浅谈城市市政排水工程设计

摘要：市政排水工程是城市基础设施重要组成部分，做好城市市政排水工程设计，对一个城市人居环境意义重大。本文对城市市政排水工程设计进行了一些探讨。

关键词：市政排水；工程设计；工程质量

市政排水是指城市生活污水、工业废水、大气降水径流和其他弃水的收集、输送、净化、再利用和排放。市政道路排水工程设计主要指在市政道路上用于收集、输送和排放城市雨水、污水的市政排水设施(排水管网及其附属构筑物)的设计。以下介绍了城市市政排水工程设计中经常被忽略和容易被遗漏的一些问题。

1、排水构筑物的回填

目前绝大部分的市政排水设计图纸对于管道的回填都有清晰的说明和规定，但对于排水构筑物(检查井、雨水口、其他附属构筑物等)的回填却很少有明确交代和清楚说明。其实，行车道下的排水构筑物回填是相当重要的，它直接关系到排水构筑物四周的道路平整和施工质量。

若行车道下的排水构筑物回填处理不当，在道路工程竣工通车使用一段时间后，排水构筑物的井环、井框四周很可能会因为密实度不够，导致排水构筑物四周的回填土发生不均匀沉降等不良现象，从而造成机动车经过时产生车辆跳车颠簸，对行车的平稳性和安全性构成威胁。对于排水构筑物的回填做法，现行国标图集《排水检查井》(06MS201—3)的总说明和《给水排水管道工程施工及验收规

范》(GB 50268—2008)均有明确的规定。排水构筑物的回填做法涉及到回填材料、基坑开挖宽度等诸多工程量，所以，工程设计文件应在图纸大样或者排水设计

总说明内，对排水构筑物的回填做法加以详细注明和清晰说明，这样一方面可以方便招标单位在招标清单中给予充分反映，避免出现清单漏项缺项等重大失误，另一方面可以起到提醒施工单位、监理单位、质量监督单位等工程实施单位注意的作用，从而尽可能减少质量问题发生的机会，保证工程建设质量。

2、新建排水管道与原有排水渠箱的接口处理

新建排水管道排入原有排水渠箱是排水接驳的一种常用方式，但对于接驳处理方式，目前许多工程图纸只是在排水平面设计图和排水纵断面设计图内注明接驳口的坐标位置、管底标高及管径等控制性数据，而对于如何处理接驳口问题则没有详细交代，其实这是不全面的。

原有排水渠箱本身已是一个结构整体，处于一个相对稳定的状态。在对原有排水渠箱的墙身进行开凿过程中，机械震动、开凿操作等行为难免会对渠箱的原有结构产生一定的扰动和影响。所以，若不对渠箱接驳口采取技术措施进行处理，势必会对原有渠箱特别是接驳口的结构安全和正常运作产生影响，从而留下事故隐患。所以对于新建排水管道接入原有渠箱的，不能简单以水泥混凝土和水泥砂浆等常规方法进行封口处理，而应根据原有排水渠箱的结构特点，对排水管与渠箱之间的接口进行一定的加固补强处理。

另外，对于结构是钢筋混凝土的原有排水渠箱进行开凿孔口施工时，应尽可能采用机械进行精确切割操作，避免人丁锤击开凿，以尽可能减少对原有渠箱结构的影响。

3、压力排水管道接入原有排水井时的消力消能处理

随着城市建设的不断发展，城市各种大型过街隧道、行车隧道等立体交通设施不断增多，需要设置排水提升泵站的地方也越来越多。通过设置排水提升泵站，把汇集于低点，无法依靠重力排放的排水统一强排至高位排水系统的做法经常应用。受周边客观条件的影响，经排水提升泵站提升后的排水绝大部分是需就近排入周边原有排水井的。但刚从压力管道提升的雨污水动能大、流速大、冲力大，若不加以处理，流速大的雨污水长时间直接冲刷排水井的墙身，势必对排水井的井身造成损害，从而影响井身稳定，所以对压力排水管出水口采取一定的消力和消能措施是十分必要的。

经消力设施处理后的排水流速将大大降低，所产生的冲力也随之大减，从而能起到保护排水井的目的。另外，对于需接入压力排水管的新建排水井，应尽可能采用耐冲刷、性能较佳的钢筋混凝土结构排水检查井，以提高防冲刷能力。

4、排水管道近距离穿越排水涵洞(暗渠、渠箱)的保护措施

新建排水管以较小垂直净距从排水涵洞(暗渠、渠箱)底部经过是排水系统布置的常用做法，工程上通常称为倒虹吸。对于排水管道与排水涵洞(暗渠、渠箱)的最小垂直净距，《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)的附录B规定：排水管道与排水涵洞(暗渠、渠箱)基础底的最小垂直净距为0．15 m，排水管道与明渠渠底的最小垂直净距为0．5m。

但在实际工程应用中，塑料排水管道若以小于0．5 m的垂直净距从大型排水涵洞(暗渠、渠箱)下方穿越，又不加以特别保护的话，塑料排水管道很容易由于管顶竖向土压力的变化而受损。因为，在进行管坑回填反复压实施工过程中，上方大型排水涵洞(暗渠、渠箱)难免会发生局部的沉降和微小的偏移，而塑料排水管道作为柔性管道，管道的变形情况与管同作用息息相关。上方沉降和偏移均会造成下方塑料排水管道的管顶竖向土压力发生突变，对塑料排水管道形成挤压，导致管道结构发生变形甚至开裂，从而对排水管的正常运作产生不利影响，甚至留下事故隐患，影响排水系统的正常运作。所以，排水管道特别是塑料排水管道近距离(小于0．5m)从大型排水涵洞(暗渠、渠箱)基础底部经过时，应对排水管道进行加设排水套管的保护处理措施。

5、设计参数取值

随着城市的急速膨胀，城市化的不断发展，市政道路两侧正以惊人的速度在硬底化、广场化，以尽可能方便人流的汇聚，从而促成商业圈的形成。但另一方面，地块大面积的硬底化却对原有雨水系统的排放方式造成较大影响，导致地面的雨水难以直接渗入地下，大量的地表水积聚于路面，直接加重了原有市政排水系统的排放压力，甚至形成“水浸街”(路面积聚大量雨水，短时间无法自动消除)等内涝问题。

笔者所在城市的个别市政道路和内街一到暴雨季节，就经常会发生“水浸街”现象。这些“水浸街”的发生一方面严重影响了车辆的正常通行和行车安全，另一方面对周边居民的人身和财产安全造成严重威胁。究其成因，“水浸街”的发生绝大多数与设计考虑不周、设计参数取值偏低因素有关，导致出现建成的市政排水系统效能偏低，无法适应现状和将来发展需要。所以，对于城市雨水系统的建设应该具有一定的超前意识，雨水设计参数应在结合远期规划目标的基础上适当取较高值，切忌盲目套用通用数值。如雨水设计参数中的径流系数取值可以考虑从目前常用的0．7提高到0．85～0．9，地面集水时间t1从常用的15 min提高到5～10 min，使市政雨水系统的设计流量具有一定的富余量，从而避免将来高度城市化后出现“水浸街”等内涝问题，再对原有市政排水系统进行重新扩容改造。另外，规划和水务等管理部门也应订定相应的管理机制，把径流系数这一类重要的排水指标纳入管理中来，在规划设计管理的各个环节中始终严格加以控制，从而避免由于地面径流条件的改变导致市政排水系统排水能力不足问题的 现，从根本上杜绝“水浸街”等内涝问题的发生。

结束语

总之，市政排水设施的质量和安全是否安全可靠，将直接影响到广大人民群众生命财产安全和社会综合效益。市政排水工程质量的影响因素是多方面的，既有客观因素也有主观因素，而工程设计无疑是非常重要的一个因素。因此合理超前的设计理念、精细的设计过程，都会提高市政排水工程施工质量。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。