市政给排水工程中的污水与雨水管道设计.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：作者简介：程兵建（1988）男，汉族，硕士，中级工程师，研究方向为市政工程方向，城市给排水管网系统及优化。-150-市政给排水工程中的污水与雨水管道设计 程兵建 中冶京诚工程技术有限公司，北京 100000 摘要：摘要：城市中污水和雨水是两种不同排放物，如混在一起排放，会给环境和人民生活造成严重影响。污水中含有大量有害物质，经污水管道排放后，需经过相应处理设施进行处理。雨水则是自然降水，通过雨水管道排到河流或海洋中，无需经过特殊处理。因此，科学设置污水与雨水管道，可维护环境洁净，保障居民健康。综上所述，本文将重点讨论市政给排水工程中的污水与雨水管道设计要点，希望提高设计科学性，提高市政给排水工程运行效率。关键词：关键词：市政；给排水工程；污水与雨水管道；设计要点 中图分类号：中图分类号：TU318 0 引言 市政给排水工程中污水与雨水管道设计不仅能有效分离污水、雨水，保护环境，还能提高排水效率，优化城市规划建设。因此，在市政给排水工程中，应充分重视污水与雨水管道设计工作，为城市可持续发展提供有力支持。1 市政给排水工程中的污水与雨水管道设计重点难点分析 污水雨水管道设计中，需考虑到污水流量、水质和处理能力等方面内容。污水流量会随城市人口增加、工业发展等因素逐渐增大，设计管道时需合理估计和预测污水流量，确保管道承载能力、排放能力。雨水管道设计中，需考虑降雨量、径流速度和排水能力等内容1。城市密集建筑物会导致雨水径流速度增加，给雨水管道设计带来挑战。同时，设计师开展污水与雨水管道设计过程中，还应考虑其对环境产生的影响。设计合理污水管道可有效避免污水泄漏、堵塞和污染等问题，减少对土壤和水源污染。雨水管道设计要考虑降低城市内涝风险，避免雨水积聚和对城市交通、居民生活造成不便。另一方面，新旧管网协调衔接也是设计难题。随着城市建设规模扩大，人们生活方式发生改变，原有给排水管网已无法满足当前需求。进行市政给排水工程时，需对新旧管网进行协调衔接，确保新管道能与旧管网顺利连接，不会出现泄漏、破裂等问题。为解决这些难点，设计师要进行统筹规划，需对市区布局规划进行全面调研分析，确保给排水管道覆盖每个区域，满足其需求。对于污水和雨水分流管道设计，需考虑降雨情况和污水排放时段，合理设计管道尺寸。还需考虑管道抗堵塞能力、清洗维护便捷性，应对可能出现的问题。管网布设还要考虑地下管线、地上道路、建筑物之间的衔接问题。需要与市政规划和土地利用相关管理部门密切配合，确保管道顺利穿越建筑物、道路，避免影响市容市貌。2 市政给排水工程中的污水与雨水管道设计要点 2.1 污水及雨水管道设计方法 2.1.1 雨水管道（1)排放设计 城市地形多变，地势起伏不一，由于各种原因还会造成地势差异。排放设计过程中，应综合考虑城市地形特点，合理规划雨水管道走向，充分利用地势自然倾斜，尽可能减少排放管道长度2。才可降低工程成本，提高排水效率，避免水流积淀问题。雨水管道排放应选择离雨水源头最近位置，减少输送过程中的能量损失和水流阻力，提高排水的效率，降低雨水管道维护难度。计算最短排放距离时，需考虑多种因素，包括雨水流量、地形倾斜度、排放管道直径等。中国科技期刊数据库 工业 A-151-通过合理计算分析，可确定出最短排放距离，减少排放管道长度和材料使用量，降低工程成本，提高排水效率，减少水流阻力。另外，还可设计出自流排放雨水管道。自流排放方式可减少或避免使用泵站等附属设备，节约能源。通过合理设计，可利用地形自然倾斜，使雨水自然流向出水口，避免人为干预和能源浪费。另一方面，设计师还可设计集中式出水口。通过将雨水管道排放集中到一个位置，可更方便地对排水水质进行监测管理。如可在在出水口处安装监测设备、采样点，及时监测、采集雨水水质信息，保证排水质量和环境安全。通过这种方式，可根据实际情况对排水系统灵活调整改进，提高排水效率。(2)管道布设 布设雨水管道时，需考虑多种因素。第一，地形因素。城市地形千差万别，布设雨水管道位置时，要对不同地形综合分析。比如，对于山区地形，要选择合适下水道位置，避免水流下山造成山洪灾害；对于平原地区，要根据地势高低合理排列雨水管道，确保排水畅通。第二，建筑物位置。城市中存在各种高楼大厦、低矮民居、商业建筑等，设计师要依据建筑物布局，考虑雨水管道布设合理性。要确保雨水管道能够顺利连接各个建筑物，将雨水有效排到管道中。还要避免管道与建筑物之间发生冲突3，防止给建筑物带来破坏。第三，道路铺设情况。城市中道路众多，布设雨水管道需充分考虑到道路通行状况，确保管道布设不会影响交通正常进行，避免给人们出行带来不便。例如直线段雨水口可采用偏沟式单篦雨水口，这种雨水口设计简单，适用于道路直线段排水需求。单篦雨水口可快速排除道路表面雨水，防止积水造成路面损坏和交通事故。直线段布置中，雨水口间距应控制在 3040 米间，道路雨水才能就近快速进入雨水管道系统，防止水流积聚。在道路纵坡低处或交叉口处，应采用偏沟式双箅雨水口。这些地方容易积聚雨水，若只采用单篦雨水口可能无法及时排除积水。双箅雨水口可设计两个排水孔，增加排水效率、容量，更好地处理雨水排放。这种设计能够有效避免交叉口附近积水现象，保证交通畅通和行车安全。2.1.2 污水管道 开展污水管道设计过程中，设计师要依据城市实际建设情况，深入调查生产生活区域，结合建筑分布，对排水区域进行科学规划、合理设计，同时还要开展污水量、水力测算。通过调查统计，了解城市人口数量、生活习惯、工业产出等信息，合理估算污水产生量，为后续管道设计提供准确数据基础。水力计算过程中，设计师要分析污水产生时间4、流量、波动性等因素，确定管道所需水力参数。同时，还要考虑污水排放距离和高度差等因素，确保管道能顺利排放污水，具备良好自净能力。设计规划时，需综合考虑城市整体发展方向。根据城市规划和布局，将城市划分为不同排水区域，确保污水排放集中，方便管理维护，确保排水区域覆盖面广的前提下，要尽量减少管道长度、复杂度，节省建设成本和资源消耗。此外，还要考虑环境保护和可持续发展，应充分考虑污水处理设施布局和设计要求，合理安排污水处理厂和调蓄设施位置，确保水质得到净化，避免对周围环境造成负面影响。2.2 给排水系统规划设计 设计师开展市政给排水系统规划设计过程中，应保障设计方案与城市整体规划深度融合，需充分协调排水管网与上下游管道高程衔接，涉及内容包含管道设计及敷设。设计过程中，需考虑上游管道接入位置，确保其与排水管网衔接顺畅，保证水流顺利流动到下游。同时，也要预留上游管线接入条件，以便未来城市规划发展能进一步扩展管网。并且，设计师需根据城市规划发展情况和市政道路施工状况，确定覆土厚度。覆土厚度设计为保护排水管网，使其不受外部压力影响，避免管道破裂、变形。确定覆土厚度时，需充分考虑地面道路施工情况，如道路超载、挖掘等因素，以及未来可能的修建或改建情况。合理覆土厚度可有效避免管道受到过大外部压力，保证排水管网正常运行。除此之外，设计师还要考虑给水管道施工深度。给水管道是供水系统重要组成部分，深度应根据实际情况进行合理计算。一般来说，给水管道施工深度应保持在一定范围内，既要保证供水质量、稳定性，又要考虑工程施工经济性。中国科技期刊数据库 工业 A-152-安排雨水管道高程过程中，设计师应综合考虑电力通信检查井引排积水情况。设计雨水管道平面布置时，应在给水管道排泥湿井附近设置雨水口或检查井5，使接收排泥湿井废水更加便利，有效防止废水积聚，保证系统正常运行。2.3 新建管网、既有管网协调方法 为保障新建管网、既有管网安全衔接，进行项目设计前，设计师必须对项目周边市政综合管线进行详细调查研究。第一，要明确综合管线具体规模。包括管线长度、直径等，为后续设计提供重要参考。第二，确定综合管线平面位置。包括管线走向、连通关系等，避免设计中出现冲突、碰撞情况，为管线建设提供便利。第三，确定综合管线高程。包括管线埋深、高度差等，确保管线排水和排污功能正常运作，避免出现积水、污水倒流等问题。第四，区分既有雨污水管道性质，才可在后续设计中考虑到不同管道特点、要求，制定出更加科学、合理的设计方案。调查设计完毕后，需要进行管线敷设，排水管线应与其他市政管线平行敷设。为确保各个管线之间安全、稳定，需保持水平净距，有效防止管线之间的干扰、冲击，避免因相互压力出现破裂或泄漏情况。当排水管线与其他管线交叉敷设时，要保持垂直净距。为避免不同管线之间潜在的碰撞冲突，保证各个管线正常运行。垂直净距要求是防止管线相互干扰，利用空间差异保证各个管线安全性。在一些地段，地下空间较为狭小、地形复杂，无法预留足够净距。为保障敷设效果，可适当减少净距，但必须采取额外保护措施，确保管的安全使用。如增加管线保护层厚度，选择更加耐磨、耐压的材料进行敷设，或在管线周围增设警示标识等。排水管线与其他管线交叉敷设时，应当让排水管道位于其他管线下方。因为排水管道用途特殊，希望其能够对其他管线起到保护作用。如排水管线位于其他管线上方，当其他管线出现问题，可能会导致排水管道泄漏、破裂，给城市排水系统带来严重影响。如果项目位于加老旧民房、小区周边，设计开展中应对每一根排水管道属性进行明确区分，避免发生漏接、错接问题。若老旧小区局部现状为雨污河流，设计师应对其进行改造，预留雨污水连接井，采用溢流堰式截污井的方式设置雨水连接井，改造工作完成后可将分流的雨污管道分别与雨污水连接井进行衔接，还要对其之间的截污管进行封堵处理，才可取得良好衔接效果。3 市政给排水工程中的污水与雨水管道设计工作注意问题 3.1 制定科学排洪、排水方案 为提高市政给排水工程中的污水与雨水管道设计水平，设计师应联合相关部门共同构建排水体系，使生产生活废水得到高效排放，保障洪涝排放效果。为提高市政给排水工程中稳定运行，设计师应利用设计做到排泄洪涝，实现外洪预防、内洪雨水排泄。实际开展设计过程中，设计师要依据工程项目地点所处城市级别、区域降水量，明确洪水流经区域范围。并且，还要结合具体情况，制定科学局部抽水、排水方案。3.2 积极使用新技术、新材料 设计市政给排水工程中的污水与雨水管道时，应积极引入节能环保型材料、设备。目前，市场上已出现许多具有高效节能和环保性能的管材、设备，比如玻璃钢管、高效节能水泵等。这些新型材料和设备可有效提高污水处理系统运行效果，降低能源消耗和环境污染。设计污水管网时，也要考虑地形地势因素。有些地区地势较低，污水无法通过自流排入下游污水系统。对于这种情况，可通过技术经济比较，设置小型一体化污水提升泵井。可将无法自流的污水进行泵送，然后再进行排放处理。通过这种方式，可有效解决地势低洼地区污水排放问题，提高污水处理系统科学性。3.3 做好连接位置预留设计 为提高污水处理系统与各区域支流连接稳定性，设计师开展设计过程中，应提前将连接井预留在各干道中，同时还需确保其向人行道区域进行延伸，防止后续直管、干管连接施工时对地面产生不良影响。预设连接井是确保污水主管与各支流连接重要手段，设计师可根据位置、数量进行科学设置，满足各区域需要。人行道区域是城市交通最为繁忙的地方，设计连接井时，应将其延伸至该区域，可避免连接支管和干管时对地面交通造成干扰，还可以方便居民日常生活，提高治理污水效果。中国科技期刊数据库 工业 A-153-另一方面，设计师还可设置跌水井，增大局部断面有效面积，保证排水顺畅性。为进一步确保排水效果，还可在设计中设置倒吸虹管。具体来说，设计师要考虑到水流满状态下的实际流速，根据规范要求，污水管道水流速度不可低于 0.6m/秒，保证污水顺利排放。街道下铺设污水管道时，直径不得小于 300mm，坡度值不得低于 0.003。当现场情况难以满足这些要求，可适度调低标准，但还要配合清淤、防淤方案，确保管道畅通无阻，避免积水、污泥堆积。4 结语 市政给排水工程中的污水与雨水管道设计至关重要，设计师应充分意识到设计重要性，综合考虑影响设计的关键因素。设计开展设计过程中，要结合具体情况、城市发展需求，做好管道设计，同时还要保障新旧管道衔接统筹规划科学性，才可提高市政给排水工程中的污水与雨水管道设计水平，提升管道运行稳定性，促进我国市政工程行业取得持续发展。参考文献 1赵玉涛.市政给排水工程施工技术问题及要点J.有色金属设计,2023,50(03):78-81.2陈骥驰.市政给排水工程施工存在的不足及处理措施J.城市建设理论研究(电子版),2023,(04):137-139.3王键.污水处理技术在市政给排水工程中的有效运用J.工程技术研究,2022,7(24):33-35.4王春景.试论市政给排水工程中的污水与雨水管道设计J.建筑监督检测与造价,2022,15(05):61-64.5张颖.市政给排水工程中的污水管道设计J.民营科技,2017(11):88.