岳洋洋
中國市政工程西南設計研究總院有限公司,四川 成都 610000
無論是城市居民生活用水供給還是城市排污排澇,都需要市政給排水管網來實現。為了保證市政給排水管網的作用得到充分的發揮,除了要在施工階段落實好相關施工建設技術,還要從設計入手,加強對市政給排水管網的科學合理設計,從而為后續管網施工提供良好的指導。在實際進行給排水管網設計的過程中,需要結合城市產業發展實際,進一步明確管網設計的關鍵內容,從而有效提升整體管網設計的質量水平,促使其發揮出應有的作用,維護城市安全穩定地運行。
現代化城市的正常穩定運轉離不開給排水管道的支持,而加強市政給排水管網設計,結合城市實際發展規劃,落實其中的一些關鍵設計內容,更有利于發揮城市給排水管網的作用。在進行市政給排水管網設計時,通過明確城市給排水總量,并結合不同城市區域實際給排水需求做好排污給水管道的合理設計規劃,既能夠滿足城市排水給水的需求,又能夠提高管道利用率,從而保障城市基建功能得到穩定的發揮,提高城市水資源的利用效率,有效防止寶貴的水資源被浪費[1]。
除此之外,結合城市發展實際,加強市政給排水管網的設計,能夠促進城市排污系統得到進一步優化,從而在遭遇暴雨、洪澇災害等天氣時,能夠借助地下排水系統盡快地將城市中的積水排出,防止出現城市內澇問題,更好地保障城市中人們的正常生活與出行。
在進行市政主排水管道設計時,需要充分考慮實際道路規劃,針對排污水區域,結合實際進行科學合理的劃分。在滿足設計要求的情況下,還可以減小主干道的長度和深度,這樣有利于減少工程成本。與此同時,針對管道綜合較少的區域,還可以明確實際管道數量,了解城市道路寬度,并以此為依據確定城市管道和排水管道之間的關系,從而提升城市排水管位置設計的合理性。
通常而言,可在慢車道下方配置排水管道,促使管道設計更符合坡度與深度要求。若城市道路較寬,為方便進行污水收集,在設計時應注意減少橫向穿越管數量。同時,在道路兩側做好排水管的配置。在計算污水設計流量Q時,可以參考以下計算公式:

式中:qs為面積比流量;Kz為總變化系數;F為服務面積。
在城市不同區域內,建設開發程度以及產業結構均存在一定差異,因此實際用水需求也各不相同。在進行市政給水管網布局設計時,需要充分考慮上述種種差異性,做好科學合理的設計。例如,就城市產業結構而言,相較于商務辦公、餐飲等行業,傳統制造業需水量明顯更大,因此,在給水管網設計方面,可以先明確城市產業園區規模、產業類別等指標,做好需水量的合理估算,有效提升給水管網布局設計的合理性。
另外,保障居民日常生活用水同樣是給水管網布局設計需要考慮的問題。居民生活用水通常有著一定的規律可循,即用水時間比較固定,6:00—8:00、11:00—12:00、17:00—21:00通常是用水高峰期[2]。一般過了上述時間段后,居住區內整體用水總量會有明顯的下降。因此,在進行給水管網布局設計時,可以在居住區管網非高峰用水期,將其與附近的商務辦公、科技研發等產業的給水管網聯通在一起,從而更有利于提升給水管網的供水能力,減少多余的管網建設,提高資源利用率。
設計市政管線時,設計人員應在設計圖紙上標出管線的管徑、管道基礎、預埋預留等關鍵信息,從而為后續落實管線設計提供良好的指導。在進行管線豎向設計的過程中,還要考慮管線外部荷載的影響,防止管線被壓壞。同時,不能忽視季節因素,要避免冬季管道發生凍結問題。具體而言,管道材質不同,自身承壓能力也有一定差異,因此需要結合實際管材材質承壓能力,明確管線最小覆土量。
在進行管線設計定線時,一般會采用1∶500的地形圖,這是因為這種地形圖與實測最為接近。在具體操作方面,若不會對管道本身造成較大影響,在設計時可適當降低其凈距離。例如,設計規定給水管和熱水管的水平距離為1.5m,但若管材質量比較優良,還可以適當降低2根管道水平距離。在進行住宅小區給水管網設計時,要充分考慮物業管理實際需求,結合當地實際施工水平做好科學合理的設計。此外,若管線豎向之間存在矛盾問題,應注意支管避開主干管,禁止隨意彎曲管線,同時壓力管要避開重力管,小直徑管線也要避開大直徑管線,這樣更有利于提升市政給排水管線設計的合理性。
針對舊管網,應加強優化改造設計工作。在這一過程中,應先對排水系統進行整體分析,在具體管道布置方面,應與城市或區域總體規劃需求相符合。在進行管網改建或者擴建時,要加強對原有管道的利用,從而有效降低整體設計與施工的成本。針對管網重點區域,要到現場做好摸排檢查工作,進一步明確管線明漏和暗漏位置,對于老化比較嚴重的管道,要直接用新管道替代。在選擇新管道的過程中,要加強管道質量檢查,選擇耐壓性好、抗腐蝕性強的管道。
除此之外,對市政給排水管網而言,一般在改造設計時經常與電信管線、自來水管線等相沖突,從而對其他管線造成不利影響,或者導致排水管道自身出現問題,影響管道的使用壽命。因此,需要結合實際,在條件允許或者成本允許的情況下做好管線遷移或改線工作,避免不同管線之間的沖突,提升市政給排水管網整體的合理性。
BIM技術作為一種先進的建模技術,非常適合在市政給排水管網設計中應用。借助BIM技術能夠模擬地下管網的分布,其本身還具有管線碰撞檢查功能,因此將該技術應用于給排水管網設計工作中能夠顯著提高管網設計的效率,并能夠在技術層面上為其設計水平的提升提供科學保障。比如,在BIM技術的幫助下,能夠立足整體給排水管網設計過程,實現可視化分析,通過建立相關的管網模型,能夠在方案未實施時便了解其具體的可行性。
另外,依托BIM技術碰撞檢測功能,能夠在三維虛擬空間中完成對管網設計的碰撞檢查工作,從而及時調整與解決設計問題,并且能夠立足設計方案形成過程加強動態模擬分析,從而不斷提升市政給排水管網設計質量水平。
為了有效提升市政給排水管網設計的質量水平,還需要注重相應設計標準的完善。首先,要提升給排水系統的驗收標準,在科學的設計理念指導下做好管網布局狀況改善工作,結合實際,擴寬設計思路,促使市政給排水管網設計標準得到不斷提升,從而為整體設計提供良好的指導[3]。其次,應充分考慮不同城市產業規劃建設情況,針對不同地區設置不同的設計標準,從而使管網設計更加貼合區域實際發展,在促使整體給排水管網體系不斷健全的同時,還能夠充分發揮管網的功能價值,提高管網的運行使用效率,為市政規劃建設事業發展奠定堅實的基礎。
為了進一步提升市政管網設計水平,還應注重建立管網評價體系,在具體評價時,可以從以下方面入手:(1)做好管網故障排查工作。在前期設計解讀時就要考慮到后續給水管網可能出現的問題,在進行管網設計評價時,重點在于找出設計存在的問題,并及時采取有效措施加以彌補。(2)做好管網設計經濟性評價,節約資源,降低能耗。(3)注重做好管網設計的可靠性評價。評價體系的建立要本著認真、可靠、負責的態度,同時要保證設計下的給水系統能在規定的使用狀態下、規定時間內實現預定功能。
市政給排水管網設計是一項較為系統復雜的內容,需要提高重視程度,認識到管網設計的價值,并立足各個設計環節明確其中的關鍵內容,采取措施提升市政給排水管網設計水平,促使市政管網發揮出應有的作用。