市政給排水管道布置設計重點與技術措施

孔德宇

（中恩工程技術有限公司，廣東 廣州 510640）

1 工程概況

聯邊村隸屬白云區鶴龍街，聯邊村西接鶴邊村，東延伸至白云大道北，北面康衛路，南臨黃邊村。聯邊村面積約266.54 hm2。在本次改造中，所涉及的設計改造范圍約為89.74 hm2，以期通過改造措施的落實，提高該區域的管網運行水平。

2 給水管網的布置設計重點

在市政給水系統的組成中，給水管網為重要的組成部分，通過給水管網的設計與建設，有利于優化提高整個市政管網系統的運行水平，彰顯出其功能實用性以及經濟效益性的優勢。本工程中管溝及井室排水如圖1所示。

圖1 管溝及井室排水

從功能角度分析，給水系統所涵蓋的給水管網類型主要有兩類，即輸水管網和配水管網。

輸水管網指連接水源與水廠的管線，其主要功能在于輸送水資源，配水管網至各個大型水戶實現連接的相應管線，該部分也應被視為輸水管的范疇。

配水管網含多處細分的管線，各自的功能以及管徑均有所差異。在設計管徑時，主要考慮消防流量，以此為參考，對該值予以確定。大型城市的該類管線的管徑需要達到15～20 cm、中型城市10～15 cm、小型城市7.5～10 cm。

2.1 管道布置設計原則

（1）給水管道設計布置原則。在對給水管道及線路進行設計布置時，設計人員要盡可能選擇較短的定線布置方式，確保干線管道的延長線與管道線網的水流在方向上保持一致。布置干管定線時，設計人員應結合城市規劃、周邊管線及地下設備的實際狀況、用戶需求等多種因素，確定最佳的設計與施工方案。

（2）排水管道設計布置原則。在對排水管道及線路進行設計布置時，設計人員需要對城市道路的高度進行著重考慮，確保污水能在自身的重力作用下自主下流。此外，布置排水管道時還要預留出部分空間，方便以后城市發展需要中的管線升級改造。

（3）綜合考慮城市的多項因素。設計人員在布置市政排水管道時，需要從實際角度出發，對城市的地質水文狀況和人文條件進行綜合考慮，堅持以人為本的設計原則，提出符合居民生產生活需求、兼具可行性和經濟性、科學合理的方案。

2.2 輸水管網

輸水管網的設計需要重點考慮輸送水源的管線，應保證其具有合理性，同時也需要考慮水源以及水廠的管線特點。在設計中，應注重管網與水戶直連，構成功能實用性強、精簡的線路，避免輸水管線重復[1]。

2.3 配水管道

配水管道涵蓋了干管、分配管道、接入戶管三類，各自的管徑以及布置區域存在差異，需分情況考慮。干管負責將水資源輸送至城區的各個用水區域，管徑為100～200 cm；對于分配管道，其需要與城市道路的結構特征相契合，形成順暢的水體流通分配路徑；對于接入戶管，其側重于滿足用戶的用水需求，以可行的方法分布用水管道，使管道可以高效投入使用。

2.4 管網的形式

（1）環狀管網。常設計為封閉式結構，依托于環狀的管道，實現多個方向的輸水作業，靈活性較強。采用環狀管網的形式后，可以保證輸水管道運行的安全性，也有利于提高輸水效率，供水過程高效而穩定。

（2）樹枝狀管網。含主管和支管兩類，以主管為核心，在此基礎上分散出若干的支管，形狀類似于樹枝。可以發現，樹枝狀管網的結構組成較為簡潔，無明顯的復雜性，可減少管材的使用量，降低建設成本，經濟效益優勢較為突出。

3 市政給水管道布置設計技術措施

（1）輸水管網指分布在水廠與配水管網、水源與水廠之間的管線，其具有重要的聯系作用，可高效轉輸水資源。管路無明顯的分支，從配水管網接至個別大用水戶的管線具有較突出的完整性與獨立性，即沿線不與用戶連接。

（2）配水管網的功能在于承接輸水管線的水資源，依托于配置好的各類管道，分配至具體的城市用戶中，以滿足各用戶的用水需求。配水管網主要包含干管、分配管、接戶管等，各自的功能有所不同，管徑等基礎參數也存在一定的差異。干管的管徑應具有合理性，具體需根據實際情況做合理的選擇，通常大型城市其管徑需超過200 mm，中、小型城市則超過100 mm。配水支管主要敷設在城市各道路的下方，其是將水資源輸送至城市各小區的重要渠道，以滿足小區的整體用水需求。配水管的管徑也需要根據城市的規模做靈活的調整，通常大型城市達到150～200 mm，中型城市達到100～150 mm、小型城市達到75～100 mm。接戶管是銜接水資源與具體用戶間的末端通道，可以將水資源輸送至具體的用戶，提供用水服務。通過多類細分管線的組合，構成具有層次化特性的配水管網。

（3）水系統的設計還需要緊密結合市政給排水管道的總體平面布置情況，實現統籌兼顧。既要確保整個系統供水的穩定性與可靠性，又要充分考慮到各類細分的管線，使其覆蓋至整個給水服務區。除此之外，還應在設計中考慮到供水區域的間距，進行合理規劃，以免出現局部管網斷裂以及堵塞等異常狀況。

在市政給水管網設計時，重點考慮的是環狀管網和樹枝狀管網兩類，各自的應用特點有所不同，需要依據實際情況進行合理選擇。對于大中型城市而言，其對供水管網的運行水平提出較高的要求，宜采用環狀管網的布設方式，減少水頭損失，確保各管路均有兩個方向來水，全面保證市政給水系統的供水穩定性。環狀管網的建設成本較高，樹枝狀管網的細分管道分布形式更為簡潔，建設成本較低，經濟效益優勢突出[2]。

兩種方式均有其側重點，在具體的設計工作中，需要綜合考慮到城市規模、人口數量等基礎要素，經過系統性的分析后，選擇合適的管網方式或采用集兩種方式于一體的綜合性方案。例如，對于城市主要供水區，較為適宜的是環狀管網的方式；而對于城市供水區的周邊區域，較為合適的是采用樹枝狀管網的方式。通過多種類型供水管網的配合應用，兼顧供水效果、經濟效益等多重要求。

4 市政排水管道布置設計重點及技術措施

4.1 市政排水系統的主要形式

（1）合流制。統一收集城市的雨水、生活污水、工業廢水，以某種方式共同處理，再將其排入特定的排水管渠中。在合流制排水系統的設計中，又可以分為兩種形式。①截留式，通常會在臨河底高程處配套合適規格的截留主干管，利用此類管道截留混合污水，產生的合流污水將從下游的排水口排出；②直排式，其排放方式更為簡單，將混合污水直接排放至外界，由于未經處理，常會出現周邊水資源受污染的問題，是一種粗放化的排放方式，缺乏可行性。

（2）分流制。對雨水、生活污水、工業廢水進行分類考慮，分別為之建立特定的管渠，形成多條排放路徑，建立特定的排放系統，例如雨水排放系統、污水排放系統。

4.2 市政排水管網的布置設計措施

設計人員需要對排水管網覆蓋范圍內的基礎條件形成準確的認識，包含區域內的地形地勢、水文條件、污水處理廠的建設位置及其運行水平等，并對污水進行合理規劃，形成特定的類別，以便在建成使用后可以高效排水。現階段，較為常見的排水管網布置方式有三種，即正交式、平行式、截流式，各自的適用范圍以及應用特點均有所不同。

（1）正交式。適用于地勢比較傾斜于水體的地區，此時管網可以沿垂直于水體的方向設置，形成了正交的位置關系。在正交式排水管網中，所用管道的干管徑長以及長度均較小，可減少管材的使用量，降低在此方面的成本投入，污水排放效率較高。為避免污染問題，不宜將其用于污廢水的排放中，較為合適的是用于雨水的排放[3]。

（2）平行式。適用于地勢傾斜較大于河流方向的地區，從布置角度分析，其呈斜角的方式設置，此時可削弱管道所受的沖擊力。在應用平行式排水管網布置方式時，主要考慮城市的道路交通網的形態，應形成相適應的關系。

（3）截流式。以正交式排水管網布置方式為基礎，進一步沿著河岸再次鋪設，形成更為豐富的排水系統，以便將污水高效排放至指定的污水廠。

4.3 管徑排水量的計算

在排水管網的設計中，還需要考慮管徑排水量，該指標的合理與否將直接對排水系統的排水效果產生明顯的影響。在計算管徑排水量時，需要著重考慮污水設計總流量和雨水設計流量兩項關鍵數據。

污水設計總流量Q則取決于三個方面，即居民生活污水Q1、工業生活污水Q2、工業廢水量Q3，得到Q1、Q2、Q3三項具體值后，將其相加，得到污水設計總流量Q的值。

雨水設計流量：

式中：F——匯水面積（m2）；ψ——徑流系數；q——雨水強度（mm/min）。

按照前述所提的方法展開計算，分別得到污水設計總流量和雨水設計流量，據此再進一步確定管徑排水量，根據所得的結果開展設計工作，選定合適管徑的管道，確保其在使用過程中可以高效排水。

5 結語

綜上所述，合理的市政給排水管道布置設計方案至關重要，其會直接影響給水管網和排水管網的運行水平，且關乎城市各項生產活動以及生活活動的開展情況。在設計時，設計人員需要注重對管網形式的選擇以及關鍵參數的計算，并準確把握技術要點，最終構成穩定可靠的市政給排水管網系統。