口時(shí)必須要選取適宜的位置,使得路面積水可以最終流入到主干道當(dāng)中。在對(duì)人行道橫坡進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該確保坡度和車行道方向相一致,這樣可以使積水流入到雨水口當(dāng)中。針對(duì)挖方段路面排水來說,道路兩側(cè)區(qū)域一般設(shè)有擋土墻,所以需要將截水溝位置設(shè)置在上方區(qū)域,從而有效的攔截地表水。
為了保障市政道路工程的質(zhì)量,必須要確保施工材料質(zhì)量符合規(guī)定要求。對(duì)于市政道路而言同樣如此,其排水系統(tǒng)的建設(shè)也必須要應(yīng)用高質(zhì)量的材料。但是在現(xiàn)實(shí)情況中,部分施工單位為了節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本,應(yīng)用一些質(zhì)量不過關(guān)的材料,使得排水系統(tǒng)老化過快并在使用過程中發(fā)生滲漏。
在實(shí)際進(jìn)行排水系統(tǒng)的施工建設(shè)時(shí),應(yīng)該合理開展管道埋置工作。需要注意,在此期間必須要保障回填質(zhì)量,否則會(huì)使得排水系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)受到較大的影響,道路質(zhì)量也會(huì)存在一定的問題。比如,當(dāng)檢測(cè)井附近區(qū)域的回填沒有達(dá)到良好的密實(shí)程度、填料質(zhì)量不符合規(guī)定要求等,都會(huì)導(dǎo)致回填土發(fā)生淪陷。
在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),主要需要加強(qiáng)對(duì)排水管道的重視,同時(shí)認(rèn)真按照規(guī)定要求落實(shí)管道安裝工作,避免因?yàn)楣艿腊惭b失誤而影響到排水系統(tǒng)的各項(xiàng)實(shí)用功能。如果管道安裝出現(xiàn)問題,市政道路質(zhì)量也會(huì)受到一定的影響。在實(shí)際進(jìn)行管道安裝時(shí),因?yàn)槭┕と藛T專業(yè)素質(zhì)不過關(guān)、操作不規(guī)范等問題,使得管位放線、掛線出現(xiàn)錯(cuò)誤、測(cè)量精確度不高,進(jìn)一步導(dǎo)致管線連接錯(cuò)誤、管道軸線偏移等問題出現(xiàn),這樣也會(huì)導(dǎo)致排水系統(tǒng)功能受到不良影響。
如果管材質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、管壁缺乏良好的抗?jié)B能力,都可能導(dǎo)致管道口出現(xiàn)破損。而檢查井壁出現(xiàn)滲漏則會(huì)導(dǎo)致管道沉陷,并出現(xiàn)局部積水問題。因此,在選取管道時(shí),需要對(duì)應(yīng)用材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查,確保其質(zhì)量符合相關(guān)要求。
檢查井發(fā)生下沉、變形、井蓋質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題都會(huì)使排水系統(tǒng)的外觀受到影響,同時(shí)導(dǎo)致其各項(xiàng)功能無法得到有效的運(yùn)用。為了解決此類問題,在進(jìn)行施工期間需要認(rèn)真檢查檢查井,包括:墊層、基層等部分。在對(duì)檢查井進(jìn)行砌筑時(shí),需要科學(xué)設(shè)計(jì)井室和井口的高度以及具體位置,防止井體發(fā)生變形。除了上述內(nèi)容外,還需要保障井蓋、井座之間相互協(xié)調(diào)。
在施工期間出現(xiàn)測(cè)量誤差或者施工不達(dá)標(biāo)等問題,都會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)積水或者偏移,所以必須要按照測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交接樁進(jìn)行復(fù)測(cè)。另外,在進(jìn)行施工放樣時(shí)需要根據(jù)該區(qū)域的地質(zhì)水文情況進(jìn)行分析和考慮,同時(shí)還需要進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)測(cè)檢驗(yàn),盡可能地降低誤差。
造成壓實(shí)效果不佳的原因很多,一般主要是因?yàn)樵陂_展回填工作時(shí)沒有分層進(jìn)行夯實(shí)、井附近的回填工作缺乏有效性等,這都會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)工作不到位,使得施工后期出現(xiàn)回填土沉降等問題。為了確?;靥盍腺|(zhì)量達(dá)標(biāo),在對(duì)管槽進(jìn)行回填的過程中,需要嚴(yán)格按照回填具體位置、施工要求等進(jìn)行綜合分析,從而確保填料工作可以順利落實(shí),并選取適宜的夯實(shí)設(shè)備,這樣可以進(jìn)一步促進(jìn)壓實(shí)效果的提升。如果溝槽寬度比較小,一般會(huì)選取蛙式打夯機(jī),也可以進(jìn)行人工回填,但是需要注意絕對(duì)不可以應(yīng)用水夯法。
S105 省道合馬路是合肥通往巢湖、蕪湖、馬鞍山的一條重要干線公路,也是合肥東向的一條出城道路,現(xiàn)為平原微丘區(qū)一級(jí)公路。近年來,隨著道路使用年限的增長(zhǎng),加上車流量的不斷增大,且超限超載車輛的增多,路面出現(xiàn)了不同程度的病害,龜裂、網(wǎng)裂、縱橫縫等病害。為穩(wěn)定路況,提升其通行能力和水平,保障道路安全暢通,實(shí)施公路養(yǎng)護(hù)工程。原有路基路面排水系統(tǒng)予以利用、疏通恢復(fù)。路面排水采取路面漫流、路線縱坡相結(jié)合的方式自然排水;街道段采用管道排水設(shè)計(jì)。
首先應(yīng)收集規(guī)劃及相關(guān)道路資料,明確本條市政道路排水管是否需要轉(zhuǎn)輸其他流量,再結(jié)合地面坡度、地塊的自然高程、規(guī)劃高程及排水管道布置等情況,進(jìn)行市政道路排水管道各設(shè)計(jì)管段匯水面積的劃分。當(dāng)涉及的地塊四角高程相差不大且地勢(shì)平坦時(shí),匯水面積應(yīng)結(jié)合周圍排水管渠的布置按地塊等分角線劃分。當(dāng)涉及的地塊四角高程相差較大或有一定的地勢(shì)坡度時(shí),則按雨水匯入低側(cè)的原則,地面雨水徑流方向應(yīng)劃分較大的匯水面積。對(duì)于改建道路的排水管網(wǎng)設(shè)計(jì),收集兩側(cè)已建場(chǎng)地的排水資料尤為重要,而不是一味盲目地對(duì)著地形圖和路網(wǎng)勾繪匯水面積。結(jié)合合肥地區(qū)的路網(wǎng)規(guī)劃及工程實(shí)踐,排水管道設(shè)計(jì)管段的劃分一般以120~240m 為一段。排水管道計(jì)算管段劃分得短,則增加水力計(jì)算的工作量;排水管道設(shè)計(jì)管段劃得長(zhǎng),則該排水管道設(shè)計(jì)方案不經(jīng)濟(jì),增加工程造價(jià)。
雨污水管道于市政道路上的橫斷面布置,除了要與規(guī)劃部門協(xié)商管線在設(shè)計(jì)道路上的相對(duì)位置,還可采用如下布設(shè)技巧避開管線的交叉問題。當(dāng)雨污水單側(cè)布置時(shí),雨污水可布設(shè)于道路的不同側(cè),如污水管道在道路東(南)側(cè),雨水管道則相對(duì)位于西(北)側(cè)。這樣可以避免雨污水管道同側(cè)時(shí)某一條排水管道位于車輛輪跡線的位置,方便日后管道的管理和維護(hù)。金塘路污水管道應(yīng)布設(shè)于雨水管道外側(cè)(靠近道路紅線一側(cè))。如此雨水支管橫穿污水主管,可以在很大程度上減少因管線相對(duì)位置與管網(wǎng)布置相反而產(chǎn)生的交叉處高程沖突問題。
圖1 雨水支管橫穿污水主管一般不會(huì)產(chǎn)生高程沖突(左)
圖2 污水支管橫穿雨水主管相對(duì)較易產(chǎn)生高程沖突(右)
根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,對(duì)排水管道造價(jià)影響最大的因素是埋設(shè)深度,相比之下,管徑增加或減少埋深對(duì)造價(jià)的影響較小;管徑加大所增加的材料費(fèi)用對(duì)總造價(jià)影響很小,而它們的坡度變化對(duì)管道造價(jià)的影響是顯著的,因此,當(dāng)排水管道的排水方向與市政道路坡向一致時(shí),管道可以沿著地面坡度敷設(shè)。選擇管段直徑時(shí),主要考慮與地面坡度數(shù)值一致的水力坡度下滿足流量、最大充滿度要求的最小直徑。當(dāng)排水管道的排水方向與市政道路坡向相反或者管道敷設(shè)地點(diǎn)的地形比較平坦時(shí),應(yīng)先確定一個(gè)最小設(shè)計(jì)水力坡度,在一定的設(shè)計(jì)流量下,采用相對(duì)較大的管徑,如此可減少管道的埋設(shè)深度、管槽的土方量,進(jìn)而減少造價(jià)。另一方面,對(duì)于雨水管道而言,減小埋深可避免管道與出口底接而造成雨水頂托。S105 省道合馬路設(shè)計(jì)的雨水管道排水量為1627L/s。設(shè)計(jì)管徑為D1200、坡度為0.15%,者設(shè)計(jì)管徑為D1000、坡度為0.4%,都能滿足流量要求。但是該段排水方向與道路縱坡相反,此時(shí)應(yīng)選擇設(shè)計(jì)管徑為D1200、坡度為0.15%,埋設(shè)深度相對(duì)提高70cm,管道溝槽土方及造價(jià)大幅減少。
市政道路排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)就是處理各種管線的交叉關(guān)系。處理管道交叉應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,因地制宜。
(1)遇障礙物時(shí)可繞道避開。當(dāng)障礙物旁有空余的空間可以用來布設(shè)管道時(shí),可新建一段管道路由繞過障礙物。比如S105 省道合馬路排水管道原布設(shè)于輔路上,遇到管廊檢修車輛出入口及高壓艙檢修間,無法按原路由或降低高程通過時(shí),于綠化退線內(nèi)新建管道路由,繞道避開該障礙物,如圖3 所示。
圖3 排水管道遇障礙物繞行避開示意圖
(3)降低排水管高程,下穿通過障礙物。本措施適用于下游排水出口無限制、有富余空間可降低排水管道高程的情況。S105 省道合馬路排水管道遇綜合管廊綜合口,兩側(cè)場(chǎng)地?zé)o綠化退線可繞道通行時(shí),降低排水管道。但該措施需與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員配合,做好管道的保護(hù)。
(4)倒虹吸穿越障礙物。當(dāng)排水管道與其他市政管道的豎向高程嚴(yán)重矛盾,不能按原高程直接通過且無任何余地調(diào)整時(shí),可采用倒虹吸法。該措施容易引起管道淤積,且應(yīng)注意在倒虹吸前的排水檢查井內(nèi)設(shè)置沉泥槽,倒虹管內(nèi)設(shè)計(jì)流速應(yīng)達(dá)到0.9m/s 并大于進(jìn)水管流速。在合肥地區(qū),此措施一般用于污水管道,雨水管道系統(tǒng)中應(yīng)用較少,不建議采用。
(5)調(diào)整管徑。當(dāng)排水管道與其他管道的豎向高程沖突較不嚴(yán)重,尚有余地可以調(diào)整時(shí),可采用此法。該措施的前提是要保證其他管線可從從排水管上方通過,在保持排水管道上、下游銜接管內(nèi)底標(biāo)高不變的情況下,調(diào)整管材或采用雙(多)孔較小管徑管道代替原設(shè)計(jì)排水管道,降低管頂標(biāo)高。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),如果原排水管道采用鋼筋混凝土管,替代管材可采用雙孔小一級(jí)塑料管,實(shí)際過水效果較好。
(6)采用結(jié)合井。在排水管道和其他管徑較小管線(如市政強(qiáng)弱電管道)等交叉無法避免的情況下,可設(shè)置結(jié)合井。該措施是在管道交叉位置設(shè)置結(jié)合井,將排水管道斷開,其他管線按原高程從井內(nèi)穿過。采用該措施需要注意對(duì)其他管線的保護(hù),如加設(shè)防護(hù)套管等。同時(shí),建議結(jié)合井落底60cm,①可使結(jié)合井作為排水管道的沉泥井使用;②因?yàn)槠渌芫€從井內(nèi)穿過影響部分過流斷面,落底60cm 可提高排水水力條件。
綜上所述,現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展必須要提高對(duì)市政道路工程的重視。針對(duì)市政道路工程而言,其排水系統(tǒng)可以對(duì)城市污水進(jìn)行良好的處理,并且可以解決自然降水的排放等問題,有利于保障市政道路的順利運(yùn)行。但是在排水系統(tǒng)實(shí)際進(jìn)行施工建設(shè)過程中,由于存在著管材質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、管道安裝沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等一系列問題,使得排水系統(tǒng)在后期應(yīng)用時(shí)發(fā)生管道滲漏、變形、回填土沉陷等現(xiàn)象。因此,有關(guān)部門和施工單位需要加強(qiáng)對(duì)排水系統(tǒng)的后期改造施工,從而保障排水系統(tǒng)可以正常發(fā)揮其各項(xiàng)功能作用,切實(shí)增強(qiáng)市政道路施工質(zhì)量和整體水平,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展。