何朝貴

廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計院 廣西 南寧 530000

1 市政排水工程管網(wǎng)優(yōu)化配置原理

在市政管網(wǎng)中包含給排水系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、電力通信系統(tǒng)等。給排水管網(wǎng)系統(tǒng)是城市市政管網(wǎng)至關(guān)重要的組成部分，是處理廠和用戶的連接紐帶。排水管網(wǎng)包括各類雨水進(jìn)水口、雨污水管道、檢查井、排水泵站及其附屬設(shè)施。管道可分為污水管道、雨水管道和合流管道三種。城市排水工程屬于一項系統(tǒng)工程，一旦在設(shè)計階段或施工過程中出現(xiàn)問題，會對城市市政排水管網(wǎng)運行狀況造成一定影響，使市政排水管網(wǎng)出現(xiàn)排水不暢、工作效率不高等情況，同時還將對市政工程的整體經(jīng)濟(jì)效益造成一定影響。為有效完善城市市政排水管網(wǎng)優(yōu)化配置工作，規(guī)劃單位應(yīng)對整個區(qū)域的管網(wǎng)進(jìn)行合理布置，設(shè)計單位應(yīng)在設(shè)計過程中對管道走向和管徑大小進(jìn)行合理設(shè)計并符合區(qū)域規(guī)劃要求，施工單位應(yīng)對施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，管理部門應(yīng)對排水管網(wǎng)維護(hù)運行的成本以及降低城市市政排水管網(wǎng)投資等問題給予高度重視，這樣不僅可以使得城市市政排水管網(wǎng)整體系統(tǒng)的可靠性得到一定程度的提升，同時也能促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展與推廣。

2 市政排水設(shè)計中存在的問題

目前，我國市政排水系統(tǒng)設(shè)計過程中普遍存在以下問題：（1）排水管網(wǎng)規(guī)劃缺乏合理性，主要表現(xiàn)有市政排水管道坡度及管徑設(shè)計值略小，無法滿足實際排水需求；雨水排水系統(tǒng)設(shè)計未充分結(jié)合道路豎向設(shè)計、地形地勢、規(guī)劃路網(wǎng)、雨水匯水面積等因素或未與該區(qū)域已有道路排水系統(tǒng)相結(jié)合，嚴(yán)重影響雨水排水系統(tǒng)的排水能力。（2）缺乏與其它市政管線的統(tǒng)籌規(guī)劃，主要表現(xiàn)有規(guī)劃設(shè)計缺乏整體性和前瞻性，存在部分管線規(guī)劃設(shè)計無依據(jù)的情況。（3）排水系統(tǒng)的選擇缺乏科學(xué)性，排水系統(tǒng)的科學(xué)性不僅對排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和施工建設(shè)具有直接影響，還對所在區(qū)域或城市的環(huán)保工作、市政建設(shè)具有較深遠(yuǎn)的影響。從實際情況來看，部分地區(qū)在進(jìn)行排水系統(tǒng)選擇時存在一定的盲從性，沒有結(jié)合城市自身的實際情況，導(dǎo)致其功能實現(xiàn)的可能性較低，影響市政排水系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

3 市政排水工程設(shè)計的工作內(nèi)容

3.1 前期工作內(nèi)容

設(shè)計工作開始之前，需要完成的主要工作內(nèi)容包括：（1）對當(dāng)前城市污水系統(tǒng)及市政排水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析，了解存在的主要問題并加以分析評價；（2）結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)預(yù)測目標(biāo)區(qū)域污水量，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和政府具體要求確定目標(biāo)區(qū)域的污水排放標(biāo)準(zhǔn)和排水體系；（3）以問題為導(dǎo)向，以相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和實際案例為依據(jù)，針對現(xiàn)存問題提出針對性的解決策略，明確規(guī)劃設(shè)計的原則；（4）根據(jù)排澇分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行合理的污水分區(qū)，并確定污水收集系統(tǒng)、路面排水系統(tǒng)布局方案；（5）根據(jù)設(shè)計工作需求，詳細(xì)測量、收集、計算相關(guān)數(shù)據(jù)，為設(shè)計工作提供更加充足的數(shù)據(jù)信息支持；（6）結(jié)合實際情況制定近期工作建議和保障性措施[1]。

3.2 設(shè)計工作內(nèi)容

設(shè)計過程中的主要工作內(nèi)容包括：（1）排水管網(wǎng)設(shè)計。一方面應(yīng)盡可能縮短線路長度，以達(dá)到快速排水的效果；另一方面應(yīng)盡可能避免管道穿越山洪地區(qū)，以此避免滲水事故的發(fā)生，提高管道的安全性；（2）雨水管道設(shè)計。在具體設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)雨水匯入面積和徑流大小設(shè)置管道大小和排水方向來提升雨水管道設(shè)計的科學(xué)性和合理性,為居民出行提供更加便利、安全的道路條件；（3）污水管道設(shè)計。明確污水系統(tǒng)流域分區(qū)，合理布置污水管道走向，使污水盡量按重力流方式排出，用較短的管線排出較大面積的污水，布置中盡量減少埋深，盡量避免采用頂管或者污水提升泵站，減少工程投資和后期運維費用。

4 市政排水工程設(shè)計的要點

4.1 排水管道設(shè)計要點

進(jìn)行排水管道設(shè)計過程中，結(jié)合項目排水（雨污）設(shè)計的實際情況和具體要求，設(shè)計單位應(yīng)明確排水管道的設(shè)計要點：（1）科學(xué)設(shè)定管道走向與設(shè)計參數(shù)。在進(jìn)行排水管道設(shè)計時普遍會遇到在原有管網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改造的情況，受新舊管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計差異性、現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜等因素的影響，管道設(shè)計具有較大的難度。鑒于此，設(shè)計單位在進(jìn)行排水管道設(shè)計前，應(yīng)著重加強(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集和調(diào)研，以此全面而深入地了解目標(biāo)區(qū)域的原始管網(wǎng)狀態(tài)、周邊環(huán)境條件及相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，以便對管道走向和參數(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。（2）做好排水管道橫斷面布置設(shè)計。在項目排水（雨污）設(shè)計過程中，設(shè)計單位應(yīng)考慮到多種管線的協(xié)調(diào)布置，并根據(jù)每種管線的參數(shù)情況布置在合適的位置，以減少管線的交叉及埋深。同時應(yīng)考慮到有些管線不與道路同步施工，在布置排水（雨污）管線位置時盡量避免后面實施的管線在施工過程中對其造成影響。（3）確保管線過街預(yù)留工作合理性。很多城市都有明文規(guī)定，新建或改建道路在規(guī)定時間內(nèi)不得進(jìn)行開挖施工，因此市政排水管線過街預(yù)留設(shè)計的合理性至關(guān)重要。在項目排水（雨污）設(shè)計過程中，設(shè)計師每隔80～120m便預(yù)留一個支管和檢查井，在道路交叉口及間隔500m左右均設(shè)計有預(yù)埋過街管，同時積極與道路工程相關(guān)部門協(xié)調(diào)，使部分涵洞具備預(yù)留管線通道的功能。同時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門要求，預(yù)留距離和空間足夠的過街管，以滿足后期使用需求[2]。

4.2 排水管道布局要點

進(jìn)行排水管道布局過程中，充分考慮項目排水（雨污）設(shè)計的實際情況，設(shè)計單位應(yīng)明確以下設(shè)計要點：（1）結(jié)合目標(biāo)區(qū)域用水特征，明確排水管道布局側(cè)重點。區(qū)域用水特征對于排水管道的布局具有直接的影響，因此在布局過程中充分了解目標(biāo)區(qū)域的用水特征，針對性地制定排水管道布局規(guī)劃側(cè)重點。如城市老城區(qū)主要以住宅為主，其區(qū)域用水具有排水時間和排水點分散的特征，因此為滿足居民的排水需求，排水管道布局規(guī)劃側(cè)重于提高排水管道的覆蓋率；而像一些開發(fā)區(qū)或工業(yè)區(qū)主要以企業(yè)和工廠為主，其區(qū)域用水具有排水點和排水時間集中、排水量大的顯著特征，因此排水管道布局的側(cè)重點是提高排水管道的排水量。（2）合理規(guī)劃排水分區(qū)，科學(xué)進(jìn)行排水管道布局。根據(jù)所屬流域?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行排水分區(qū)，可實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域排水情況的細(xì)化，從而有利于設(shè)計師進(jìn)行更加細(xì)致、科學(xué)的布局規(guī)劃。在排水（雨污）設(shè)計時，項目設(shè)計單位根據(jù)所屬流域?qū)㈨椖克趨^(qū)域進(jìn)行排水分區(qū)，然后根據(jù)各區(qū)域具體的匯水面積對排水管道進(jìn)行合理布局，在確保分區(qū)排水需求得到滿足的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)排水系統(tǒng)建設(shè)資源的合理化配置。

5 施工質(zhì)量控制措施

5.1 施工測量

5.1.1 施工準(zhǔn)備

測量人員需進(jìn)行方案核實，校驗各項工程參數(shù)，全面落實各項測量工作。測量前期，需校準(zhǔn)儀器讀數(shù)，確保讀數(shù)準(zhǔn)確。管道施工時，再次復(fù)核測量結(jié)果，參照水準(zhǔn)點閉合參數(shù)控制規(guī)范±12Lmm。其中，L具體表示兩個水準(zhǔn)點的間隔距離，單位為km。閉合參數(shù)核準(zhǔn)后，再審核控制樁位置角的規(guī)范性。此位置角的控制規(guī)范為±40n。其中，n表示監(jiān)測點數(shù)量。水準(zhǔn)點添加時，以不易相撞點為首選，各水準(zhǔn)點間隔應(yīng)控制在100mm以內(nèi)。

5.1.2 中線測量

中線測量期間，需在管線起始點、管線終末點、管線平面折點、管線豎向折點各個位置增加中心樁。樁頂位置使用中心釘，在各個關(guān)鍵位置添加方向樁。中心樁編碼確定后，使用鋼尺測量中心頂間距[3]。

5.1.3 埋設(shè)坡度板

坡度板的裝設(shè)間隔設(shè)計為10m，管道各向折點位置，需添加一個坡度板。采取人工挖土施工方法，埋設(shè)坡度板后，再進(jìn)行開槽施工。工人可采取機(jī)械挖土形式，配合人工處理方式，清除底面雜物。坡度板兩側(cè)超出槽邊的長度應(yīng)控制在30cm以內(nèi)，以此保持坡度板埋設(shè)固定性。

5.2 管槽支護(hù)

有些項目管槽位置需添加鋼板樁，打樁前期需在溝槽兩側(cè)10cm位置設(shè)計打樁線。鋼板樁選用拉森鋼板樁，內(nèi)側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)使用鋼管，管長需依據(jù)溝槽深度進(jìn)行選擇。校準(zhǔn)鋼板樁位置，鋼板樁具有基坑支護(hù)功能，需從外觀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)長度、結(jié)構(gòu)寬度、結(jié)構(gòu)寬度等方面，逐一進(jìn)行質(zhì)量檢查。如果鋼板樁表現(xiàn)出較為嚴(yán)重的銹蝕質(zhì)量問題，需測量鋼板樁斷面參數(shù)，進(jìn)行折減處理。

5.3 土方開挖

管溝施工前期，需勘測工程地質(zhì)、水文等情況，及時給出全面的技術(shù)安全方案。施工前期可進(jìn)行挖坑試驗，查看坑內(nèi)積水與地質(zhì)，核實勘測結(jié)果，選出合適的開槽方案。如果地下水位較高，需進(jìn)行排水處理，使用明溝進(jìn)行疏水。如果無法使用明溝排水方法，可使用井點降水方式，以此保證槽底排水質(zhì)量，不可積存較多水分，防止出現(xiàn)浮管問題。管槽施工需參照工程實況，拆除障礙設(shè)施，進(jìn)行初期開挖與平整處理。開挖施工期間，設(shè)定兩個檢查井為一個工程段。開挖平整處理完成，使用經(jīng)緯儀進(jìn)行檢測，間隔10m設(shè)計一個溝槽邊線樁。

5.4 管道安裝

管材安裝需保證管材質(zhì)量，以此減少安裝問題。項目使用的管材，其阻水能力主要參照接口質(zhì)量。施工中，需加強(qiáng)管材質(zhì)量檢查，防止管材表面出現(xiàn)裂縫、麻面等質(zhì)量問題。管口橢圓度的參數(shù)偏差，應(yīng)符合接口間隙的設(shè)計規(guī)范，保持接口施工面的平整性，使接口可正常使用。管材質(zhì)量控制工作，主要由管材生產(chǎn)單位進(jìn)行檢查，采取逐根檢查方式，標(biāo)記管材編號，杜絕劣質(zhì)管材進(jìn)場。管道安裝期間，用料強(qiáng)度應(yīng)大于5MPa，檢查基礎(chǔ)項目高度的規(guī)范性?；鏈y量放樣后，核準(zhǔn)管道位置，再找準(zhǔn)管道邊線位置，從走向、高度兩個方面控制管線敷設(shè)質(zhì)量。管道施工前期，需進(jìn)行多種勘測工作：仔細(xì)核實原管連接高度；測定管道敷設(shè)的坡角、管道中位、挖溝邊側(cè)、周邊建筑方位等信息；檢查土料堆積的邊緣位置，規(guī)劃其余臨時用地的區(qū)域。挖溝前期探測坑深，查明地下管線的分布狀態(tài)，每次探坑間隔20m，探查的基坑深度應(yīng)大于3m。如果管線分布錯亂，管線位置探測不清晰，需增加探坑點位。管線探測完成，交由施工管理方進(jìn)行交底核實，讓工程管理單位進(jìn)行線路保護(hù)。挖坑后如出現(xiàn)塌方問題，需使用沙包、木板進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理，防止涌出淤泥、流砂等用料，必要時給予基坑支護(hù)處理。如果基坑表層的各類排水裝置，在挖坑時失去排水功能，需據(jù)實增加排水管線。在排水項目完工后，再進(jìn)行受損排水項目的修繕與更換。挖溝至底部位置時，需預(yù)留保護(hù)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)厚度為0.4m，防止基底出現(xiàn)超挖現(xiàn)象?；资┕で捌?，逐層去除保護(hù)結(jié)構(gòu)。如果基底出現(xiàn)超挖問題，應(yīng)使用石屑進(jìn)行回填。如果地質(zhì)狀態(tài)與圖紙方案存在出入，應(yīng)由設(shè)計、監(jiān)理多個單位共同商討處理方案。當(dāng)基底土質(zhì)有淤泥時，及時申報施工問題，清除污泥進(jìn)行換砂。管墊層施工，需參照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)，測量放出同等的墊層高度，同步設(shè)計木樁，木樁間隔取10m。依據(jù)墊層面特點進(jìn)行標(biāo)高設(shè)計，準(zhǔn)確檢測平墊層，給予人工夯實處理，同步記錄墊層工程數(shù)據(jù)。如果碎石墊層表層有水，需暫緩澆筑施工。應(yīng)保持墊層干燥后，再行澆筑墊層。使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行墊層用料運輸，將用料運送至基坑邊側(cè)，在坑底處存放用料，進(jìn)行人工攤鋪處理。參照墊層面的前期設(shè)計高度，進(jìn)行平整度檢查。利用振搗設(shè)備處理墊層用料，防止出現(xiàn)工程下沉問題[4]。

5.5 溝槽回填

5.5.1 剛性管道溝槽回填

溝槽回填壓實應(yīng)逐層進(jìn)行，且不得損傷管道；管道兩側(cè)和管頂以上500mm范圍內(nèi)胸腔夯實，應(yīng)采用輕型壓實機(jī)具，管道兩側(cè)壓實面的高差不應(yīng)超過300mm；管道基礎(chǔ)為土弧基礎(chǔ)時，應(yīng)填實管道支撐角范圍內(nèi)腋角部位；壓實時，管道兩側(cè)應(yīng)對稱進(jìn)行，且不得使管道位移或損傷；同一溝槽中有雙排或多排管道的基礎(chǔ)底面位于同高程時，管道之間的回填壓實應(yīng)與管道與槽壁之間的回填壓實對稱進(jìn)行；同一溝槽中有雙排或多排管道但基礎(chǔ)底面的高程不同時，應(yīng)先回填基礎(chǔ)較低的溝槽；回填至較高基礎(chǔ)底面高程后，再按上一款規(guī)定回填；分段回填壓實時，相鄰段的接茬應(yīng)呈臺階形，且不得漏夯；采用輕型壓實設(shè)備時，應(yīng)夯夯相連；采用壓路機(jī)時，碾壓的重疊寬度不得小于200mm；采用壓路機(jī)、振動壓路機(jī)等壓實機(jī)械壓實時，其行駛速度不得超過2km/h；接口工作坑回填時底部凹坑應(yīng)先回填壓實至管底，然后與溝槽同步回填。

5.5.2 柔性管道溝槽回填

回填前，檢查管道有無損傷或變形，有損傷的管道應(yīng)修復(fù)或更換；管基有效支承角范圍應(yīng)采用中粗砂填充密實，上與管壁緊密接觸，不得用土或其他材料填充；管道半徑以下回填時應(yīng)采取防止管道上浮、位移的措施；管底基礎(chǔ)至管頂以上0.5m范圍內(nèi)，必須采用人工回填，輕型壓實設(shè)備夯實，不得采用機(jī)械推土回填；回填、夯實應(yīng)分層對稱進(jìn)行，每層回填土高度不應(yīng)大于200mm，不得單側(cè)回填、夯實；管頂0.5m以上采用機(jī)械回填壓實時，應(yīng)從管軸線兩側(cè)同時均勻進(jìn)行，并夯實、碾壓；管道位于車行道下，鋪設(shè)后即修筑路面或管道位于軟土地層以及低洼、沼澤、地下水位高地段時，溝槽回填先用中、粗砂將管底蔽角部位填充密實后，再用中、砂分層回填到管頂以上500mm。

6 結(jié)語

市政排水管網(wǎng)是城市建設(shè)的重要組成部分，其規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性與合理性對城市的宜居水平和建設(shè)發(fā)展具有重要的影響。新時期，相關(guān)管理部門和規(guī)劃設(shè)計單位應(yīng)充分了解市政排水設(shè)計存在的普遍性問題，明確市政排水設(shè)計的工作內(nèi)容和排水管道設(shè)計的要點。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)排水管網(wǎng)施工監(jiān)管，針對排水施工實際存在的不足，積極采取對應(yīng)措施，發(fā)揮城市排水功能，力爭獲取較高的施工收益。為我國城市建設(shè)工作的開展提供更有力的支持。