市政道路給排水優化設計研究

李豪豪 廣州市科城建筑設計有限公司

1 前言

為了確保市政道路給排水充分發揮其功能，需要相關部門重視市政道路給排水設計及其規劃中存在問題的解決，并積極采取有效的措施做好相關問題的處理，這也是城市建設中需要重點關注的內容。

2 市政道路給排水系統在城市運行中起到的作用

在城市運行期間，無論是生活還是企業生產都會產生污水及廢水，并且是無法避免的。與此同時，城市地面還會出現地下水情況，這些不同來源的水源都是直接影響城市正常運行的主要因素。為了消除這些影響，市政部門需要加強城市道路給排水系統的建設，以此促進城市道理的順暢運行，從而展示城市最直觀的現象。

一般而言，在整個排水系統的建構中，主要由廢水處理廠以及排水管道的系統和最終的廢水處理設施組成，其中，在整個排水系統中廢水管道系統是用于廢水運輸。無論是生活廢水還是工業產生的廢水，經過自然現象產生之后需要通過管道將其運輸到指定的位置。對于排水管中收集到的廢水進行處理，這是廢水廠的工作職責，對收集來的廢水進行凈化處理，從而促進水資源的循環利用。

所以，對城市給排水系統進行優化設計不僅僅只是為了將城市運行過程中產生的廢水排走，同時也是為了促進城市的水資源循環利用，以此確保城市各個區域的水資源可以不斷地再生。

3 我國市政道路給排水的規劃現狀

我國的水資源十分短缺，水資源的人均占有量僅占到世界1/4的平均水平。通過相關報道得知，現階段全國的城市水源僅僅30%滿足衛生標準，在全國范圍內的七大水系超過50%的江段受到污染，而城市將普遍面臨著水資源的短缺和水環境的惡化等挑戰，這也是目前城市和國家發展中需要面臨的重大課題，因此對市政道路的給排水規劃與設計開展探討十分有必要。

在我國市政道路排水系統的規劃中，所采取分析的工具以及規劃的方法還較為落后，并沒有對因地制宜多樣性以及設計多目標化給予關注，這也是導致城市普遍出現水質污染情況發生的因素之一，使城市水環境受到嚴重破壞，城市內部水資源出現供需的失衡狀態，此類問題也對城市的內部居民生活和城市的現代化發展產生了不利影響。

4 對市政道路給排水系實施有效的優化設計對策

4.1 給排水管道設計

（1）確定給排水量只有合理確定市政道路給排水量，才能科學地開展設計工作。給排水量涉及多個不同方面，必須科學統計公共與消防等不同用途的用水量。排水量與雨水、廢水流量具有非常緊密的關系。對于某工程來說，需要充分考慮雨水的流量。只有準確地預判降雨量，計算道路排水量，做好各項排水措施，才能保證給排水系統發揮作用。

（2）選擇給排水管道給排水管材的種類繁多，性能各異。因此，在設計時，必須考慮到排水系統的實際需求，保證所選擇的管材與工程需求相符。對于某些工程來說，為了保證排水管道能抵抗較大壓力，必須以金屬管材作為主要管材。

4.2 優化路面的排水設計

在設計路面表面排水的過程中，主要設計目的是為了加快降落在路面表面上的水快速地排出去，從而防止里面產生的積水現象引發一些行車的安全隱患。根據觀察實際路面的設計情況可發現，很多設計師往往不太重視路面表面的給排水系統，當道路內部安排了合理的排水設計，就會認為道路的表面就不再需要給排水系統，這完全是錯誤的想法。對于道路表面以及道路內部的排水設計來說，這兩者相輔相成，一旦道路上出現過多表面排水的情況，同時沒有實施相應的措施，道路的內部給排水系統就會形同虛設。因此，加強重視市政道路表面以及內部的排水設計，并提出一定的建議與想法，這樣才能有效緩解并優化市政道路的給排水設計。

4.3 路基的給排水設計

路基是道路的重要基礎，承受著路面通行車輛的壓力。因此，路基必須具有較強的穩定性，以滿足強度方面的實際要求。路基是路面的下部結構，雨水的滲透會直接影響路基的穩定性。為了順利實現路基排水目標，應做到以下幾方面。

第一，要根據道路排水的需求，在路基的不同位置安裝好排水管道。同時，合理地布置這些管材，將排水管材的價值發揮到最大。

第二，要與經驗豐富的設計人員加強溝通和交流，認識到排水系統在道路養護中的重要性。同時，要與其他工程施工環節相互配合，合理協調好施工。

第三，要全面了解工程所在地區的降雨情況，并以此為依據，科學制定給排水設計方案，確保能及時排出道路上面的積水，避免影響人員和車輛的通行。

第四，設計人員必須在設計圖紙上，對給排水系統分布情況精準標注，以便于施工的順利進行。

4.4 優化綠化帶的排水設計

在現代城市建設的過程中加強城市的綠化設施是非常重要的，城市道路的兩側都應該鋪設面積大小差不多的綠化帶，由此促進城市的美好景觀，同時還能讓行人在視覺上感受城市的美麗。但是綠化帶的鋪設會導致地面產生積水的現象，長時間的積水會影響城市道路的路基以及路面，從而降低城市道路使用的年限，這對城市給排水系統設計帶來了一定的挑戰。根據實際情況了解，需要對綠化帶展開相應的排水設計。

首先，設計人員需要對綠化帶泥土層的兩層砌上混凝土封閉墻，從而有效避免綠化帶的積水流到路基。其次，在綠化帶的區域中每間隔35m 左右的距離設置一個集水井，在集水井中設置一些導出管，主要是為了將一些積水導出到排水管中，通過這種方法可以有效緩解并解決城市綠化帶排水的問題。但是這種處理方式需要較高的成本才能運行，在實際的施工過程中，很多施工單位將碎石代替混凝土，同時在碎石中添加一些透水性較差的黏土，這樣做的目的是為了避免綠化帶中的積水滲透到路基中。

據觀察，這種方式對于排水的效果非常高，同時還能節省市政給排水系統優化設計的成本，以此優化城市道路綠化帶的排水效果，并延長道路的使用壽命。

4.5 做好對排水系統流量的合理設計

在城市市政道路的排水系統規劃和設計中，主要涉及兩方面內容，分別包括工業污水與生活污水流量計算、降雨降雪流量的計算。在污水排量（Q污）的計算中，可依據Q污=Q民用+Q工業進行計算，其中Q民用是城市內居民所產生生活污水的總量。同時Q民用=N·n·KZ/（24×3600），其中N是實際居民的總人口，n是污水的定額，單位為L/（人·d），KZ是變化調整的系數，能夠從相關設計規范的表格內選取。Q工業是工業企業的污水總排放，涵蓋企業的后勤污水排放，其可以依據工廠的生產定額以及員工人數進行計算，而企業的后勤污水則可依據生活污水的定額進行計算。在降水流量（Q降水）的計算中，可依據Q降水=F·q·Ψ進行計算，其中Ψ是徑流的系數，可根據相關設計規范的表格內選取，F是匯水的面積，主要依據坡度等相關影響，對道路溝渠的集水面積實施估算，在道路呈現平坦狀態時，對分支管道分布的面積實施估算，而q是暴雨的強度，依據相應公式計算。

4.6 BIM技術在給排水設計中的應用

（1）參數調整。BIM建模是建立在大量數據參數的基礎上的，設計師通過BIM技術能夠模擬工程三維模型，對工程量進行明確，進行水力計算。

另外，借助BIM技術設計師可以在部分參數調整后，使系統中的其他相關參數自動進行調整，提高了工作效率，降低了參數調整工作量。比如平面位置參數調整之后，空間數量參數隨之變化，工程量明細表也可以進行自動更新，降低了工作量，提高了整體的準確性。比如在對市政給排水系統參數進行調整時，與之相關的消防設施參數等數據信息也會自動改變，設計人員只需要進行材料表調整操作就可以完整修改。同時，借助BIM 技術設計人員還可以直接在數據信息模型中對相關參數進行獲取，如衛生器具參數。

（2）管線綜合優化市政道路給排水工程復雜性強，很多都是地下隱蔽性工程。而且地下電力、天然氣等系統和給排水系統之間錯綜復雜，在設計時需要對上述因素進行考慮，避免給排水系統和其他系統之間相互影響，為后期的建設項目施工和維護奠定基礎。BIM 技術在城市給排水系統配置設施設計中的應用為給排水系統建設人員提供了便利。通過系統預置計算模式可以對施工設計模擬新方案的數據通過圖紙來展示。

同時，BIM技術還可以對地下管線三維位置情況和布置進行展示，方便設計人員對地下管線的交叉情況進行了解，防止不同系統之間相互影響，為設計人員管線設計優化提供基礎。在BIM數據庫中，有很多建筑外觀建模方法的標準，設計人員及管理人員還可以從中獲取其他類型建筑項目的設計、建材使用、施工等情況，為新建項目提供參考和指導。

（3）數字建模。BIM技術在給排水工程中的應用主要包括以下幾步，第一對管道類型進行確定，了解相關信息；第二建立三維數字模型，進行模型數字化和系統碰撞檢測，并進行管線優化和調整；第三借助BIM技術對工程量進行確定，明確所需要的材料及相關機械設備配置，提高數據統計的準確性。在BIM技術下，給排水系統、電氣系統、消防系統、暖通系統等都處于同一設計環境，通過平面視圖和三維立體視圖可以對項目的碰撞點進行確定，及時發現、解決其中存在的碰撞問題。

5 結束語

綜上所述，在開展城市道路給排水優化設計期間，加強城市自身的堅實也是非常重要的環節之一，如果整體設計不達標，城市在運行期間就難將廢水排出，從而直接影響了城市居民的生活飲水以及周邊環境的情況。由此可見，市政部門應該加強市政道路給排水系統的設計，將設計和城市的整體規劃結合到一起，從而獲得最優質的設計方案，這樣才能有效發揮市政道路給排水系統的功能以及促進城市的可持續向發展。