简述市政排水管道工程设计

简述市政排水管道工程设计内容提要：设计是市政排水管道工程建设的重要环节，设计的优劣程度直接影响到工程质量。

本文以青岛市为背景，就市政排水管道工程设计的一般内容和注意事项，进行了简要的论述。

主题词：排水管道工程设计内容注意事项市政排水管道是城市基础设施非常重要的组成部分。

在城市的日常运行和发展建设中有着举足轻重的作用。

近些年来，由于降雨造成的突发事件渐渐引起了人们的关注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的损失非常严重，引起了全国对排水设施的思考，当然此次北京暴雨是远超过建设标准的，其中房山地区更是接近500年一遇。

再如，2012年8月，哈尔滨接连两次出现路面塌陷，其中一次明显与排水管道有关。

青岛地区也曾出现过因排水管道质量问题引发路面塌陷事件。

青岛市建委非常重视排水管道的建设问题，并于今年4月新出台了地方标准，用于指导设计、监理和施工。

设计是市政排水管道工程建设的重要环节，设计的优劣程度直接影响到工程质量。

下面，本人以青岛市为背景，就市政排水管道工程设计的一般内容和注意事项，进行简要的论述。

市政排水管道工程设计工作内容较多，主要包括排水体制的选择、管道布置、现场踏勘、管材的选择、水力计算、检查井类设计、管道基础设计、设计说明、设计服务等。

1、排水体制排水体制主要有合流制和分流制两种。

排水体制的选择，应根据城镇的总体规划，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后确定。

同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。

除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。

现有合流制排水系统，有条件的应按照城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造；暂时不具备雨污分流条件的，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施。

”根据青岛市总体规划，青岛市辖区新建项目均采用分流制排水体制。

目前新建道路、居住小区都是按分流制进行规划设计的。

只有部分老城区、一些污水管道建设不完善的地段还存在雨污混流管道。

2、管道布置2.1排水管渠系统应根据城镇总体规划和建设情况统一布置，分期建设。

一般情况下，青岛市内都以批准的管网综合为依据。

2.2管渠平面位置和高程，应根据地形、土质、地下水位、道路情况、现状和规划的地下设施、施工条件以及养护管理方便等因素综合考虑确定。

排水干管应布置在排水区域内地势较低或便于雨污水汇集的地带。

排水管宜沿城镇道路敷设。

污水管道宜在雨水管道下，竖向上错开布置。

排水管道宜并行敷设，便于沟槽开挖。

2.3一般情况下，排水管道宜埋设在冰冻线以下，青岛地区冰冻线为0.5m左右。

管顶最小覆土厚度人行道下0.6m，车行道下0.7m。

2.4道路红线宽度超过40m的干道，宜在道路两侧布置排水管道。

2.5管道转弯和交接处，其水流转角不应小于90°。

当管径小于等于300mm，跌水水头大于0.3 m时，可不受此限制。

2.6雨水口间距宜为25m-50m，道路纵坡较小时加密，纵坡大2%时雨水口间距可大于50m。

实践表明纵坡远大于横坡时，雨水口的收水能力很弱，可以在低点加密雨水口来收集雨水。

面积比较大的路口要严格按照路口竖向设计布置雨水口。

青岛地区雨水地面径流含砂较多，因此，规定雨水口须做最小0.3米的沉砂，以便于管道维护，减少管道淤积。

2.7排水管道应根据规划情况预留接入支管，为道路两侧建设项目提供接入条件，避免二次开挖。

没有规划的，宜按照一定间距预留接入支管。

3、现场踏勘现场踏勘是设计工程的外业部分，是设计步骤的关键一步，现场调查的仔细与否，直接影响到设计内容是否妥当。

调查现场主要内容包括：现状管道情况、规划管道出入口情况、现状地物情况，比如：河道沟渠、房屋、电力设施、挡墙等。

另外，还要与主管部门或当地居民沟通工程区域的排水情况，历来易积水或排水不畅的位置，要着重研究排水方案。

对于地形图表现不明确的还应补测。

只有对现状了解透彻了，排水方案才能做到合理。

4、管材选择管材选择尤为重要，直接影响到工程质量。

排水管材种类繁多，市政范围较常用的主要有钢筋混凝土管、HDPE塑料排水管等。

建设部在较早时候推荐DN500以下管道采用HDPE塑料排水管，大口径管道采用筋混凝土管。

钢筋混凝土管环刚度≥10kN/m2，粗糙系数0.013-0.014；接口型式分为刚性和柔性两种，刚性接口主要有水泥砂浆抹带、混凝土套环等，柔性即是橡胶密封圈形式。

基础形式可以根据接口形式采用砂石基础、混凝土基础。

钢筋混凝土管管节较短，大口径多为2m、4m，接口多，重量大，运输、施工难度较大。

HDPE塑料排水管环刚度一般分为8kN/m2、10kN/m2,加筋的理论上可达到12kN/m2。

其粗糙系数0.009-0.01，水力条件较好。

接口根据管壁结构形式主要有橡胶密封圈连接、热熔带连接，密封性好。

HDPE塑料排水管材为柔性，韧性好，有一定的可挠度，对地基要求略低。

抗沉降性能好；抗震性能好。

惰性材料构成，耐腐蚀。

只能采用砂石基础。

塑料管与预制检查井的连接还不成熟，存在隐患。

塑料管道的基础和沟槽回填压实度操作有困难。

总的来说，各种管材都有它的优缺点，在选用时，应根据工程实际情况进行经济技术比较后选定。

通过多年来对管材的应用，个人认为HDPE塑料管道在市政道路下敷设时，应当慎重选用。

因为，塑料管道埋设条件是在管土共同作用理论下研究形成的，所以，对塑料管道的生产和施工要求都比较苛刻。

目前塑料管道生产厂家良莠不齐，再加上市场的恶性竞争，使的塑料管道的质量可靠性很差强人意。

青岛市排水管理部门在排水管道系统的维护中发现，塑料管道的变形、断裂、破损等现象很常见。

另外，青岛市目前要求市政道路上检查井均采用预制装配式检查井，塑料管道与预制井壁的连接方法还不成熟，存在渗露情况。

因此，市政道路下排水管道要慎用塑料管道。

5、水力计算5.1 汇水面积：水力计算应严格依据工程区域的规划，特别是排水专项规划，根据规划、地形特点等划分工程的汇水范围，并应考虑近远期的结合、与城市防洪设施的结合。

5.2 暴雨重现期：目前现行规范规定的暴雨重现期，根据工程性质，一般地区可采用1-3年，重要地区或短时积水会造成严重后果的地区应采用3-5年，特别重要地区可采用10年或以上。

除控制性详细规划等特别说明外，青岛市一般地段的排水管道多采用3年。

5.3 径流系数：径流系数应根据汇水范围内不同的地貌，分别计算，公园绿地为0.1-0.2,各种屋面、混凝土或沥青路面为0.85-0.95。

在汇水范围内规划地面类型不明确时，可采用综合径流系数，青岛市区一般采用0.65。

5.4 污水量：应根据片区规划面积、人口、用水定额来计算，污水折污系数一般取0.8-0.9,污水量应考虑总变化系数，并根据工程地质情况考虑地下水量，一般考虑10%-15%。

5.5 管径、坡度、流速：市政排水管道最小管径为DN300,最小管径相应最小坡度塑料管为0.002,其他管为0.003。

污水管道在设计充满度下最小流速为0.6m/s，雨水和合流管道在满流时为0.75m/s，明渠为0.4m/s。

非金属管道最大流速为5.0m/s.6、检查井排水管道检查井按结构形式可分为砖砌检查井、现浇钢筋混凝土检查井、预制钢筋混凝土检查井、塑料检查井。

砖砌检查井施工简单、造价低、应用灵活，但是质量难以控制，寿命低；现浇钢筋混凝土检查井结构形式最好，但是施工复杂、造价高；预制钢筋混凝土检查井结构形式较好、施工快捷方便，养护期短，但是对管道的接入接出要求苛刻，需要一对一的预制，应用不够灵活，特殊检查井、大口径检查井预制有困难。

塑料检查井目前市政范围还没大范围应用。

实践证明砖砌检查井用在市政道路上有着诸多弊端。

以往设计中都套用国标图集，全国都是以砖砌检查井为主，随着北京、天津、合肥等地市取消砖砌检查井后，青岛市也于今年出台了城市道路检查井技术导则和通用图集，要求市政道路上的检查井、雨水口均采用预制装配式钢筋混凝土检查井、雨水口，并对检查井盖、井口处理、检查井肥槽回填等等都做了严格要求。

这在一定程度上将会改变青岛目前道路检查井下沉等现状。

非市政道路上的检查井如绿化带、人行道、小区内，砖砌检查井还是最好的选择。

另外，预留的接入井建议采用砖砌检查井，因为在规划管道接入时会破坏或重建。

7、管道基础排水管道基础形式主要有砂石基础、混凝土基础，其他形式的基础已经很少用了。

砂石基础用于地质条件较好的地段，如石方地质，采用砂石基础的排水管道必须采用柔性接口；塑料管道必须采用砂石基础，不得采用刚性基础。

混凝土基础多用于地质条件较差的地段。

基础断面形式可根据管道埋深、管道接口形式、地质条件等选用90°、120°、150°、180°。

采用刚性基础的管道，每20m-25m应设置一处柔性接口，并应在覆土高度变化较大、地基处理交接部位、地基承载强度改变较大部位、管道与构筑物相交部位等处设置柔性接口。

在工程设计中有时会遇到排水管道不满足最小覆土要求的情况，要采取加固措施。

对于新建排水管道，常用加固措施是做混凝土管道包封，塑料管道原则上不允许混凝土包封，确需加固时，包封结构须能承载所有荷载。

由于现状管道下部开挖会破坏已经稳定的基础，所以对于现状管道的保护时，需要采用在管道两侧砌墙再加设盖板的结构形式。

8、设计说明设计说明是排水工程设计中非常重要的组成部分。

图纸中难以表达的内容均应以文字的形式说明，说明应能让读者对项目有总体的了解认识，便于读图。

应当包括工程的概况、工程地质概况、设计参数、设计依据、设计标准、管材要求、引用图集、特殊情况说明、施工注意事项等。

9、设计服务工程设计不仅仅是绘图，还有相当一部分工作量是服务，设计服务也是影响工程质量的重要因素。

设计服务包括设计过程中对建设单位的技术支持，要对工程提出合理化建议；还包括工程图纸交付后的技术交底，工程施工期间的技术服务。

综之，市政排水管道工程设计应严格按照现行相关规范、标准、规定进行。

设计人员应当掌握专业技能，了解行业动向，研究存在的问题，积极创新，尽可能地把设计做到经济、合理、适用、安全。