市政給排水管道布置設(shè)計與技術(shù)分析

李昀祺

（永建設(shè)計集團有限公司，福建 廈門 361000）

城市化進程的加速以及城市人口的持續(xù)增長使得市政給排水管道系統(tǒng)成為城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分，市政給排水管道的合理布置設(shè)計對城市的可持續(xù)發(fā)展和居民的生活質(zhì)量具有重要影響。然而，在過去幾十年的市政建設(shè)中存在著一些問題，如管道規(guī)劃的不合理性、布局的不科學性和施工質(zhì)量的不可靠性，導致了排水不暢、水源污染、洪水災(zāi)害等環(huán)境問題的發(fā)生。因此，對市政給排水管道布置設(shè)計和施工技術(shù)進行研究和分析具有重要的實際意義。

1 市政給排水管道系統(tǒng)布局的重要性

1.1 給排水管道系統(tǒng)的組成部分

市政給排水管道系統(tǒng)由多種組件組成，包括管道、檢查井、集水池以及其他相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。這些組件的合理配置可以實現(xiàn)城市給排水系統(tǒng)的高效運行、有效清除城市地區(qū)的廢水和雨水、避免水源污染和洪水災(zāi)害的發(fā)生、保障城市的清潔環(huán)境和生活質(zhì)量。下面，詳細介紹每個組件的功能及作用。

（1）管道：管道是將廢水和雨水從一個地點輸送到另一個地點的主要組成部分，通常由耐用的材料制成，如鋼管、塑料管等，用于連接整個管道系統(tǒng)。

（2）檢查井：檢查井是用于檢查和維護管道系統(tǒng)的通道，它被安置在管道的特定位置，提供了訪問和觀察管道內(nèi)部的便利。

（3）集水池：集水池用于收集和控制雨水徑流，它們通常位于道路交叉口或低洼區(qū)域，幫助收集并將雨水引導到排水管道中。

（4）排水管道：排水管道是將廢水從市區(qū)排入自然水道的組成部分，它負責將收集到的廢水排放到合適的處理設(shè)施或自然水源中。

（5）泵站：泵站在重力流不足的情況下使用，可通過泵對廢水進行加壓，使其能夠順利流動到下游處理設(shè)施或自然水源。

1.2 給排水管道布局的重要性

采用精確設(shè)計的給排水管道布局可以確保水流高效地通過系統(tǒng)。通過考慮管道直徑、坡度、走線等因素可以優(yōu)化布局、減少阻力、使水流暢通無阻，從而減少堵塞、倒灌和洪水泛濫的風險，而且可以提高系統(tǒng)整體效率。規(guī)劃合理的給排水系統(tǒng)可確保廢水迅速從城區(qū)流向污水處理廠，有效清除廢水、預防水傳播疾病，從而將污染和疾病傳播的風險降至最低。此外，布局還應(yīng)包括防止雨水管道和廢水管道交叉連接的措施，以進一步保障公眾健康。由于城市地區(qū)不透水表面覆蓋率高，城市特別容易受到洪水的影響。有效的給排水管道布局可以在暴雨期間有效收集和輸送雨水徑流，有助于降低洪水風險。表1 列出了給排水管道布局不當?shù)臐撛陲L險。通過采用策略性放置集水池、地下蓄水系統(tǒng)、適當?shù)墓艿莱叽绲仍兀o排水管道布局可以管理峰值流速并防止局部洪澇，從而保護財產(chǎn)和公共安全。

表1 給排水管道布局不當?shù)臐撛陲L險

從長遠來看，給排水管道系統(tǒng)的合理規(guī)劃和布局可以節(jié)約成本。通過在布局階段考慮管道材料、尺寸、排列等因素可避免因管道過大、開挖過多或設(shè)計不合理而造成的昂貴維修費用，還能減少堵塞和維修頻率，從而降低持續(xù)維護成本。優(yōu)化的給排水管道布局還能對環(huán)境產(chǎn)生積極影響。通過有效控制和管理雨水徑流，可減少土壤和水污染，并保護附近的生態(tài)系統(tǒng)。在布局中采取可持續(xù)的措施，如使用透水路面、綠色基礎(chǔ)設(shè)施和雨水收集系統(tǒng)，也有助于保護水資源和促進生物多樣性。

2 市政給排水管道設(shè)計

2.1 設(shè)計原則

市政給排水管道設(shè)計對于城市水資源管理和生活質(zhì)量具有重要影響。為確保在城市區(qū)域內(nèi)高效、安全地完成水資源供應(yīng)和廢水排放，市政給排水管道設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

（1）系統(tǒng)容量。市政給排水管道系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)預計的用水需求和廢水排放量確定適當?shù)南到y(tǒng)容量。通過評估人口增長、工業(yè)發(fā)展、城市擴張等因素以滿足城市的用水和排水需求，充分考慮水平衡和峰值需求，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定供應(yīng)并排放廢水。

（2）水力計算。準確的水力計算是市政給排水管道設(shè)計的基礎(chǔ)。通過使用水力公式和模型對管道的流量、壓力和泵站的運行進行計算和分析，根據(jù)城市的地形、管道的長度、導流方式等因素確定適當?shù)墓艿莱叽绾推露龋源_保水流順暢、壓力穩(wěn)定和能源效率。

（3）管道材料。選擇適當?shù)墓艿啦牧鲜谴_保管道系統(tǒng)耐久性和安全性的關(guān)鍵。根據(jù)特定應(yīng)用需求和環(huán)境條件選擇耐腐蝕、耐用和高強度的管材，如鋼管、塑料管、復合材料管等。同時，應(yīng)考慮管道材料對水質(zhì)的影響，確保供水符合衛(wèi)生標準。

（4）管網(wǎng)布局。通過優(yōu)化管道的走向、連接方式和排水設(shè)施的設(shè)置減少管道的彎曲、阻力等因素，提高水流暢通性和供水效率，充分考慮地形、土壤條件、建筑布局等因素，確保排水系統(tǒng)的全面覆蓋和運行穩(wěn)定。

（5）環(huán)境可持續(xù)。市政給排水管道設(shè)計應(yīng)注重環(huán)境可持續(xù)性。在設(shè)計中注重節(jié)能減排和資源循環(huán)利用，考慮管道維護和修復所需的能源消耗和碳排放，通過控制廢水排放、合理利用雨水和灰水、采用綠色基礎(chǔ)設(shè)施等措施降低對環(huán)境的影響。

2.2 市政道路給水管道設(shè)計

市政道路給水管道設(shè)計需要考慮多個因素，包括道路類型、預期用水需求、可用水源和水壓管理（見表2），主要目標是確保可靠的水資源供應(yīng)，滿足道路使用者、附近建筑物和其他基礎(chǔ)設(shè)施的需求，在設(shè)計過程中需要進行水壓力計算，以確定合適的管道尺寸和布局。

表2 市政道路給水管道設(shè)計中考慮的因素

2.3 市政道路排水管道設(shè)計

市政道路排水管道設(shè)計的重點是有效收集和排放雨水，以確保道路安全。設(shè)計過程中需要考慮道路特征、排水面積、降雨強度和相關(guān)法規(guī)（見表3）。適當?shù)呐潘季挚捎行占洼斔陀晁畯搅鳎档秃樗L險。通過合理設(shè)置集水池、檢查井等設(shè)施控制流量并防止局部性洪水，保護財產(chǎn)和公共安全。

表3 市政道路排水管道設(shè)計中考慮的因素

市政給排水系統(tǒng)在不同道路類型下需要滿足相應(yīng)的排水要求，下面，將對每個道路類型及其對應(yīng)的排水要求進行詳細闡述。

（1）高速公路。高速公路通常是交通流量較高的道路，其排水系統(tǒng)需要具備較高的容量。高速公路應(yīng)選擇高容量的排水管道，以確保能夠有效收集和排放雨水。為了避免交通干擾，應(yīng)頻繁設(shè)置集水池和結(jié)構(gòu)良好的排水系統(tǒng)，以確保雨水迅速排放。

（2）主干道。主干道是城市交通的重要組成部分，其排水系統(tǒng)也需要具備一定的容量。中等容量的排水管道、頻繁的集水池和結(jié)構(gòu)良好的排水系統(tǒng)能夠滿足主干道的排水需求，高效的集水池和排水系統(tǒng)有助于預防水積聚和交通堵塞的發(fā)生。

（3）市政道路。市政道路廣泛分布于城市各個區(qū)域，其排水系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮道路使用和交通流量情況。中等容量的排水管道是合適的選擇，并適當設(shè)置集水池以確保雨水迅速排放。此外，要根據(jù)地形和道路特點設(shè)置適當?shù)钠露龋员ＷC有效排水。

（4）地方道路。地方道路通常交通流量較小，因此，較小的排水管道可以滿足需求。在地方道路的設(shè)計中，排水系統(tǒng)應(yīng)適度考慮降雨情況，選擇適當?shù)墓艿莱叽纾⒃O(shè)置適當?shù)钠露纫赃_到有效排水的目的。

3 市政給排水管道鋪設(shè)技術(shù)施工步驟

3.1 鋪設(shè)施工前的準備工作

在市政給排水管道鋪設(shè)施工之前必須進行充分的準備工作，以確保工程順利進行，具體包括以下關(guān)鍵步驟：

（1）現(xiàn)場勘察：對施工現(xiàn)場進行詳細勘察，收集重要信息，如現(xiàn)有的公用設(shè)施、地面狀況以及任何潛在的障礙或限制。

（2）工程設(shè)計審查：審查工程設(shè)計圖，確保擬議布局符合項目要求，并符合相關(guān)法規(guī)和標準。

（3）材料采購：根據(jù)設(shè)計規(guī)范采購必要的材料，包括管道、配件、閥門、檢查井和其他相關(guān)組件。

（4）設(shè)備和勞動力安排：為施工過程分配適當?shù)脑O(shè)備和勞動力資源，包括挖掘機械、管道安裝起重設(shè)備和熟練工人。

（5）許可證和公用事業(yè)協(xié)調(diào)：從地方當局獲得必要的許可證，并與公用事業(yè)公司（如水、煤氣、電力）協(xié)調(diào)，確保現(xiàn)有服務(wù)設(shè)施得到保護，必要時可臨時遷移。

3.2 管道鋪設(shè)流程及要點

市政給排水管道的正確鋪設(shè)對系統(tǒng)的長期功能性和耐久性至關(guān)重要。以下是管道鋪設(shè)的主要步驟：

（1）挖掘：根據(jù)批準的設(shè)計圖挖掘溝槽或坑，確保管道有適當?shù)纳疃群蛯挾取Ｗ⒁夥乐箵p壞附近現(xiàn)有的公用設(shè)施或結(jié)構(gòu)。

（2）墊層和回填：準備管道墊層，在溝槽底部鋪設(shè)一層適當?shù)念w粒材料，以提供穩(wěn)定的支撐，用壓實的材料小心地回填管道周圍的溝槽，以提供額外的支撐并防止日后沉降。

（3）管道對齊和放置：根據(jù)設(shè)計布局準確對齊管道，同時，考慮管道坡度和對齊要求。使用適當?shù)姆椒ǎ缂す馑絻x或安裝指南，確保精確放置。

（4）接合和連接：遵循制造商的指導原則，使用經(jīng)批準的方法和材料正確密封和連接管道，不同類型的管道需要特定的連接技術(shù)，如焊接、溶劑粘合或橡膠墊片，以保持管道完整性，防止泄漏。

（5）測試：根據(jù)當?shù)胤ㄒ?guī)的要求進行各種測試，包括壓力測試、泄漏測試和流量測試，以確保管道安裝的質(zhì)量和性能以及驗證系統(tǒng)的功能性和完整性。

3.3 施工質(zhì)量控制和驗收標準

為確保市政給排水管道布置的性能達到標準，需要建立市政給排水管道施工驗收標準（見表4），并采用以下質(zhì)量控制措施：

表4 市政給排水管道施工驗收標準

（1）檢查和監(jiān)督：指派合格的檢查員或監(jiān)理人員監(jiān)督施工過程，確保符合批準的設(shè)計規(guī)范、法規(guī)和施工規(guī)范。

（2）材料質(zhì)量保證：核實施工中使用的所有材料的質(zhì)量和規(guī)格進行隨機抽樣測試，檢查材料的強度、耐久性、抗腐蝕性或抗化學降解性。

（3）質(zhì)量控制測試：進行質(zhì)量控制測試，如管道水壓力測試、結(jié)構(gòu)完整性檢查和目視檢查，以確定任何缺陷或與要求標準的偏差。

（4）文件和記錄保存：保持所有施工活動的準確記錄，包括材料證書、測試結(jié)果、竣工圖紙以及施工期間所做的任何修改或變更。

（5）最終檢查和驗收：對已完成的管道布局進行最終檢查，確保其符合所有要求的規(guī)格和驗收標準，驗收結(jié)果令人滿意方可正式驗收并交付使用。

綜上所述，通過合理的布局設(shè)計可以提高水流效率、預防水傳播疾病、降低洪水風險，具有一定的經(jīng)濟效益。市政道路的給水管道設(shè)計需要精確規(guī)劃，以滿足道路使用者、周邊建筑和其他基礎(chǔ)設(shè)施的需求；適當?shù)呐潘艿涝O(shè)計可以高效地收集和排出雨水，減少洪水風險，并維護道路安全。在市政給排水管道布置的施工過程中，嚴格的質(zhì)量控制和驗收標準是確保系統(tǒng)功能和可靠性的關(guān)鍵。在設(shè)計過程中需要遵守當?shù)氐姆ㄒ?guī)要求，充分考慮各種因素，并確保管道的正確安裝和連接。必要的測試和質(zhì)量控制措施應(yīng)得到落實，以確保施工質(zhì)量符合要求。