老城区市政排水管网改造设计浅析.pdf

2 0 1 2 年 9 月第 9 期 城 市道桥 与防洪 防洪排水 1 7 5 老城区市政排水管网改造设计浅析 荣梅 ( 天津市 市政工程设计研究 院， 天津市 3 0 0 0 5 1 ) 摘 要 ： 通过对某老城区管网现状和存在问题的调查和分析， 重点介绍了管网改造设计的原则和老城区排水体制改造的基本方法， 探讨 了排水管道设计 的要点 ， 并针对老城 区排水管网改造设计 中存在的问题提出相应的对 策和建议 。 关键词 ： 排水管道 ； 改造； 设计； 老城 区 中 图分类 号 ： T U 9 9 2 文献 标识 码 ： B 文章 编 号 ： 1 0 0 9 - 7 7 1 6 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 1 7 5 0 3 0 前言 城市 排水系统是城市基础设施 的重 要组成部 分 ， 在市政建设 中占有十分重要 的地位 。它主要是 由排水管网和污水处理厂组成 ， 肩负着城市防汛排 水 、 雨污水收集及输配水 的重任 。随着我国经济 的 高速发展 和城市建设步伐 的加快 ， 城市规模不断扩 大 ， 污水量也随之增加。由于老城 区的排水管 网修 建年代久远 ， 部分管道已经老化残旧， 已不能满足 城市发展所带来 的水文状况变化 和管 网安全性 的 要求， 需要对老城区的市政排水管网进行系统地维 护和改造 ， 建造更多高水平 、 功能完善 的管网 ， 以满 足现代社会生产活动的需要。 本文就老城区排水管 网的改造设计与实施提出了建议和看法 。 1 管网现状及存在 的问题 通过对某 老城 区现状管 网的调查 ，可以发现 目前市政排水管 网存在 的问题主要有 以下几个方 面 ： ( 1 ) 老城区的排水 管 网缺乏 区域整体性规划 。 管线位置混乱的现象比较严重，设计时对管网的 服务范围、 人 口数量 、 排水量等系数选择不合理 ， 使 得排水 管 网的排水 和收集能力 较差 ，不能满足 目前排水设计的要求 。 ( 2 ) 旧式 的排水管 网的规划 年限较短 ， 设计标 准较低 ， 致使修建 的排水管 网管径偏小 ， 过水能力 较差 ，加之管 网埋深较浅 ，管 网接 口不严 实等 因 素 ， 较易造成积水渗漏和管内臭气的溢出， 使得排 水管网远远不能满足城市发展的需求 。 ( 3 ) 管网陈旧， 缺少维护和管理 ， 使管道淤积 严重 ， 影响 了管渠的过流能力 ， 使得管渠 的实际过 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 3 1 6 作者简 介 ： 荣 梅 ( 1 9 8 7一)， 女 ， 河 北 衡 水 人 ， 硕 士 ， 助 理 工 程 师 ， 现从 事 给排 水 工程 设 计 工 作 。 水量小于设计过水量 。 ( 4 ) 老城区存在雨污管混接的现象 ， 由于市政 管网设计布置的不合理 ，从而导致部分区域污水 管直接接人雨水管或合流管 ，表现出雨污合流现 象严重 ， 排水系统混乱 。 ( 5 ) 老城 区雨水 口堵塞严重 ， 影 响了路 面收水 能力 。 ( 6 ) 由于旧排水管 网建设 资料不全 ， 许 多排水 管道未按 图施工甚至无 图施工 ，给管 网改造带来 一 定 的困难 。 基于目前排水管网存在的问题 ，需要对排水 管 网进行改造 ， 以完善排水管网系统 ， 充分发挥污 水处理设施 的作用 ， 提高周边水体的质量 。 2 管网改造设计的原则 老 城 区排 水 管 网改 造是 一 项非 常 复 杂 的工 程 。由于老城 区存在街道狭窄 、 路 面交通量较大 、 各类管线 的交叉多 、 施工难度 大等特点 ， 为 了减少 管 网改造对居 民 日常生活的影 响 ，在改造设计 的 过程 中应根据城市的排水规划 ， 结合现状地形 ， 因 地制宜， 在充分调查现状管线资料的基础上， 综合 考虑当地的水质 、 水量、 水文、 气象条件、 资金条件 和现场施 工条件等因素的影 响 ，在确保水 体尽 可 能减少 污染的同时 ， 充分利用现状管渠 ， 实现排水 系统 的社会效益 、 经济效益和环境效益。 3 管网改造设计的要点 针对排水 管网的现状 ，在对城市排水管 网进 行深人调查和综合分析 的基础上 ，提 出以下 6个 方面的设计要点来综合整治和完善城市污水的改 造方案。 3 1 勘察并核实管网现状资料 排水管 网改造涉 及的管线 比较多 ，在进行管 网改造设计之前需要调查现状管 网。首先可 以到 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 7 6 防洪排水 城 市道桥 与 防洪 2 0 1 2 年 9 月第 9 期 相关 的建设 管理单位索要管线施工图 ，充分 了解 管道 平 面位 置 、 管径 、 坡 度 、 埋深及 水流 走 向 ； 然 后，可以到养护管理部门了解辖区内排水管线的 使用状况 ， 对旧路下的排水管道进行勘察 ， 在论证 原有构筑物可用性 的条件下 ，充分利 用原有管道 及检查井等构筑物，不仅可以降低施工难度又能 节省投资。 3 2 加强管网的统一规划和维护管理 排 水 管 网的设 计 应结 合 城市 长 远规 划 的要 求 ， 做好排 水管网的统一规划 ， 同时完善现有 的排 水管网资料， 建立城市排水管网地理信息系统， 对 管道错接乱接的现象进行检查 ， 加强对管道清淤 及管道破损维护等 日常管理工作。 3 3 排水制度的选择 根据 室外排水设计规范 ( G B 5 0 0 1 4 2 0 0 6 ) 的规定 ： “ 排水制度 的( 分 流制或合流制 ) 的选择 ， 应根据城镇总体规划 ， 结合 当地的地形特点、 水文 条件、 水体状况 、 气候特征、 原有排水设施、 污水处 理程度和处理后出水利用等综合考虑确定同一城 镇 的不同地 区可采用不同的排水制度” 。 所 以，对老城 区的管 网改造要根据老城 区的 特点进行 ， 对于街道较宽 、 易于施工的城区， 应当 一 步到位地改造为分流制； 对于街道比较狭窄、 地 下管线较多、 建筑物密集、 不容易改造成雨污分流 体制的老城区， 在实施管网改造时， 近期采用截流 式合 流制 ，后期随着城区的进一 步改造再 逐渐进 行雨污分 流。对于有沟渠的区域 ， 沿沟渠铺设污水 截流管道， 新建以沟渠为主干线的雨污排水系统， 并结合道路新改扩建工程 ，按系统沿街道铺设雨 水管网 ， 并逐年不断完善 ， 最后封堵溢流管道上 的 所有溢流口，把现有的合流管网直接转化为污水 排放系统 ， 从而形成完善的雨污分流制排水系统 ； 对已经铺设管道的地方，逐步铺设新的管道作为 雨水管道， 最终形成完善的雨污分流制排水系统。 3 4 管网的清淤疏通和防渗修复 由于老 城 区 的排 水管 道 长期 维 护 管理 不 到 位 ， 管道内淤积严重 ， 在改造设计前需要对管道进 行清淤疏通 ， 清除管道和检查井 内的沉积物 ， 还要 增加过小管渠的横断面， 增大过水能力。同时， 由 于受地基沉降或其它原因的影响，使得管道接15 松脱、 错位 、 污水泄漏现象严重， 需要对破坏的排 水管道进行修复 ，在排水管道的内壁和槽底等部 位重新浇筑 ， 增加 防渗能力 。 3 _ 5 管网改造 施工方案的选择 目前对 旧排水管 网改造 的施工方案主要有 以 下 3种 ： ( 1 ) 开挖原位置 ， 更换新管道 。由于老城 区一 般路面较窄 ， 交通量较大 ， 道路 的开挖会阻碍甚至 中断交通 ， 这就需要合理地建好施工边线 ， 设计好 导行交通方案 ， 同时注意施工和交通安全。新建的 雨污水 管还要抓 紧在雨期前完工 ，保证沟槽 回填 质量 。 ( 2 ) 废弃或封堵原管道 ， 另铺设 新管道 。此种 改造方案可以避免对道路进行全 线开挖 ，可以最 大限度地减少施工对交通状况 的影 响 ；同时可以 缩短改造管道的工期 ，在新管线施工 的前期原有 管道仍可以继续使用。 ( 3 ) 非开挖加 固修复。此方法是在不开挖路 面 的情况下对两个检查井之 间的管道进行整段或局 部加固修复， 常用的方法是喷涂法和内衬法。此方 法施工速度快 、 可靠性强 ， 与较传统 的开挖方法相 比 ， 可以保证在尽量减少水体污染的同时 ， 充分利 用原有管渠 ， 实现环境和经济的双重 目标 。 3 6 排水构筑物改造 由于受城市用地规划 、 路 幅宽度 的影 响 ， 排水 管道及检查 井等构筑物经 常被布置在 车行道 下 。 在 车辆荷载 的冲击下极 易出现下沉 、 位移 、 破损等 损坏现象 ， 给车辆 和行人 的安全带来严重 的威 胁 。 所以 ， 在改造 中应注意以下几个方面 ： ( 1 ) 在改造设 计 中应 该合理确 定检查 井等 构 筑物的管线位置 。排水管线一般 定位在其它管线 里侧 ， 为 了避免 汽车碾压 、 方便施 工及维护 ， 尽 量 铺设 在人行道或非机动车道上 ，在人行道和非机 动车道空间有限时，可视具体情况将管线布置在 路中心绿化隔离带 ，也可考虑将维修可能性较小 的管线 布置在机动车道下 。 ( 2 ) 推广采用新 型管材 。长期 以来 ， 市政排水 管道采用混凝土管 ， 由于其重量大 、 接 口多， 长时 间使用后 ， 大部分管道存在渗漏问题。为了满足城 市改造工程工期的要求 ，在改造设计 中可选用新 材料、 新工艺的管材。新型高密度聚乙烯塑料管材 ( HD P E) 具有不 易腐蚀 、 寿命长 、 管壁光滑 、 水流阻 力小等优点可在改造设计 中推广采用 。 ( 3 ) 优先采用钢筋混凝土检查井。传统的砖砌 检查井容易出现缝隙间砂浆不均匀、 位移、 渗漏等质 量问题，而钢筋混凝土检查井整体稳定性好、强度 高、 闭水性理想、 工艺先进， 符合建设资源节约型、 环 保型社会的要求， 建议在改造过程中优先采用。 4 管网改造设计 中遇到的问题 4 1 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 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 9 月第 9 期 城 市道桥 与防洪 防洪排水 1 7 7 水流通畅 ， 但 易被杂物堵 塞 ， 影 响收水能 力 ； 立篦 不易被堵塞 ， 但需要边沟保持一定水深 。所 以 ， 对 雨水 口的布置可进行如下改进 ： ( 1 ) 雨水 口的位 置应 根据地形及汇水面积 ， 结 合道路纵断设计进行布置 ； ( 2 ) 对 于低洼 和易于积 水地段 ， 雨水径流量增 大 ， 为 了提高 收水 速度 ， 适 当增加 雨水 口数量 ， 最 好采用线形收水井 ； ( 3 ) 对于纵坡较大的道路 ， 尤其是立交 的引道 处 ，应该在上游道路纵坡变化最大 的地方开始布 置雨水 口， 同时在下游段 多设雨水 口， 形成线形 收 水井 ， 增 大收水 井的收水 能力 ， 避免全部汇到下游 或桥下造成积水 。 4 2 管线高程冲突的问题 在管网改造的后续施工过程中，由于地下管 线探测资料不 完善 ，设计人 员未认 真核查现状管 线资料等原因 ，使得经常出现新 建管线和现状 管 线高程冲突的问题 。在进行高程调整时需要遵循 一 定 的原则 ， 即 ： 有压管 让重力管 ， 小管径 管让大 管径管 ，支管让干管。还应 与道路 设计 高程相结 合 ， 满 足管线覆 土与防冻 的要求 ， 防止路面荷载及 冬 季低 温环境破坏管线 。交叉点 的处 理需 要综合 考虑设计合理性 、 工程造价、 施工工艺等各方面因 素 。目前有 3种处理方法 ： 其一是降低污水支线的 高程 ， 如交叉点位于整条污水管线的上游， 降低高 程 ， 则整条污水管线的高程都要随之降低， 工程造 价会大大增加；其二是污水支线在这一点做倒虹 处理 ， 虽然水力条件不是很好， 但是工程造价会节 省很多 ； 其 三 ， 对 于有一些交叉点 ， 管道可 以通过 ， 但是不能满足垂直净距 的要求 ，在这种情况下 可 以通过采用局部混凝土满包 、 增加套 管 、 局部更换 高强度管材等措施来保证管线的安全。 4 3 新 建管线与现状管线的衔接 问题 由于在设计过程 中没有 对现场管线情况做详 细的调查、 研究和分析， 使得在城区改造的施工过 程 中，道路 的修建往往对 道路 两侧 的市政管线 系 统造成 了隔断 ，或者 由于道路 两侧原有 的现状管 渠系统本身不完善 ，发现现状管渠与新建市政管 线缺乏衔接 的问题 。这就需要对保 留的现状管道 或者排水下游 出 口处进行清淤处理 ，对管线进行 修 复改造 或对 管 道 附属构 筑物 进 行加 高加 固处 理 。 4 4 现状构筑物对新建管线施工影响 的问题 在新 建 市政 管 线设 计 时 应 考虑 与 现状 建 筑 物 、 构筑物保 留适 当的安全距离 ， 否则会影 响到现 状 建筑物 、 构筑物 的安全 ， 使 施工无法实施 。当管 距现状建 筑物 、构筑物较近 或铺设在 交通 量较大 的道路下时， 若埋深较大， 地下水位较高时， 要求 在施工过程 中采取地下水排 除 、 沟槽支撑 、 禁 止大 型车辆通行 等安全措施 ； 当管道 出现穿越 铁路 、 公 路或其它管线设施时， 在改造时 ， 具体的穿越位置 及施工方法应当与相关 管理部门进行协商。同时 ， 管道应尽量避开文物古迹及树木 ，防止因管道改 造而造成生态环境 的破 坏。 5 结语 市政给排水管道建设是城市基础设施建设的 重要组成部分 ， 随着城市建设 的发展 ， 在改 造规划 设计 时应该根据管 网现状 、城 区规划 和地质地形 等制定合理的排水体制和设计参数 ，因地制宜采 取不同的设计标准 ， 充分利用现状地形 ， 选择合适 的管材 ， 制定合适的设计方案， 在减少工程投资的 同时 ， 保证工程质量。同时 ， 对管道进行定期 的维 护检查， 改善输水能力， 延长管道使用寿命 ， 确保 管 网运行稳定 。 参考 文献 1 1 G B 5 0 0 1 4 2 0 0 6 ， 室外排水设计规范 S 】 2 】 王祥 勇 王峰 城市 排水管 道改造 设计 与施工 J 】 _ 水科学 与工程 技术， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 6 9 7 1 【 3 黄焰 城 市道路 排水 及道 路改造 施工 中的注意 事项 J 1 中国市 政 工程， 2 0 0 8 ( 5 ) ： 1 5 1 7 4 】黄燕 清 市政 道路 给排 水 工程 施工 中常 见 问题 的分析 与对 策 J 1 工程建设 与设计， 2 0 1 1 ( 7 ) ： 1 6 8 1 7 0 5 】 张宁， 刘月， 郭酷 城市管线综合竖向设计的原则和方法【 J 中国 市政工程， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 3 9 4 0 6 李骏 市政管 网改造设 计要 点探讨 J 中国高新 技术 企业 ， 2 0 1 1 ( 7) ： 1 4 1 5 7 张卫东， 简德武 泉州市中心城区污水管网改造工程设计 中 国给水排水 ， 2 0 0 7 ， 2 3 ( 2 0 ) ： 4 3 4 7 【 8 伏苓， 蔡琳晖， 于立珍 个旧市排水管网改造设计【 J 给水排水， 2 0 1 0 ( 增 刊 ) ： 3 8 4 3 8 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m