市政排水工程管網設計與施工質量控制探討

何朝貴

廣西壯族自治區建筑科學研究設計院 廣西 南寧 530000

1 市政排水工程管網優化配置原理

在市政管網中包含給排水系統、供暖系統、供氣系統、電力通信系統等。給排水管網系統是城市市政管網至關重要的組成部分，是處理廠和用戶的連接紐帶。排水管網包括各類雨水進水口、雨污水管道、檢查井、排水泵站及其附屬設施。管道可分為污水管道、雨水管道和合流管道三種。城市排水工程屬于一項系統工程，一旦在設計階段或施工過程中出現問題，會對城市市政排水管網運行狀況造成一定影響，使市政排水管網出現排水不暢、工作效率不高等情況，同時還將對市政工程的整體經濟效益造成一定影響。為有效完善城市市政排水管網優化配置工作，規劃單位應對整個區域的管網進行合理布置，設計單位應在設計過程中對管道走向和管徑大小進行合理設計并符合區域規劃要求，施工單位應對施工質量進行嚴格控制，管理部門應對排水管網維護運行的成本以及降低城市市政排水管網投資等問題給予高度重視，這樣不僅可以使得城市市政排水管網整體系統的可靠性得到一定程度的提升，同時也能促進新技術的發展與推廣。

2 市政排水設計中存在的問題

目前，我國市政排水系統設計過程中普遍存在以下問題：（1）排水管網規劃缺乏合理性，主要表現有市政排水管道坡度及管徑設計值略小，無法滿足實際排水需求；雨水排水系統設計未充分結合道路豎向設計、地形地勢、規劃路網、雨水匯水面積等因素或未與該區域已有道路排水系統相結合，嚴重影響雨水排水系統的排水能力。（2）缺乏與其它市政管線的統籌規劃，主要表現有規劃設計缺乏整體性和前瞻性，存在部分管線規劃設計無依據的情況。（3）排水系統的選擇缺乏科學性，排水系統的科學性不僅對排水系統的規劃設計和施工建設具有直接影響，還對所在區域或城市的環保工作、市政建設具有較深遠的影響。從實際情況來看，部分地區在進行排水系統選擇時存在一定的盲從性，沒有結合城市自身的實際情況，導致其功能實現的可能性較低，影響市政排水系統功能的發揮。

3 市政排水工程設計的工作內容

3.1 前期工作內容

設計工作開始之前，需要完成的主要工作內容包括：（1）對當前城市污水系統及市政排水系統進行調查分析，了解存在的主要問題并加以分析評價；（2）結合調查數據預測目標區域污水量，并根據相關規范標準和政府具體要求確定目標區域的污水排放標準和排水體系；（3）以問題為導向，以相關規范標準和實際案例為依據，針對現存問題提出針對性的解決策略，明確規劃設計的原則；（4）根據排澇分區的標準對目標區域進行合理的污水分區，并確定污水收集系統、路面排水系統布局方案；（5）根據設計工作需求，詳細測量、收集、計算相關數據，為設計工作提供更加充足的數據信息支持；（6）結合實際情況制定近期工作建議和保障性措施[1]。

3.2 設計工作內容

設計過程中的主要工作內容包括：（1）排水管網設計。一方面應盡可能縮短線路長度，以達到快速排水的效果；另一方面應盡可能避免管道穿越山洪地區，以此避免滲水事故的發生，提高管道的安全性；（2）雨水管道設計。在具體設計過程中，應根據雨水匯入面積和徑流大小設置管道大小和排水方向來提升雨水管道設計的科學性和合理性,為居民出行提供更加便利、安全的道路條件；（3）污水管道設計。明確污水系統流域分區，合理布置污水管道走向，使污水盡量按重力流方式排出，用較短的管線排出較大面積的污水，布置中盡量減少埋深，盡量避免采用頂管或者污水提升泵站，減少工程投資和后期運維費用。

4 市政排水工程設計的要點

4.1 排水管道設計要點

進行排水管道設計過程中，結合項目排水（雨污）設計的實際情況和具體要求，設計單位應明確排水管道的設計要點：（1）科學設定管道走向與設計參數。在進行排水管道設計時普遍會遇到在原有管網基礎上進行優化改造的情況，受新舊管網系統設計差異性、現場環境復雜等因素的影響，管道設計具有較大的難度。鑒于此，設計單位在進行排水管道設計前，應著重加強相關數據信息的收集和調研，以此全面而深入地了解目標區域的原始管網狀態、周邊環境條件及相關數據參數，以便對管道走向和參數進行科學設計。（2）做好排水管道橫斷面布置設計。在項目排水（雨污）設計過程中，設計單位應考慮到多種管線的協調布置，并根據每種管線的參數情況布置在合適的位置，以減少管線的交叉及埋深。同時應考慮到有些管線不與道路同步施工，在布置排水（雨污）管線位置時盡量避免后面實施的管線在施工過程中對其造成影響。（3）確保管線過街預留工作合理性。很多城市都有明文規定，新建或改建道路在規定時間內不得進行開挖施工，因此市政排水管線過街預留設計的合理性至關重要。在項目排水（雨污）設計過程中，設計師每隔80～120m便預留一個支管和檢查井，在道路交叉口及間隔500m左右均設計有預埋過街管，同時積極與道路工程相關部門協調，使部分涵洞具備預留管線通道的功能。同時應根據當地相關部門要求，預留距離和空間足夠的過街管，以滿足后期使用需求[2]。

4.2 排水管道布局要點

進行排水管道布局過程中，充分考慮項目排水（雨污）設計的實際情況，設計單位應明確以下設計要點：（1）結合目標區域用水特征，明確排水管道布局側重點。區域用水特征對于排水管道的布局具有直接的影響，因此在布局過程中充分了解目標區域的用水特征，針對性地制定排水管道布局規劃側重點。如城市老城區主要以住宅為主，其區域用水具有排水時間和排水點分散的特征，因此為滿足居民的排水需求，排水管道布局規劃側重于提高排水管道的覆蓋率；而像一些開發區或工業區主要以企業和工廠為主，其區域用水具有排水點和排水時間集中、排水量大的顯著特征，因此排水管道布局的側重點是提高排水管道的排水量。（2）合理規劃排水分區，科學進行排水管道布局。根據所屬流域對目標區域進行排水分區，可實現目標區域排水情況的細化，從而有利于設計師進行更加細致、科學的布局規劃。在排水（雨污）設計時，項目設計單位根據所屬流域將項目所在區域進行排水分區，然后根據各區域具體的匯水面積對排水管道進行合理布局，在確保分區排水需求得到滿足的基礎上，實現排水系統建設資源的合理化配置。

5 施工質量控制措施

5.1 施工測量

5.1.1 施工準備

測量人員需進行方案核實，校驗各項工程參數，全面落實各項測量工作。測量前期，需校準儀器讀數，確保讀數準確。管道施工時，再次復核測量結果，參照水準點閉合參數控制規范±12Lmm。其中，L具體表示兩個水準點的間隔距離，單位為km。閉合參數核準后，再審核控制樁位置角的規范性。此位置角的控制規范為±40n。其中，n表示監測點數量。水準點添加時，以不易相撞點為首選，各水準點間隔應控制在100mm以內。

5.1.2 中線測量

中線測量期間，需在管線起始點、管線終末點、管線平面折點、管線豎向折點各個位置增加中心樁。樁頂位置使用中心釘，在各個關鍵位置添加方向樁。中心樁編碼確定后，使用鋼尺測量中心頂間距[3]。

5.1.3 埋設坡度板

坡度板的裝設間隔設計為10m，管道各向折點位置，需添加一個坡度板。采取人工挖土施工方法，埋設坡度板后，再進行開槽施工。工人可采取機械挖土形式，配合人工處理方式，清除底面雜物。坡度板兩側超出槽邊的長度應控制在30cm以內，以此保持坡度板埋設固定性。

5.2 管槽支護

有些項目管槽位置需添加鋼板樁，打樁前期需在溝槽兩側10cm位置設計打樁線。鋼板樁選用拉森鋼板樁，內側支護結構使用鋼管，管長需依據溝槽深度進行選擇。校準鋼板樁位置，鋼板樁具有基坑支護功能，需從外觀結構、結構長度、結構寬度、結構寬度等方面，逐一進行質量檢查。如果鋼板樁表現出較為嚴重的銹蝕質量問題，需測量鋼板樁斷面參數，進行折減處理。

5.3 土方開挖

管溝施工前期，需勘測工程地質、水文等情況，及時給出全面的技術安全方案。施工前期可進行挖坑試驗，查看坑內積水與地質，核實勘測結果，選出合適的開槽方案。如果地下水位較高，需進行排水處理，使用明溝進行疏水。如果無法使用明溝排水方法，可使用井點降水方式，以此保證槽底排水質量，不可積存較多水分，防止出現浮管問題。管槽施工需參照工程實況，拆除障礙設施，進行初期開挖與平整處理。開挖施工期間，設定兩個檢查井為一個工程段。開挖平整處理完成，使用經緯儀進行檢測，間隔10m設計一個溝槽邊線樁。

5.4 管道安裝

管材安裝需保證管材質量，以此減少安裝問題。項目使用的管材，其阻水能力主要參照接口質量。施工中，需加強管材質量檢查，防止管材表面出現裂縫、麻面等質量問題。管口橢圓度的參數偏差，應符合接口間隙的設計規范，保持接口施工面的平整性，使接口可正常使用。管材質量控制工作，主要由管材生產單位進行檢查，采取逐根檢查方式，標記管材編號，杜絕劣質管材進場。管道安裝期間，用料強度應大于5MPa，檢查基礎項目高度的規范性。基面測量放樣后，核準管道位置，再找準管道邊線位置，從走向、高度兩個方面控制管線敷設質量。管道施工前期，需進行多種勘測工作：仔細核實原管連接高度；測定管道敷設的坡角、管道中位、挖溝邊側、周邊建筑方位等信息；檢查土料堆積的邊緣位置，規劃其余臨時用地的區域。挖溝前期探測坑深，查明地下管線的分布狀態，每次探坑間隔20m，探查的基坑深度應大于3m。如果管線分布錯亂，管線位置探測不清晰，需增加探坑點位。管線探測完成，交由施工管理方進行交底核實，讓工程管理單位進行線路保護。挖坑后如出現塌方問題，需使用沙包、木板進行基礎加固處理，防止涌出淤泥、流砂等用料，必要時給予基坑支護處理。如果基坑表層的各類排水裝置，在挖坑時失去排水功能，需據實增加排水管線。在排水項目完工后，再進行受損排水項目的修繕與更換。挖溝至底部位置時，需預留保護結構，結構厚度為0.4m，防止基底出現超挖現象。基底施工前期，逐層去除保護結構。如果基底出現超挖問題，應使用石屑進行回填。如果地質狀態與圖紙方案存在出入，應由設計、監理多個單位共同商討處理方案。當基底土質有淤泥時，及時申報施工問題，清除污泥進行換砂。管墊層施工，需參照基礎結構參數，測量放出同等的墊層高度，同步設計木樁，木樁間隔取10m。依據墊層面特點進行標高設計，準確檢測平墊層，給予人工夯實處理，同步記錄墊層工程數據。如果碎石墊層表層有水，需暫緩澆筑施工。應保持墊層干燥后，再行澆筑墊層。使用機械設備進行墊層用料運輸，將用料運送至基坑邊側，在坑底處存放用料，進行人工攤鋪處理。參照墊層面的前期設計高度，進行平整度檢查。利用振搗設備處理墊層用料，防止出現工程下沉問題[4]。

5.5 溝槽回填

5.5.1 剛性管道溝槽回填

溝槽回填壓實應逐層進行，且不得損傷管道；管道兩側和管頂以上500mm范圍內胸腔夯實，應采用輕型壓實機具，管道兩側壓實面的高差不應超過300mm；管道基礎為土弧基礎時，應填實管道支撐角范圍內腋角部位；壓實時，管道兩側應對稱進行，且不得使管道位移或損傷；同一溝槽中有雙排或多排管道的基礎底面位于同高程時，管道之間的回填壓實應與管道與槽壁之間的回填壓實對稱進行；同一溝槽中有雙排或多排管道但基礎底面的高程不同時，應先回填基礎較低的溝槽；回填至較高基礎底面高程后，再按上一款規定回填；分段回填壓實時，相鄰段的接茬應呈臺階形，且不得漏夯；采用輕型壓實設備時，應夯夯相連；采用壓路機時，碾壓的重疊寬度不得小于200mm；采用壓路機、振動壓路機等壓實機械壓實時，其行駛速度不得超過2km/h；接口工作坑回填時底部凹坑應先回填壓實至管底，然后與溝槽同步回填。

5.5.2 柔性管道溝槽回填

回填前，檢查管道有無損傷或變形，有損傷的管道應修復或更換；管基有效支承角范圍應采用中粗砂填充密實，上與管壁緊密接觸，不得用土或其他材料填充；管道半徑以下回填時應采取防止管道上浮、位移的措施；管底基礎至管頂以上0.5m范圍內，必須采用人工回填，輕型壓實設備夯實，不得采用機械推土回填；回填、夯實應分層對稱進行，每層回填土高度不應大于200mm，不得單側回填、夯實；管頂0.5m以上采用機械回填壓實時，應從管軸線兩側同時均勻進行，并夯實、碾壓；管道位于車行道下，鋪設后即修筑路面或管道位于軟土地層以及低洼、沼澤、地下水位高地段時，溝槽回填先用中、粗砂將管底蔽角部位填充密實后，再用中、砂分層回填到管頂以上500mm。

6 結語

市政排水管網是城市建設的重要組成部分，其規劃設計的科學性與合理性對城市的宜居水平和建設發展具有重要的影響。新時期，相關管理部門和規劃設計單位應充分了解市政排水設計存在的普遍性問題，明確市政排水設計的工作內容和排水管道設計的要點。在此基礎上，加強排水管網施工監管，針對排水施工實際存在的不足，積極采取對應措施，發揮城市排水功能，力爭獲取較高的施工收益。為我國城市建設工作的開展提供更有力的支持。