市政排水管线设计的优化措施

2016-03-15李慧

工程技术研究 2016年9期

关键词：内涝排水管市政

李慧

（唐山市交通勘察设计院有限公司，河北唐山 063000）

市政排水管线设计的优化措施

李慧

（唐山市交通勘察设计院有限公司，河北唐山 063000）

随着我国现代化城市的发展，城市基础设施越来越完善，在市政排水方面也从无到有，从简易到逐渐完善，然而，在市政排水的不断发展中，排水管线的设计却想着复杂化的方向发展，再加上雨季降雨量的不确定，一旦遭遇暴雨，就会出现城市内涝严重的现象，给国家和人民带去巨大的损失，所以，我们必须对市政排水管线进行优化设计，确保城市排水的顺畅，为人们的出行带去便利，同时提升城市形象，促进城市的发展，具有非常重大的社会效益。

市政排水；管线设计；优化措施

在现代生活中，人们生活方式与以往有了很大的变化，用水量也在逐渐增加，另一方面，各类工厂的运行、生产都离不开水资源，同时，对降水的排除等等都对城市的排水系统提出了跟高的要求，如此看来，城市的排水系统总管着城市的“新陈代谢”，排除城市废水、废液，对城市的正常运转是非常重要的一部分。很多城市的排水系统老化或者设计不合理，一旦遇到暴雨天气就会出现严重的城市内涝，比如在今年的梅雨季节，武汉市全城内涝严重，多条地铁与公交线路停运，严重影响着人们的正常出行与日常生活，在这次的内涝中，多名市民由于淌水触电身亡，为市民的人身安全带来了严重的威胁，对城市的形象、城市的发展，带来了非常不利的影响。可见，优化城市地下排水管线设计迫在眉睫。为了能够满足城市快速发展中人口集中、生产规模变大等各项要求，必须扩大地下管线结构与规模，对市政排水管线进行优化升级，在有限的空间范围内捋顺城市排水管线，保证市政排水的稳定与顺利，促进城市的正常运转与发展。

1　优化市政排水管线设计的必要性和可行性

作为城市正常运转当中不可缺少的一部分，市政排水管线的投资占整个排水系统中的一个大头，有着十分重要的地位，可见，排水系统管线设计的优化意义非凡。

改革开放之后，我国经济飞速向前，城市发展也越来越现代化，各种城市基本设施也逐渐成熟，道路也随着城市的发展不断更新、扩建、翻新，在这种情况下，排水管线的应用也越来越普及，越来越广泛，但是由于各方面的因素，排水管线仍然存在多方面的问题。作为城市防污防洪的主要因素，排水管线可谓最重要的现代化城市基础性设施之一，不容轻视。所以，为了改善城市内涝等各种不利因素的影响，应该在合适的范围内，对排水管线的设计进行科学的优化，具有是非重大的意义。在约束条件满足的情况下，对排水管线的埋深、管径等做出合理的计算，尽量在优化设计的前提下降低工程成本。

2　优化市政排水管线系统设计的关键点

2.1管线设计优化

在市政管线的优化过程中，应该考虑现场已有市政管线的分布情况，埋深深度，预留预埋等等，为市政排水管线的优化提供数据帮助，特别是在进行竖向设计的时候，应该考虑已有管线承受荷载的能力，对其进行必要的保护措施，特别是冬季，必须采取一定的防冻措施。

在对排水管道进行优化设计的时候，首先就是材料的选择方面，不仅要考虑使用年限的问题，还应该对城市的地形地貌有一个具体的了解，避免管线承受较大压力，影响其正常使用，还应该对现场有所了解，设计合适的覆土层厚度。一般来说，对管线进行优化设计的时候，最常使用1：500地形图进行管线的定线设计，如果管道影响不大，可以在一定范围内减小净距离，比如当管道的材质较好的时候，就可以适当减小净距离。对住宅小区内的管线进行优化的时候，还应该考虑物业的管理要求，对现场的施工水平、产品性能等进行实地的调查，根据调查分析的结果，设计最合适的优化方案，管线优化之后，应该特别注明后期管理的注意事项，I减少事故发生的概率。

2.2泄洪设计优化

在现代化的城市中，排水系统的防洪抗涝能力非常重要，所以在排水系统的管线优化设计中，特别要注意这一点的提升。随着城市的发展，道路硬化、城市住宅等等各项建设工程的出现，使得雨水的排出只能依靠排水系统，一旦排水系统功能受限，设计达不到最大降雨量情况下的排水需要，是就会引发城市内涝，影响人们的正常生活，威胁人们的生命财产安全，当然，造成城市内涝的原因不仅仅是排水系统一方面的因素，但是优化排水管线的设计，提升管道的防洪抗涝能力，能够在很大程度上改善城市内涝的问题。

在管线优化设计的过程中，要综合考虑多个方面的因素，做好内洪的泄以及外洪的控制，保证城市的正常运转，确保人们的生命财产安全。一般来说，要提高城市防洪抗涝的能力，可以考虑一下两种排泄优化设计：第一，结合洪灾、内涝严重区域的具体情况，利用雨水泵进行配合，第二，在合理的范围内增加地面高度。如果城市位于山区，或者地势比较特殊的地方，那么洪水虽然来的汹涌，退的也迅速，比较适合第二种方案，同时可以使用抽水设备加以辅助，无需额外增加水泵，节约一定的资金。另一方面，应该特别重视排水量的设置，必须要满足排洪标准的要求。一般来说，保证洪水在5～20分钟内退去即可，关于这一点主要是参照历史上最大的降水量进行处理。

2.3流速和管道连接设计优化

在排水管线设计的过程中，大多数都是在小区规划之前就已经完成，所以说，对于排水点的把握不是特别准确，对后期的运行比较不利。所以说，当对排水管线进行优化设计的过程中，在每一段管线上都必须接出连接管，保证排水干管与支管的完美衔接，对于间隔距离设置，要按照管线的实际情况而定。另外，在排水管线的优化中需要额外注意的是，尽量避免连接管与其他管线的位置冲突，保证相互之间的影响最小，同时，如果管线的水断面能够满足要求，可以利用倒吸虹管。

2.4污水处理设计优化

最理想的污水处理法就是将分散处理与集中处理结合在一起，实现高效合理的污水处理。在以往很长一段的发展当中，市政污水都采用的是集中处理的方式，主要原因还是这种方式的污水处理成本不高，而且效率相对要高一些，经过处理之后的水资源水质达标。但是，万事万物并非真正的完美无缺，集中处理的方式在发展当中也逐渐显露出一些缺点，主要如下所述：

（1）由于最终需要将污水集中起来，且污水的分布比较分散，所以，在这过程中需要设置多个水泵站，从而消耗大量的能量。

（2）污水集中的线路广泛，建设过程中要投入大量的资金，而且越到下游，水流量越大，所需的管径就越大，增加管线投资。

（3）不能对中水进行就近利用。

以上几个问题只是相对突出的问题，也正是由于这些问题的存在，污水处理正在逐渐向着BOT的营建方式方向发展，对污水的处理更加便利。由此可见，在未来的发展中，将分散处理与集中处理结合起来将成为一种主流发展趋势。

2.5新材料、新设备的应用

过去的管线材料使用寿命较短，不利于排水系统的长久运转，经过几十年技术水平的不断提高，多种新材料不断出现，具有质量轻、耐腐蚀性强、水流的阻力小等的优点，材料性能明显优于传统材料，将其用于排水管线中，能够在一定范围内减少埋深、管径以及检查井的数量。新型材料应用在排水管线中最明显的优势如下分析：

（1）具有很好的耐腐性，可以适当减小管线间距，降低了管道渗漏发生的概率，能够适当节约空间；

（2）新型管材长度足够，减小管线的接缝率，提高管线的质量，同时能够适当减少检修井的数量，节约地下空间；

（3）新型材料外径小、摩擦阻力小、流速快，同样可以在一定程度上节约地下空间，还可以减小管道的管径和埋深，施工方便。