浅析山地建筑小区室外给排水设计

浅析山地建筑小区室外给排水设计

作者：李伟李冬

来源：《房地产导刊》2014年第09期

摘要：随着城市用地的饱和及城市环境质量的下降，大中小城市在城市化过程中出现郊区化的现象；山地郊区房地产开发成为房地产领域的热点。本文将主要论述山地建筑室外给排水管道系统的特点，并提出在设计过程中应注意的问题及相应的解决方案。

关键字：山地建筑小区，室外，给排水设计

前言：由于郊区山地发展较城市落后，山地小区的市政配套设施及配套管网的不到位是在山地小区室外给排水设计面临的首要问题。第二，山地地形起伏多变，道路纵向坡度大，应合理确定排水方向及布置原则，并结合山地地区的地形及地质情况，充分利用原有地形及道路坡度的优势，注意地块规划标高与道路设计标高的衔接。第三，地质复杂，特别是在土地平场整治工程中大量的进行“大挖大填”，对给排水管道敷设时的纵向稳定相当不利，易发生不均匀沉降。

1、山地建筑室外给水系统设计

室外给水管道系统的设计必须结合市政总体规划及山地建筑的详细规划综合考虑。山地小区经常会碰到周边并无市政配套的给水管网或市政给水压力不能满足建筑用水需求的情况。此时应设计和建设自备水源或二次供水设施。满足地块生活用水和消防用水的需求。二次供水设施可采用由变频恒压供水设备供水，并配置气压罐。平时水泵选择在高效区运行，小流量时或夜间零流量时水泵可停止运转，由气压罐供水。当小区附近有市政给水管网时，应根据自来水厂或水务集团提供的资料，明确市政管网所能提供的最大压力及流量。合理对建筑小区用水进行分区。对于大型山地居住小区建筑，地形复杂且建筑物定性多，设计时应充分利用小区的地势及建筑物布置；充分利用地势合理选择加压泵站的位置，适当将压力相近的供水系统合用，达到优化管道系统，减少造价的效果。

2 山地建筑室外排水系统设计

同平原地区设计相同，室外排水系统的设计的首要因素是确定大市政管网的条件；确定市政雨、污水管网能给小区地块提供的排放口或检查井的数量和所能接入的每个管径及标高。再结合小区内建筑的布局与地下室范围等实际情况对雨、污水排放方案进行规划。确保小区雨、污水管网与市政雨、污水管网的对接。周边若无市政排水管网配套时，须根据水质条件确定合理经济的污水处理技术，设置污水处理站；雨水可结合地形排放至低洼处或设置雨水回收系统补充小区内景观用水。

此外地下室范围是室外排水系统设计的重要因素。应结合市政给排水管网预留的排放口，要求单体出户管应尽可能布置在没有地下室的一侧，而在地下室范围内，一般会在地下室顶板上设置管道夹层来满足地排水管道敷设的需求。

3 山地建筑室外给排水管道设计

（1）管材及管道敷设方式

室外给水管道常用管材有承插式给水铸铁管、球墨铸铁管、焊接钢管、镀锌钢管、预应力（自应力）钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管、复合管等。

室外重力流排水管一般很少采用金属管，只有当排水管需要承受较高压力或对渗漏要求严格的地方（污水泵站的进水管和出水管）才采用金属管材，常用的有混凝土及钢筋混凝土管，双壁波纹管，HDPE高密度缠绕管。

敷设埋地敷设是城市排水管道最普遍的敷设方式。不同的管材和地基条件，埋地敷设过程中要求也有差异。而山地城市沿管线纵向沿原始地面线标高变化极大，应因地制宜的选择合理的管道敷设方式，选择先进、合理的施工技术，减少施工难度，降低造价。如可采用绕山布置，避免设置污水提升泵站；有利于日后污水系统的维护和管理。又比如低洼地带会采用架空方式敷设。根据管体承受荷载的情况，架空可以采用直接架空和桥式架空两种方式。直接架空是利用管道自身的强度和刚度，将管道作为结构体，用柱、墩等做支撑。因此对管道自身的强度及刚度（环刚度和纵向刚度）要求都较高，因此管道本身造价较高。该方式一般适于钢管、铸铁管及钢筋混凝土等刚性管材。桥式架空敷设是将管道成品置于桥架之上，桥架可采用钢结构、钢筋混凝土等结构形式。这种形式较适合采用新型的复合管材，如HDPE双壁波纹管、玻璃钢夹砂管。由于管道质量轻、断面小，与直接架空方式，降低了结构荷载，节省了工程投资，并具有更大的跨度。但是桥式架空敷设时常遇到管道固定，防老化处理和检查处理等难题。

在山地地区还须特别注填方和挖方交界处的检查井的设置，若在挖方和填方交界处不设检查井，则检查井经长期使用后，填方段造成大幅度沉降，而挖方段却几乎没有沉降，就造成排水管道很容易由于不均匀沉降地势高低相差较大造成管路的拉裂，就会造成水管道漏水。

（2）排水管道坡度选择与流速复核

由曼宁公式可知，在重力流排水管道系统的运行工况中管径、坡度、流速是三个相互制约的参数。在小区室外场地平缓的情况下，且受市政接口标高的限制，一般小区排水管道敷设时纵坡较小，管内流速较低，易引起管内悬浮物沉降并造成管道堵塞；因此，一般以最小设计流速作为控制参数。而在山地城市，最大设计流速是控制参数，它直接影响管道断面大小和消能

措施的设置，由于道路纵坡很大，可充分利用大纵坡带来的坡降进行重力流排水，所以排水管道的敷设坡度一般尽量接近道路坡度。

但如果参照道路坡度确定的管道坡度偏大，以至流速远超过最大设计流速。此时应适当调小坡度，或采取跌水消能措施，这样既可以达到消能效果，同时也可以利用跌水减小地形落差的影响。

（3）消能稳流措施

山地地形的主要特点是落差大、跌落纵向距离短，甚至会遇到驳坎等竖直跌落（标高突变）的情况，为了避免下游管道被过度冲刷，更好的衔接上下游管道及水流状况，一般会采取一些消能稳流的措施来处理落差。

跌水井是排水系统中最常用的落差构筑物。一般跌水井分为竖管式、竖槽式、阶梯式三种类型。其中竖管式跌水井适用于跌落管径小于等于200mm、落差为小于6m的污水管；竖槽式跌水井适用于跌落管径小于600mm、跌差小于4m的雨、污水管；阶梯式跌水井则适于跌落管径小于1500mm，跌差小于2m的雨水管。

结语：室外给排水系统直接关系到小区生活的日常运行。而山地建筑小区室外给排水设计更是具有特色又是难点。尤其是山地建筑重力流排水管道应适应复杂的地形及地质条件；做到水流衔接流畅，管道连接顺畅，设计流态清晰流畅。设计人员必须本着安全、技术、实用、美观、经济等原则，不断优化设计方案，切实满足不断发展的建筑新要求和居民不断提高的生活质量要求。

参考文献：

[1] 马念，郝曼.山地城市排水管道的设计.中国给排水，2007（8）：30-33.

[2] 张海梅.对室外给排水管道设计的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）2011（22）

[3] 李岩，蔡金璐.大型住宅小区的给排水综合管网设计[J].城市建设理论研究（电子版）2011（33）

[4] GB50014-2006.室外排水设计规范（2011年版）

[5] 黄晓晖.室外排水管道工程设计的总结[J].中国科技纵横 2010（15）

[6] 王国宪。山区排水管道的设计流速探讨[J].中国给排水，2004，20（10）；58～60.

第一作者：李伟 28岁男，温州市建筑设计研究院助理工程师。