關于市政污水管網的設計要點的幾點思考

中國市政工程中南設計研究總院有限公司 湖南武漢 430010

摘要：城市污水管網承擔著收集城市污水、保護環境的職能，是城市重要的基礎設施之一，合理的設計污水管網，對城市的發展和功能完善有著重要的影響作用。本文簡述關于污水管網的設計要點。

關鍵詞：市政；污水網；設計要點

引言

隨著我國工業化和城市化進程的加快，帶來的環境問題也越來越引起重視，尤其是對于城市污水的處理尤為關注，而市政污水管網建設是一項與居民生活息息相關的公用工程，同時也是城市規劃建設的重要組成部分，市政污水管網設計作為管網建設的前期工作顯得尤為重要。但因為我國市政污水管網設計的經驗還有所不足，故而在設計環節中還有大量需要商榷完善的要點難點，值得我們去探究分析。

1市政污水管網的設計計算分析

1.1污水管網設計計算要點

（1）管徑。管徑對污水管道水力計算的約束反映在兩個方面，其一是規定了最小管徑；其二是管徑的遞增或遞減方式，由于管道規格的限制，在計算過程中，管徑的遞增或遞減是非連續均勻的。

（2）流量。市政污水網設計過程中，在確定管徑時，需要注意各種管徑對應的最小流速時所通過的流量為最小流量。當管段設計流量小于某一管徑的最小流量時，只能選小一級的管徑。但不能小于其最小管徑。

（3）充滿度。污水管道按部分滿流計算。每種管徑都有相應的充滿度上限值。以最大和最小充滿度為約束條件，選用設計充滿度，可以最佳的確定管徑，達到優化目的。

（4）流速。管段的設計流速介于最小流速（0.6m/s）和最大流速（金屬管10m/s，非金屬管5m/s）之間。不同管徑的圓形鋼筋混凝土管，在相應的最大充滿度下的最大流速是不同的。

（5）坡度。規范中規定了最小管徑的最小設計坡度。為保證管道的運行和維護管理，也應考慮確定各種管徑的最大設計坡度。在平坦地區污水管道的水力坡度應用最小設計坡度約束，而地形坡度大的地區則應用最大設計坡度約束。

（6）埋深。管道起點的最小埋深，根據管道通過地區的地質條件設定；當管道坡度小于地面坡度時，為保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，應采用跌水連接。

（7）管段銜接方式。污水管道在檢查井處的連接方式，一般有水面平接和管頂平接兩種方式。不管哪種方式連接，均不應出現下游管段上端的水面高于上游管段下端的水面、管端標高，且應盡量減少下游管段的埋深。

1.2優化思想

（1）選取盡可能小的設計流速。當水力半徑不變，管底坡度與流速的平方成正比，即減小流速能更大幅度地減小管底坡度和埋深。關于設計流速的約束條件很多，在滿足所有設計流速的約束條件的前提下，選擇一個盡可能小的設計流速是對設計參數進行最優化選擇的重要內容，在程序設計中很容易實現。設計流速過小，污水流動緩慢，其中的懸浮物容易沉淀淤積；反之，設計流速過高，產生對管壁的沖刷，使得管材損壞嚴重，管道的使用壽命降低。

（2）選取盡可能大的設計充滿度。優化選擇接近最大設計充滿度的方法，不僅可以減少管材耗量，而且還可以在一定程度上減小管底坡度和埋深。

（3）檢查井內管段銜接時盡可能減小。污水管道的銜接。在污水管道系統中，為了滿足管道銜接和養護管理的要求，通常在管徑、坡度、高程、方向發生變化及支管接入的地方設置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時的高程關系：盡可能提高下游管道的高程，以減少管道的埋深，降低造價；避免在上游管段中形成回水而造成淤積。

（4）以全局優化的思想指導設計的選擇。為了使整個工程系統為最優這個全局利益，往往要求工程系統中的某些局部（或子系統）利益做出一定的犧牲。盡可能減小所計算管段的坡度、埋深和管徑等，這不僅能減小該管段的工程造價，而且還對減小其下游各管段的坡度和埋深也做出了貢獻、也是對排水管網設計計算的全局優化做出了貢獻。

2市政污水管網的設計要點

2.1交樁設計

交樁指的是建設單位給施工單位交代軸線控制點、水平控制點的過程。交樁設計是污水管網設計中必須重視的要點之一。在污水管網工程中，交樁設計是確保各施工點定位準確的基礎，也是是確定管網實際分布的重要環節。交樁設計需要注意標高點、中心點與污水管網工程的要求高度一致，至少要對這些點進行3次以上的勘測，這不僅僅是后期施工的精度保證，更是污水管網工程設計初期的命門所在。

2.2溝槽設計

市政污水網中需要重點注意溝槽設計。因為溝槽直接影響到污水管網系統的水流運輸走勢，而且也影響到整個工程投入使用后的工作效率，因此，需要做好溝槽設計。一般來說，溝槽設計包括兩部分：放線設計和開挖設計。

（1）放線設計，放線有利于確保管網的線路尺寸，再設計的時候，需要按照建設單位提供的交樁點及相關的土質資料來編制放線方案。其中尤其需要注意中心線、底寬灰線及放坡寬度三點。中心線是指交樁點設計中心線，它的偏離是嚴格有限定的；底寬灰線即為了設計不同管道型號寬度所做的設計要求，一般要求適當放大底部寬度以防管道鋪設時溝槽寬度不足；放坡寬度不同于前兩者，其對于具體的土質有著明確的規定，主要是為了防止溝槽塌方等事故的發生，此外放坡寬度設計還應滿足溝槽回填的需要。

（2）開挖設計，如果開挖設計不恰當，容易導致拖延工程進度，嚴重者還會影響到整個工程的質量。開挖設計主要包括三點：一是土層厚度的設計，設計土層厚度參數時要適當放寬尺寸，最多可以保留允許200mm以防止土層的受損；二是支護體系的設計，這是保證污水管網抗壓抗塌的性能保障；三是槽壁形式的設計，槽壁的形式與溝槽的穩定性息息相關，且對于管道鋪設的穩定性有一定的影響，應當根據管道型號和當地實際地質情況來設計具體形式。

2.3墊層設計

設在基層以下的結構層也就是墊層，墊層的作用主要有排水、隔水、防凍以改善基層和土基的工作條件。現階段，我國市政污水管網設計中一般采用的墊層形式是砂墊層。墊層設計的時候要重點注意以下幾點：至少要使用中砂或粗砂的粒徑；為了保證墊層的厚度坡度與施工圖紙的一致，推薦在墊層設計時標注先掛線后鋪砂的操作流程。

2.4管道設計

管道設計需要重點考慮管道的組合及材料的選擇。由于污水管網并不是獨立，而是城市排水管網的組成部分，因此，在管道設計的過程中需要綜合考慮污水管網在整個排水系統中的運輸能力。此外，選擇管網材料的時候還需要考慮材料的耐用性，以延長管道材料的使用壽命。在設計管道的組合模式時，需要考慮城市的實際情形，例如，在人口密度大的區域則要采取復合型管道模式來保障污水的高效率運輸。對于污水排量大的管網，可以采取新型管材，并擴大管道數量以保障管道的輸水能力。

結語

綜上所述，污水管網的優化設計是在當今市政工程建設的重中之重。在污水管網設計中需要以相應的污水處理機制為基礎，合理選擇新型管材，優化開展各項管網設計，以充分發揮市政排水管網的實際效用。

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