摘要:本文主要从市政排水管道工程设计中的体制选择问题、雨水管道的若干问题及其改进措施、污水管道的若干问题及其改进措施三个方面对市政排水管道设计施工中的常见问题进行了深入分析并给出了相应的解决方案。
关键词:市政排水管道;管道设计;管道施工常见问题
排水管网是城市重要的基础设施,在排水系统中占有举足轻重的地位。排水管道设计施工一直是市政建设的大课题,在设计施工过程中既要及时与相关专业和相关部门配合沟通,也要严格遵循国家级行业相关规范和手册,既要结合地区地理、气候、水文特点以及当地水务主管部门的要求和规程等实际情况,又要从技术可行性和经济合理性出发,进行综合考虑和设计。困难问题层出不穷,本文将对市政排水管道设计施工中的常见问题进行讨论。
一、市政排水管道工程设计中的体制选择问题
市政排水管网系统的作用就是及时可靠地排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水,使城市免受污水和暴雨积水之害,从而给城市创造一个舒适安全的生存和生产环境,使城市生态系统的能量流动和物质循环正常进行,维持生态平衡,保证可持续发展。
前期规划阶段对排水体制的选择非常重要,一般而言,在新城区采用分流制,改造旧城应详细分析实际情况,在条件允许的情况下按分流制考虑。在具体的市政配套设计工作中,设计人员按规划要求和相应设计指标以及实际情况通过精确计算确定排水主管道管径,认真分析设计地段的排水方向和出路,充分利用现状地形,保证排水能够顺畅排除,部分中小城市在一些特殊的情况下可根据当地城市建设及地形条件可选用合流制管渠系统,但首先要满足环境保护的要求。
市政管线综合设计中,排水管线定位一般在其它管线里侧,为了维护检修方便和降低工程造价,尽量敷设在人行道或非机动车道上,不得已时才敷设在机动车道上。在某些情况下,排水管道埋设偏深,相应的排水井尺寸超出国家标准图集指定的范围,对此,设计人员需结合排水井实际深度和井各部位的受力情况对标准图集的排水井做出相应的调整,以保证排水井及排水管线的安全运行。市政管线综合工程中,排水管道埋设深浅对工程造价的高低起直接作用,而与其他管线的平行交叉安全距离问题往往成为设计者头痛的问题,作为设计人员,一定要从实际情况出发,在能保证充分实现排水系统功能的前提下最大限度的减小埋深,灵活处理与相关专业管线平行交叉的关系;另外,选择优质实用的管材也有利于保障排水体系长久稳定运行和节省工程投资。
二、雨水管道的若干问题及其改进措施
(一)雨水管道出水口的设计
城市内的雨水大多通过管道就近自流排人河道等水体,但一些城市由于受地形的限制,管道的出水口多采用淹没式,即出水口低于水体水位。由于受水体水位顶托,使管道内水流速度减小,管道排水能力降低,导致汛期时城区低洼地段长时间积水,影响车辆通行和市民的出行。另外,由于出水口处多不设闸门,导致雨水管道下游河水回灌段无法进行清淤。鉴于上述情况,建议采取以下措施:
城市雨水管道入河出水口应尽量高于或等于排放水体的设计水位,可采取减小管道坡度、管道浅埋加固处理、调整城市竖向规划等措施来实现;若出水口不得已低于排放水体水位时,设计上应考虑水体水位顶托的影响,在人河口处建设抽升泵站和溢流闸门,以在汛期时开启水泵抽升进行强制排水;为保证立交(尤其是下穿立交)排水出水的可靠性,立交排水应采用独立的排水系统。
(二)雨水管道之间的连通管的利用
城市内的雨水管道往往建为几个各自独立的排水系统来排除雨水,各系统之间互不连通。根据实际经验,由于雨水管道各系统的汇水面积、集水时间均不相同,因而高峰流量不会同时发生,各系统的排水能力也就各不相同。为了充分发挥各个排水系统的排水能力,减少地面积水时间,建议在相邻的两系统之间的适当地点(如易积水地段)设置连通管将雨水管道建成环状管网,通过连通管可相互调剂水量,达到改善排水状况的目的。其中,雨水管道与污水管道之间可以使用连通管。
为了最大限度地排除汛期雨水,减少地面积水时间,也可在易积水地段将雨水管道与污水管道连通,雨水流人污水管道经污水泵站抽升强行排走。在连通雨水管道与污水管道时,应注意连通管的埋深满足最小覆土厚度即可,不宜过深。因为雨水管道埋设一般较浅,而污水管道埋设则较深,雨水可通过连通管流入污水管道,但污水不会通过连通管流人雨水管道。为防止污水回流,必要时可设置闸槽。若雨水管道内常年存在河水顶托时不适合采用上述做法,但可以设置专用收水井,直接与污水管相连,而不与雨水管道沟通,既可避免河道顶托雨倒灌,又达到了排除汛期路面积水的目的。
(三)雨水口的改进问题
雨水口的形式主要有平篦和立篦两类。平篦水流通畅,但易被杂物堵塞,影响收水能力;立篦不易被堵塞,但边沟需保持一定水深。建议对雨水口的布置作如下改进:
1、雨水口的布置应根据地形及汇水面积,合道路纵断设计进行布置。
2、对于低洼和易积水地段,雨水径流面积和径流量较大,为了提高收水速度,需适当增加雨水数量,最好采用线形收水井。
3、对于道路纵坡较大的路段,尤其是立交的引道处,应采用平篦雨水口收水,且在上游就开始布置雨水口,在下游段相应地多设雨水口,形成线收水井,使径流雨水从上游就开始收进管道,避免部汇到下游或桥下造成积水。
三、污水管道的若干问题及其改进措施
(一)格栅间堵塞的问题及解决方法
尽管格栅条的间距一再减小,但仍有大量的漂浮物进入泵站造成堵塞。为了解决上述问题,建议在庭院或住宅小区的污水管道出口处设置简易人工拦污格栅,定期进行清理、清掏,从源头上控制漂浮物进入市政管网。
(二)污染物沉淀问题
污水中的沉积物在管道内水流量小、流速慢时会发生沉淀,造成管道淤积堵塞、通水不畅,而管道的疏通工作又费时费力。因此,针对传统的检查井做法,建议将其井底改为沉淀式的,井底下沉30～50em。这样污水中的沉积物多数会沉积在检查井中,不至于流人下游管段,只要定期清掏检查井内的沉积物即可,减少了管道维护作业的工作量。这种做法也可用于雨水检查井。
(三)污水管道内的水深问题
污水管道是按非满流设计的,保证管道内的设计水深的方法就是靠抽升泵站的抽升,污水抽升泵站的最高控制水位也应该是设计充满度水位。因此,泵站按最高控制水位抽升是保证管道内设计水深的关键。但现实中多数地区污水泵站的抽升考虑到节约电费、减少水泵的启动次数或由于人为因素等原因,不开启足够数量的水泵,不按最高控制水位抽升,导致整个管网处于满水状态,超过了设计充满度,甚至有的检查井内的水位接近路面。这一方面使管道内的流速减小,管道内容易淤积堵塞;另一方面,由于集水池内水位超过了设计最高水位,使格栅起不到拦污的作用,大量的漂浮物进入泵房,致使水泵叶轮堵塞、磨损。另外,由于检查井内水位较高,也使得户线支管接头施工无法进行。
结论:
在整个市政基础建设工作中,各专业一环扣一环,最重要的是市政排水管道工程是隐蔽工程,维修起来比较麻烦,有的甚至是无法维修,并且维修费用较大,因此,在设计施工过程中,必须有效避免这些常见问题,加强对排水管道工程的质量控制,消除工程质量缺陷,切实保障人民的利益。
参考文献:
[1]李昌军.浅议城市给水排水管道规划设计[J].中国新技术新产品,2008(10)
[2]曹小练.浅谈室外给排水管道工程设计[J].科技情报开发与经济,2007(07)
[3]孙耀.提高施工质量防止排水管道堵塞[J].内蒙古科技与经济,2006(02)