影响城市排水管道经济造价的设计因素.pdf

nbsp;中图分类 号 ： T U 9 9 0 ． 3 文献标 识 码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 9 — 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 0 1 8 8 — 0 2．  0 前言  城市排水管道就其排放体制而言分为合流 制、 分流制两种。合流制是指城市的雨、 污水通过 同一根管道收集、 输送、 排放 ； 分流制是指两者分 别通过各 自的管道收集、 输送， 互不影响。  我国城市的老管网系统均为合流制 ，管道将 雨、 污水收集后直接排入水体。这种排放体制直接 影响了人们的生存环境， 因此现今改扩建、 新建的  城市、 开发区均采用分流制排水体制。污水经管道 收集后输送至污水处理厂处理达标后排入水体，  从而大大改善了生态环境，有利于人类的繁衍发 展。但这种排放体制实施的同时势必增加国家基 础设施建设的投资，因此设计人员应设计出最经 济、 合理的工程方案， 使其以最小的投资得到最大  的工程经济效益。  排 水管道 的造价 主要 由两部分组成 ：管道单  价和沟槽工程 围护费。两者之间相互影 响、 相互制  约 ， 相辅相成 。  1 管道单价  管道单价受管道材料 、 管径大小控 制 ， 与其他 因素无关。一般情况管材均按常规选用或由业主 确定， 不涉及设计因素 ， 因而管径是影响管道单价 的唯一因素。 但是并不能认为管道单价越高， 排水 管道工程总费用就越高，这两者并不完全成正比  关系， 因此在研究管道工程造价时自然会引出“ 经 济管径” 这一概念。 所谓“ 经济管径” 是指在相同流 量条件下， 在采用不同管径、 坡度综合考虑的多种 设计方案中，其工程造价最低的方案中所确定的  管径 。  收藕 日 期： 2 0 1 3 - 0 5 — 1 6  作者简介： 逯瑶( 1 9 7 8 一 ) ， 女 ， 吉林长春人 ， 工程师 ， 从事排水  设计工作。  排水管道采用的计算公式为： p ( 流量) -- ,4 ( 面 积) X ( 流速 ) 。 若 9为已知、 固定数， 则A、 为变 数， 且两者成反比， 相互制约。可见， 在同一工程设 计中管径并不是唯一确定的， 在不同流速、 坡度的 条件下， 可以产生不同的管径设计， 同时产生不同 的管道埋设深度 ， 也就形成了不同的工程造价。因  此 ， 在设计时应综合考虑后再确定管径 。  2 沟槽工程围护费  沟槽工程围护费受埋深 、 地下水位 、 工程地质 情况等因素影响，不同的围护方法其工程费用相 差甚大，而在同一工程条件下管道埋设深度则成  为确定围护方法的唯一标准。  在管道的计算定额中，一般埋深的划分档次 为 0 ．5 m， 即造价计算的档次为 1 m 、 1 ．5 m 、 2 m 、 2 ．5 rn ，  等等。各档次的试用范围为上下浮动 0 ．2 5 m， 即管 道 埋 深 在 1 ． 2 5 m 以 内套 用 l m 定 额 ，埋 深 在  1 ． 2 5 ～1 ． 7 5 m范围套用 1 ．5 m定额 ， 依此类推。埋 深往往直接决定管槽开挖的围护方法，比如上海 地区，一般埋深 3 m以内采用撑板支撑，明沟排 水 ； 埋深大 于 3 m则 采用钢板桩 支撑 ， 井点 降水 。  两种施工费用相差甚大， 因此 若能在设计中充分 考虑管道埋深， 尽量套用低一档定额， 则可以降低  工程造价 。  要调整管道的埋设深度应主要从坡度、管道  衔接方法、 管道起点高程几方面着手。  ( 1 ) 管道起点高程 管道起点高程采用适当与否， ’ 不但影响整个 管道系统的埋设深度， 增加工程投资， 而且也会增 加施工难度 ， 延长建设进程。如何确定最为合理的 起点高程 ，应结合道路周边街坊的布局与发展情  况综合考虑。  一 般新城市或开发区道路路网间距为 3 0 0—  5 O O m， 其街坊支管长度纵向为 1 5 0 —2 5 0 m， 横向  学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m   2 0 1 3 年 8 月第 8 期 城 市道桥与 防洪 防洪排水 1 8 9  为 1 0 0 m( 一般街坊预留支管间距为 2 0 0 m) ， 支管 总长度为 2 5 0 ～3 5 0 m 。 若支管管径为 D N 3 0 0 ， 管道 坡度按 3 ％ 。 计 ， 出户管覆土 0 ．4 m， 则其管道深度在  1 ． 4 5～1 ． 7 5 m之间 。由于街坊 地面一般 高 于道路 0 ．2 ～0 ．5 m， 因此可推断市政道路管道起点标高应 在 1 ． 2 1 ． 5 m为宜。这样不仅可确保街坊支管的 接人，又可满足人行道下其他各地下管线的敷设  要求 ( 一般人行道 高于车行道 0 ． 1 5 0 ． 2 0 m) 。  当然 ，每个地区的实际情况和管网设计要求  均不相 同， 设计人员应 因地制宜地确定起点 高程 ，  它是控制管道工程投资的重要因素。  ( 2 ) 管道坡度 在平原地区， 流量确定的条件下 ， 坡度越大 ， 流速越大 ， 同时管径越小 ， 但管道埋设深度越大 ， 设计人员应该在计算的基础上 ，结合工程造价对  坡度进 行微调 。在丘陵地 区 ， 一般道路坡度较大 ，  管 道的设 计坡度应尽量与道路 同坡度 ，从而可 以  减少埋深 ， 降低造价 。对 于雨水管道设计 ， 有时 出 水 口标高在常水位以下，其设计管道并不是由坡 度控制 ， 而是 由水力坡降线控制， 这种情况下设计 人员更应该以造价为依据对坡度进行适当调整 ， 做到合理性设计。  ( 3 ) 管道衔接方法  一 般说来 ， 排水管道 的衔接有 3种方 式 ： 管顶  平接 、 水 面平接 、 管底平接。  管顶平接是指水力计算中上游管道终端与下  游管道起端的管顶标高一致。这种衔接方式适用 于按满流计算的雨水管道 ，但由于雨水管道上下  游管径差值较大，在地形平坦地区会导致下游管 道埋设较深 。  水面平接是指水力计算中上游管道终端与下 游管道起端的设计水面保持一致。这种衔接方法 适用于按非满流计算的污水管道，但由于污水管 道管径变化差值小，管顶平接与水面平接相差一 般在 0 ． 2 0 m以内， 且水面平接施工难度较大， 容易 产生误差，因此一般情况下设计污水管道也采用  管顶平接 。  管底平接是指水力计算中上游管道终端与下 游管道起端的管底标高一致。这种衔接方法可有 效的控制下游管道的埋深 ，且不会影响管道内部  的水利条件 。  虽然《 室外排水设计规范》 ( G B 5 0 0 1 4 --2 0 0 6 )  要求雨污水管道衔接采用管顶平接或者水面平  接 ， 但笔者认 为 ， 在设计时应根据实际情况灵 活组 合运用。比如在地势平坦地区， 雨水管道排出口低 于河道常水位时， 就可以采用管底平接。因为此种  情况下的雨水管道流速、流量不再受计算坡度的 控制，而是由管道上游水位与河道水位差产生的  水力坡 降线决定 ，所 以此 时雨水管道采用管底平 接方式可以大大降低下游管段的埋深，从而降低  工程造价。  3 结语  综上所述 ，影响城市排水管道经济造价的设 计因素包括管道材料 、 管道设计坡度、 衔接方法、  管道起点高程等几个方面。管网设计看似简单 ， 但 是要真正做出一个最优的管网系统也是不易的。  作为设计人员应该多方考虑 ，综合实际工程情况 灵活应用设计规范，为业主选择一个既满足设计 功能要求， 又可节约工程投资的最佳设计方案。  ( 上接第 1 8 7页)  图 3 衡 重式挡 土墙 ( 单位 ： mm )  岩石基坑开挖后应立 即用 C 2 0混凝 土垫层浇筑封  闭 ， 避免基坑泡水后岩石强度 降低。  3 结语  本文依托于实际工程 ，简单介绍了位于山区 的污水处理厂结构设计的要点，对其中可能存在  的问题进行分析 ，特别是 由于山区一般情况 下地  基持力层承载力 比较高 ，地基基础 的处理往往 容 易被忽视， 当面对一些极端情况作用时， 可能会产 生意想不到的问题， 在设计时应该多加注意。  参考文献  【 1 ] G B 5 0 0 1 0 --2 0 1 0 ， 混凝土结构设计规范【 s 】 ．  【 2 】 G B 5 0 0 6 9 --2 0 0 2 ， 给水排水工程构筑物结构设计规范[ s 】 ．  学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m