排水工程與其他專業在設計配合上的思考

何樹福

（四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，四川成都 610000）

0 引言

排水工程是城市基礎設施的重要組成部分，它與人民的生活息息相關，排水設施是否完善，直接關系整個城市的經濟發展和人民的生活質量，完善齊全的排水設施為城市高效率、高質量運轉創造了條件。排水不僅僅是一門孤立的學科，它與規劃、道路、橋涵、地勘、工程經濟以及施工等其他專業緊密相關。

1 排水與規劃

排水設計應以批準的城鎮的總體規劃和排水專業規劃為主要依據[1]，通常規劃超前、指導項目，但實際上項目本身更具體、更復雜，當外部環境發生變化，之前的規劃往往并不適宜當前項目，如果完全按照規劃來做設計將會出現很多新的問題，如果從項目本身需求來做，又不符合規劃要求，使設計無據可依。因此在設計過程中如何協調與規劃之間的關系值得雙方思考，建立必要的協調機制將有利于將排水落到實處，從而實現經濟與功能最優。

平原地區一項目，道路本應采用低填淺挖，盡量減少道路的與自然地面的高差，減少兩側地塊開發所需借土，但實際設計卻填筑了約1.5m 左右路基，原因大致有兩個：①由于平原地區，地下水豐富，為避免地下水長期侵蝕路基，將道路人為抬高；②為了滿足排水的需要，保證管道最小坡度、覆土及過流能力。城市開發過程中，原始植被地表被硬化地面取代，徑流系數由原來的0.2 激增至0.9，徑流量大大增加，洪峰提前，加上現代城市缺少調蓄裝置，雨水迅速匯入城市防洪通道，直接造成河道泛濫。如果城市開發前就人為的挖深、拓寬防洪通道，河道水位降低的同時地下水位隨之降低，避免路基長期受地下水侵蝕的問題，防洪通道深了，亦無須抬高道路就能保證排水管道順利接入防洪通道，這樣兩側地塊開發所需的借方就能大大減少，此舉更能有效遏制城市因防洪通道行洪不足而被淹的發生。

2 排水與道路

目前遇到的市政道路大致分為兩類：①位于城市核心建設區，規劃資料完整，道路豎向規劃合理，并配有相應的排水規劃，排水設計有據可循；②位于非城市建設區，項目為公路兼市政道路，配套部分市政管線，所在區域通常沒有詳細排水規劃，道路平縱通常比選確定，縱面設計更多考慮隨坡就勢以及挖填平衡，前期如果與排水專業脫節，不考慮區域內雨污水排除問題，就會造成局部低洼點路段雨污水無法通過重力排除，如果逆向排水，挖填方巨大，通常還需設置提升泵站，而這明顯與排水設計理念不符。

市政道路狹義上理解就是公路配套市政設施，應首先考慮兩側地塊開發的便利性，其次考慮市政設施布置的合理性，最后才能考慮隨坡就勢、挖填平衡。在缺乏規劃或者規劃滯后的情況下更應該重視道路專業同排水專業的溝通，帶著規劃思維做設計，必定能事半功倍。

3 排水與橋涵

市政道路中橋涵非常普遍，排水不可避免與之存在交叉。當道路跨支流時，雨水需要直接排入支流，而污水需要跨越支流排入道路下游的污水干管，如果采用架橋，污水管不能從橋上通過，通常從河底下方穿越，如果道路下游坡降足夠，則最終能通過重力排除，但也存在橋頭兩側挖填方偏大的情況，如果采用倒虹吸，雖然能減少挖填方，但后期淤堵的風險明顯加大，后期管養成本增加。除了架橋就是設涵洞，當道路防洪標準高時，涵頂覆土足夠，污水管可從涵洞上方通過，足夠的覆土深度也能為其他市政管線通過預留條件；當道路防洪標準低時，或者受其他因素影響不能抬高時，涵頂覆土很小，污水管就只能從涵洞下方穿越，在保證涵洞泄洪能力的同時，可將涵洞適當“打扁”，降低其凈高，使污水及其他市政管線從涵洞下方穿越后能盡快爬升至原有埋置深度。

4 排水與地勘

地勘對于排水設計既親密又陌生，排水涉及地基承載力、軟基、挖方坡比、支護措施、地下水等都屬于地勘，避開地勘搞設計是不切實際的，但排水設計中體現地勘的地方相對太少，設計中多為通用處置措施，很少針對不同項目的地質情況進行專門的設計，當遇地質條件不好時就該加強地基處理，做好邊坡防護，相反就該減少地基處理，保證安全的情況下加大挖方坡比，節約工程造價。地下水對排水管具有腐蝕性，當腐蝕性太強就需要加強防腐設計甚至更換成其他管材，地下水位過高時泵站設計就必須考慮抗浮，溝槽、基坑開挖還必須考慮降排水措施等。地勘布孔主要服務對象為路橋，排水通常根據附近鉆孔進行推測，而實際排水設計中經常遇到深基坑、深溝槽的情況（≥5m），它們的邊坡防護一直是設計的重難點，因此地勘布孔應充分考慮排水需求，報告中應針對排水提供相關的指導性意見，如開挖坡比、防護措施以及適宜類管材等。

5 排水與工程經濟

排水數量表通常只統計檢查井個數、種類、管道長度及挖填方量等項目，由于檢查井有不同型號、不同埋深、不同開孔個數，很難通過單一的公式進行精確計算，也就無法提供檢查井細部工程量，如混凝土、鋼筋、砂漿等數量給造價人員，沒有具體的數量他們也就沒法精確的計價，而目前市政行業通常采用綜合單價的方法，該方法優缺點均比較明顯。上述困難，兩個專業更應該一起認真理清思路：①可以在造價專業自身的算量軟件基礎上實現檢查井細部數量的批量化計算，如廣聯達就具有自動識別檢查井的功能，只要導入滿足軟件計算要求的cad 圖紙，并通過特定的公式就能實現檢查井細部數量的精確批量計算；②由排水設計人員將檢查井井表轉換成Excel 表格，再由造價人員導入編制好的特定的Excel 表格中，同樣能實現檢查井細部數量的精確批量計算。

6 排水與建筑、機電等

排水泵站在市政項目中使用較多，當道路標高受到橋梁、鐵路等各種控制因素制約而無法抬高時，雨污水往往匯集在路段低洼處無法通過重力排除，通常需要設置排水泵站。泵站雖小，但涉及的專業較多，如泵站工藝、民用建筑及構造、水工結構、市政供配電、電氣控制、室內照明、消防、給排水、柴油發電機組以及室外景觀等，想要做好泵站設計工作非常不易，不僅需要各個專業密切配合，更需要各個專業大膽創新，才能設計出建設費用低、壽命長、養護成本低、安全高效的排水泵站。暴雨來臨時，排水泵站的每一次失效，輕則癱瘓交通，重則出現人員傷亡，因此每個相關設計人員應投入更多精力做好排水泵站的研究設計工作，尊重規范和經驗的同時，跳出常規思維，用開放、創新的態度投身到項目設計中。

7 排水與施工

現場施工人員對圖紙、規范以及圖集不熟悉，偷工減料、野蠻施工等問題，都在一定程度上影響排水的效果。如某項目施工現場，溝槽存在超挖現象，管道基礎懸空，擅自改現澆為預制，人工夯實或小型機具夯實改為大型機具壓實，漏做支墩、流槽，分層回填厚度過高，井周采用大塊石料回填，擅自調整蓋板覆土，隨意調整檢查井規格尺寸等問題層出不窮，專業設計人員不能時時刻刻待在工地，當監理未能充分行駛監督義務時，施工單位就擁有極大的自主權，因此定期組織設計人員回訪尤為必要，對于違反設計圖紙要求的施工作業進行更正，存在重大質量安全的須上報相關主管部門，責令其返工，并形成正式書面文件。

8 排水專業自身的思考

8.1 關于塑料管及塑料檢查井

根據《室外排水設計規范》（GB 50014）要求，提倡新材料的使用，如塑料檢查井、塑料管、鋼塑復合管等。常規鋼筋混凝土管多為兩米一節，接口形式主要為橡膠圈接口，施工過程中如果管道的接口沒有連接到位，長期的滲漏就會造成脫節、斷裂，輕則導致污水滲漏、污染環境，重則中斷污水的排放路徑，使上游污水外溢，影響城市居民正常的生產與生活[2]。目前新管材重量更輕，最大能做到8m 一節，施工速度大大提高，管道接口形式多樣，如：熱熔擠出焊接、電熱熔帶焊接、熱收縮管（帶）、卡箍連接、法蘭斷面的橡膠圈密封連接、法蘭端熱熔對接、錐形承插式電熔連接、承插式橡膠密封圈連接、柔性套筒連接等，接口密封性大大優于鋼筋混凝土的橡膠圈連接。鋼筋混凝土管對酸堿的耐腐蝕性均較差，在地下水鹽堿度較高的地方均不宜使用，而新材料很少存在這些問題。

目前排水用到的新材料越來越多，但很多新材料沒有相應的國家規范及行業標準，因此具有科研能力的設計院在使用新材料的同時更應開展相關的基礎研究，積極取得實驗數據，用科學的方法指導設計。以下是筆者認為有必要進行拓展研究的內容：

（1）新材料管道及檢查井在荷載增加情況下的變形研究、荷載不變隨時間的變形研究、特殊（地震）情況下的變形研究等；

（2）新材料管道接口穩定性及壽命的研究。

8.2 關于管線綜合

市政管線總類繁多，如輸配水、雨污水、通信、燃氣、電力等，除了平面布置，管線豎向布置同樣重要，由于預留管的存在，導致各管線不可避免的出現很多豎向交叉，其中雨污水為重力管，不能任意調整標高，輸配水管為有壓管，不宜陡升陡降，電力和通信考慮到穿線坡度也不宜變化過大，燃氣作為危險有壓管應盡量避免埋深過大，轉角過多，在項目設計開動前，統籌考慮所有管線，給每種管線指定一個合理的平面位置及埋深區間顯得尤為必要。

9 結語

排水的優劣直接關系城市的形象，我們應該加強排水規劃，合理設計[3]，全面提高排水設施建設的質量，緩解城市內澇及環境污染[4]，提高居民生活質量。