市政給排水的設計與思考

(湖北省城市規劃設計研究院， 湖北 武漢 430071)

1 市政給排水系統中的問題

1.1 水資源沒有得到充分利用

城市化進程的推進,提高了道路的硬化比例,削弱了地表徑流的下滲能力,導致地下水得不到及時補給,影響了水循環。我國對于雨洪資源的利用認識較晚,與一些發達國家的雨洪利用率相比,現有的程度還跟不上城市建設的進程。這種情況的產生主要有兩種情況,一是傳統的城市排水系統不完善,存在雨水、污水公用一個排水管道的現象,造成了雨水污染。二是城市內排水受到本地氣候的影響較大,導致排水不及時。

1.2 給排水設施老化

首先,城市建設太快,城市的排水系統建設跟不上城市化的進程。其次,建筑面積不斷擴大,用地的逐年增加,相對的縮小了排水構筑物的規模。另外,沒有對低下空間進行精密的規劃,導致地下管道安排不合理,地上設施太多,占用空間大。最后,沒有對已建立的排水管道進行定時的維護和更新,造成排水管道老化嚴重,城市地下管網改造速度緩慢。

1.3 對于強降雨的應對能力較差

近年來,受整體氣候環境的影響,地域性極端天氣頻發,尤其是短時間內的強降雨,這種強降雨天氣會帶來大量的地表徑流,現有的城市排水系統建立不完善,并不能夠應對這種變化,排流不暢會導致城市內澇的發生,造成水污染,給人們的正常生活帶來極大的不便。

2 城市道路排水與凈化

傳統城市路面材料透水性差,道路標高低于其他界面,在降雨時,道路匯集雨水,將其排入雨水管網,再排入城市及其附近的水體中。在雨水排放與收集的過程匯總會對原有的雨水管網造成壓力,使雨水管荷載超重,造成城市局部內澇。同時雨水攜帶著大量來自城市道路、建筑表面等污染物,成為城市最大的面源污染之一。因此在進行道路的雨水管理時,可以通過景觀綠化,形成城市綠道的方式,將斑塊化的綠地聯系成一個整體,形成統一的綠色鏈條收集與凈化雨水;不僅能夠消減雨水的污染,使凈化后的雨水能夠補充地下水的同時,還可以減輕道路管網的壓力。

2.1 合理引導水流方向

城市道路已有綠化帶通過道牙以打孔的形式,使雨水能夠進入綠化帶之中,在有些地方可將道路做成收集水池,配合采用濕生植物。當雨水達到飽和狀態時,設置溢流管,將管道與城市道路相結合。這種方式處理與傳統的雨水排放所不同,能夠補充地下水同時延長雨水匯入城市管道時間,控制短時間內的徑流系數,減輕城市管網的壓力。

2.2 利用植物進行生態凈化

改造原有綠地植物構成與土壤構成,改為雨水種植池的形式,采用適應性良好的濕生植物與旱生植物相結合,土壤最上面一層是卵石與沙石,短時間內存儲雨水,然后再滲入土壤之中,緩慢凈化來補充地下水。這樣在做到雨污分流的同時,減輕了雨水管道的荷載,利用自然元素來處理雨水,真正做到海綿城市,讓自然去做功。

3 給排水管道結構設計

在對給水排水管道的結構進行具體設計實踐時，我們需要涉及到一系列相關內容，對這些內容設計的科學與否，直接影響著整個管道設計的效果。下面將對所有具體項目進行進一步探討與分析。

3.1 基本結構形式的選擇

在進行市政給排水管道結構設計時，首先應該做好管道結構形式的選擇工作。主要考慮的因素有：管道的具體功能，如用于給水還是用于排水、管道所處的實際工作環境、管道的口徑大小與規定流量大小、管道的埋置深度以及周圍的地質與水文、相關經濟控制因素等等。管道結構形式主要分為預應力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、鋼管、鑄鐵管、現澆鋼筋混凝土箱涵、混凝土管、砌體蓋板涵、鋼筋混凝土管等等。在實踐過程中，需要綜合考量，通常的工程實踐中，不同的管道工作環境會對應不同的管道類型，例如在非承壓的管道中，常常會選擇使用鋼筋混凝土管道、現澆混凝土箱涵、蓋板涵等；而在承壓的管道中，常常會應用到的管道類型為PVC、PE、玻璃鋼管以及其他金屬管道。另外，在應對一些較復雜的地質情況時，如管道布置于河渠、公路和鐵路等特殊地段時，需要根據具體的情況來對管道進行選擇，以確保結構設計的科學性和合理性，從而實現最佳的設計效果。

3.2 結構設計實踐

在進行管道內部結構的設計實踐過程中，工程技術人員需要結合既定的管道基本特征、預埋地層厚度、載荷指數、地表下層的水位情況以及管道的強度、剛度情況來展開管道結構設計，需要反復進行相關指標的計算與復核，進而得出管道的壁板厚度、質量等級等相關具體參數。作用在地下管道的荷載有恒載和活載。恒載包括結構自身重力、上層覆蓋土的重力、結構物本身長度內水流的重力；活載有汽車荷載和某些情況下地下水的壓力等。另外，在實際的工程中，會存在某些管道必須進行加固處理才能達到既定的強度與剛度要求，針對此類管道，必須要在科學計算之后，確定具體的指標，進而采取相關加固措施。常用的加固措施主要包括采用鋼筋混凝土包管等，這里需要注意到的是，在進行具體的加固操作時，必須要依據具體的工程實際情況選擇對應的加固方式與方法，切不可固守于某一種加固措施。

3.3 敷設方式的選取分析

在進行管道敷設方式的選取時，同上述其他操作手段的選擇一樣，需要結合具體的情況與工程來進行選擇，影響敷設方式選取的因素有很多，例如管道預埋的深度、地表以及地表之下可能存在的影響實際管道鋪設的阻礙等。敷設方式也有較多的種類，如架空式、溝埋式、頂管等等。在具體的應用中，溝埋式較為普遍，其次為架空式，在特殊地段無法開挖施工時，通常采用頂管施工。不同的敷設方式對結構設計有較大影響，設計人員應根據具體情況分別設計計算。

3.4 抗浮穩定性設計

影響管道抗浮穩定性的主要因素就是實際工程區域水位高低，當敷設地段地下水位較高時，管道抗浮穩定性將會受到嚴重影響。在進行市政給排水管道工程結構設計的過程中，需要對抗浮穩定進行相關計算，避免可能出現的浮管現象。

3.5 抗震設計

管道的抗震設計可以從較多的層面上得到體現。例如，在選擇管道的走向時，盡量避開抗震不利的場地、地基不穩區域以及可液化地基，由于管線服務區域的限制無法避開抗震不利場地時，應采取有效措施對地基進行處理，例如換填、砂石擠密樁、拋石擠淤等方法。另外，在對管道的材料進行選擇時，需要選取抗震性能較優越的材料，并輔以減小變形影響的構造措施。除此之外，在對地基與支墩等項目進行設計時，需要將抗震性能考慮在內，最大化地降低因震動而造成對管道功能的負面影響。

4 總結

總之，在市政工程給排水設計過程中，設計人員應采取科學合理的手段，加深工作人員對該項目設計工作的認識，同時有效提升項目的設計水平，不斷優化給排水設計，以避免市政道路出現積水問題，進而為人們的出行安全提供保障。

[1]程碧波．對市政道路給排水設計的相關分析[J]．山西建筑，2015(15)．

[2]郁瑞麗．市政道路給排水優化設計分析[J]．建材與裝飾，2016(06)