襄阳市城市规划设计研究院湖北襄阳441000
摘要：市政给排水管道的布置设计，直接影响到后期的运行使用。本文以此为核心，首先介绍了管道的布置设计方法，然后指出设计中的常见问题，并提出解决对策，最后阐述了设计施工的质控措施，以供参考。
关键词：市政；给排水管道；布置设计；问题；质控措施
在市政工程中，给排水管道是重要的组成部分，管道设计是否合理，关系到整个城市的水源供应和污水处理。针对一些给排水管道项目的调查发现，设计期间存在一些问题，只有明确问题的原因，对设计方案进行改进和优化，才能保证水体正常循环，为居民创建一个安全稳定的生活环境。以下对此进行深入探讨。
1、市政给排水管道的布置设计
1.1总体规划设计
市政给排水管道在布置设计前，总体规划如下：第一，了解城市居民的人口分布，结合城市当前和远期发展规划，熟悉城市地形，并且考虑到水文、气象等要素。将以上资料进行汇总分析，然后分析管道的特点，掌握给水设备、排水设备的性能情况，作为管道布设的依据。第二，管道设计应该从不同角度入手，形成多套设计方案，然后经过部门商议，以经济性、效益性、可行性三个指标为准，从中确定最佳方案。第三，设计方案出台后，应该及时绘制施工图纸，首先将比例尺控制在1/5000-1/10000之间；然后准确标记出水源和管道的位置，以及取水路线；最后对关键要素进行文字说明，例如设计目标、造价、材料等，促进管道布置施工的顺利进行。
1.2给水管道设计
给水管道的设计，应该遵循线路最短的原则，和其他各类管线进行协调，保证供水安全可靠。具体如下：第一，分析给水管道的组成，主要分为输水管道、配水管道两个部分。其中，输水管道是对水资源进行输送，目前水厂是水源集中场所，因此也可以认为是水源到水厂的线路。这部分管道线路的设计，一般不会直接连接到用户水网上；但是如果存在大型用水客户，可以连接到用户管网上，以满足用水需求。配水管道按照功能的不同，又分为干管、支管、接户管等类型，设计期间应该以用水需求为依据，合理选择管道材料和线路。
第二，合理选择布置形式。结合城市发展规划，目前市政给水管道的设计形式，主要分为树状、环状两种类型。其中，树状管网适用于供水要求较低的城市，优点是线路短、成本低，管网构造简单；缺点则是水利条件差，难以保证安全性。环状管网适用于供水要求高的城市，优点是线路长、供水安全，能避免产生水锤，缺点则是建设成本高。选择管道的布设形式时，应该遵循资源节约的原则，尽量缩短线路长度，控制好干管和干管之间的距离，一般在500-1000m之间。
1.3排水管道设计
排水管道是处理污水和雨水的管道，设计时的重点如下：第一，按照先主干后分支的顺序，依次对管道进行设计，要遵循埋深最小、线路最短的原则，以充分发挥重力作用。第二，管道设计不能只看眼前，还应该考虑到城市的未来发展，为管道的改造预留出空间。第三，排水管网一般布设成树状，可以分为平行式、正交式、环绕式等多种类型，且各自具有一定的优缺点。如下图1所示，属于正交式管网设计，适用于降水量充沛的城市。由于管线较短、管径较小，能加快排污速度，有利于提高城市的排水效率，面对大雨、暴雨时，能避免出现城市内涝。
2、管道布置设计中的常见问题和对策
2.1供水体系
如果城市地形整体平坦，可以采用统一供水体系，因此管道的布设比较简单。如果城市的地形不规则，不同区域之间存在较大高差，采用统一供水体系，低处管道可能因为压力过大而造成管件损坏，高处管道因水压不足而影响正常供水。对此，可以采用分区供水体系，对水量进行合理分配，解决内部平差收敛问题。
2.2雨水管道
第一，出水口的设计。雨水管道的出水口，是设计工作中的一个关键环节，目前多数城市的管道出水口靠近河道。但是，部分城市受到地形的影响，可能采用淹没式出水口，导致出水口比水位低。如此设计，会降低管道内的水流速度，导致积水时间过长。对于这种情况，出水口的设计一定要高于设计水位，如果受到地形影响，可以对管道加固浅埋；并且设置溢流闸门、抽升泵站，面对洪涝情况时，能减少雨水积存现象。
第二，连通管的利用。当前雨水管道的布设是相互独立的，各个体系之间并没有联通。实践应用表明，在排水高峰时期，不同的雨水管道在饱和度上是不同的，为了保证整个管网的通畅性，可以将相邻的管道体系进行联通，使其成为环状管网。如此一来，彼此之间能够调节水量，切实提高排水效率。另外，雨水管道也可以和临近的污水管道联通，由于后者的埋深更大，因此不会出现回流现象。
第三，雨水口的改进。雨水口主要分为平篦、立篦两种，前者水流速度快，但杂物聚集后容易堵塞；后者虽然不会堵塞，但要求边沟具有一定水深。对此，设计改进措施如下：如果道路纵坡较大，可以采用平篦雨水口，提高局部收水能力；如果处于低洼地段，且雨水汇集量大，应该对雨水口的排列进行特殊设计。
图1：某城市排水管道的设计示意图
2.3污水管道
第一，格栅堵塞。在排水管道中，格栅堵塞的原因，主要是大量的漂浮物进入引起的。对此，设计期间一方面应该适当缩小格栅间距，另一方面在堵塞高发区域设置人工格栅，用于对污物、杂物进行拦截。同时还要定期清理管道中的漂浮物，从源头上避免堵塞发生。
第二，污染物沉淀。污染物沉淀后，水流速度会减缓，继而更多的污染物沉淀，形成恶性循环。为了解决这一问题，可以在检查井设计时，将井底下沉40cm左右，采用沉淀式方案。如此一来，沉淀物会积存在检查井中，而不会影响下游管道，从而促进管道通畅。
第三，水深控制。污水管道内的水深控制，主要依赖抽升泵站，和泵站最高控制水位密切相关。实际运行中，为了减少电能消耗，泵站可能未全部开启水泵，或者没有按照控制水位控制，由此导致的结果，是管道中的水深超出设计值，不仅会影响水流速度，也会带来更多沉淀。对此，应该对提升泵站的工作进行检查，动态监测水深变化，将水深控制在设计限值以内。
3、管道布置设计施工的质控措施
第一，在准备阶段，应该熟悉设计图纸，了解各种材料的性能，做好采购工作。然后到施工现场进行勘察，预测施工影响因素，制定相应的防范措施。另外，为了避免对周围建筑造成干扰，应该对施工冲突进行协调处理，各个工种紧密配合，保证工序的连续性。
第二，在施工阶段，严格按照工序流程进行施工，包括沟槽开挖→基底处理→浇筑混凝土→埋设管道→沟槽回填等。以泥浆注浆工艺为例，注意事项如下：首先控制注浆压力，要小于水头压力和静止土压力，保证注浆稳定性；其次，合理选择注浆材料，对泥浆进行性能测试，以满足设计要求；最后控制外界影响因素，例如土体扰动、摩擦力等，提高泥浆套的完整性。
第三，在验收阶段，应该对管网线路进行整体检查，以闭水试验为例，要求满水浸泡24小时，如果管道接头较多，可以适当延长测试时间，根据实际情况而定，以保证管道质量。
结语：
在市政工程中，给排水管道的设计是一个重点，具有复杂性、系统性的特点，一旦出现问题和不足，就可能对整个供水、排水体系造成影响。文中从总体规划、给水管道、排水管道三个方面，介绍了设计要点，针对设计期间的常见问题，应该对设计方案进行优化和改进，提高设计施工质量。
参考文献：
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[3]李绍刚,陈伟.提高市政给排水管道施工技术建设优质市政给排水网络[J].环球市场信息导报,2014,(40):24-26.