城镇排水管道系统设计的安全可靠性及新思路

[摘 要]城镇排水管道系统的设计与运行优劣直接影响到城镇的长远发展和居民生活环境的改善。本文结合作者所经历的实际工程案例对排水管道系统中管道及附属构筑物的安全可靠性与地质条件的关系进行分析；就一些实际案例中遇到的排水管道系统设计提出了创新性的设计方案，并取得了良好的运行效果。同时强调了排水管道系统设计质量的重要性。

[关键词]排水管道系统 安全可靠性 连通管 创新

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0102-01

随着城镇化进程的不断加快，作为城镇基础设施重要组成部分的排水工程越来越受到人们关注。城镇排水管道系统的布置受地形、地下构筑物及排放水体等多种因素的影响，其设计的合理性、可靠性、安全性及建成后运行的优劣性，直接关系到城镇未来的发展和综合功能发挥，关系到城镇居民居住环境的改善和生命财产安全，关系到水资源的良性循环和环境的可持续发展。因此，对于城镇排水管道系统的设计，如何做到经济合理、安全可靠，又能具体问题具体分析，最大限度与工程实际相结合值得探讨与分析。

1 管道及附属构筑物的安全性

城镇排水管道系统的安全性，不仅是指管道断面规格在高峰流量时能满足最大水量排放要求，更重要的是指管道及其附属构筑物在安全使用年限中结构不因所承受荷载的累计作用出现破坏，而危及城镇安全和造成居民生命财产损失。

结合位于抚顺市市政道路排水管道的设计进行分析说明，本工程地质详细性勘察报告显示场区为砂土条件，地层主要为新近沉积层和第四纪中粗、砂层，表土层1.50～2.50m以下依次分布有中砂层（厚度2.70～4.00m）、粗砂层（厚度5.30～7.40m），并且具有低液化性，场区内钻探期间底地下20米未见地下水，设计排水管道的最大管径为Ф1800mm，最大埋深6.50m。经过对比，本工程地质条件与国标图集中假定设计有很大的差异，如表1。

由此可知，检查井井壁侧向土压标准值本工程实际大于国标图集约2.93ZKN/m2，比国标图集增加了约48.8%。

由以上对比分析可见，由于本工程土的重力密度和土的内摩擦角与标准图集中存在的较大差异，致使检查井盖板顶部所受竖向土压力标准值、井壁侧向土压力标准值均比国标图集的计算值增加不少，如果设计不进行复核计算而套用国标图集中的检查井，其安全性显然不能满足工程要求。

因此，对于排水管道系统的设计，应以科学、严谨的态度为重，千万不能忽视地质条件的差异，全部套用标准图集，而要根据工程地质勘察报告中的地质参数进行工程安全性复核计算。若国标图集不能满足工程需要，对经局部调整可满足使用要求的采取提高材料强度、增加井壁盖板厚度、提高配筋率和增加配筋规格等措施，否则应根据工程安全性要求设计专用附属构筑物。

2 排水管道设计中的新思路

2.1 雨水管道系统间设置连通管

以往城镇雨水管道系统基本上是建成各自独立的收集排除系统，互不连通，而雨水管道的规划设计是依据人工划分的流域面积和降雨历时来进行的，其中流域面积的划分、径流途径和相关参数的确定直接影响到系统的合理性和可靠性。由于受多种因素影响，相邻管道系统所负担的流域面积往往存在不均匀性或者相关参数确定不合理等问题，从而导致各系统所负担的排水负荷不均衡；同时即便是在小流域面积上，降水强度、降水历时存在时空分布不均等，这样高峰流量一般不会同时到来。

2.2 雨水方沟里设置污水圆管

目前，城中村改造及农村建设中实现雨污水分流主要面对的难题是大部分村中道路宽度过于狭窄，两侧建筑基本沿道路边缘建设，为了保证居民建筑安全，应尽量降低开挖深度。由于受各种因素和自然条件的限制，排水管道系统的改造设计要综合考虑安全性、可实施性及建设完成后的实际使用效果，使得城中村及新农村建设中分流制排水管道的改造建设困难重重。例如：在2007年广西北海某城中村市政基础设施的建设中，建设单位要求对村中供水管网进行完善，改造村内排水系统彻底实现雨污水分流，并同步实现供电、电信及有线电视管缆入地，但是该村中90%以上道路宽度为1.50m左右，要实现全部给排水管道、电力及信息管缆入地困难重重，在设计阶段就该村的排水管道系统的改造先后提出以下三种方案：

1、新建全部雨污水管道，同步实现室内污水管道的改造接入室外新建污水管道，雨污水就近排入村庄周边的市政排水管道中，其特点是可以彻底实现雨污水分流，但是可实施性较差，影响居民建筑物的安全。

2、新建全部污水管道，雨水采用铺设地面透水砖自然下渗排放，其特点是可以彻底实现雨污水分流，但是由于工程所在地为多雨地区，容易路面集水给居民生活出行带来不利影响。

3、针对以上两种方案各自的优缺点，经多次讨论、不断完善方案最终确定的雨污水分流方案采取在新建雨水方沟里设置污水圆管的方式，并在污水管道的接户处及一定距离上设置检查口，以保证检修清通需要。该方案的特点是不仅可以满足其它管缆的敷设要求，而且可实施性强，对居民生活和建筑安全影响均相对较小。

通过多次的比较分析，该城中村的排水系统改造方案最终选用方案三。

3 结论

城镇排水管道系统的建设直接关系到城市建设发展速度、服务区域内的经济效益与环境效益，关系到国计民生，是社会可持续发展的重要支撑，如何从源头上提高城镇排水管渠系统的建设质量显得尤为重要。因此，在城镇排水管道系统设计中，应以科学、严谨的态度，保证公共利益和城镇未来的安全为首要目标，管道系统的布置和安排应力求科学合理、安全可靠，从源头上提高排水管道的质量；同时排水管道系统的设计应以因地制宜为原则，与具体的建设环境相结合，采取多样化的设计思路等，这一切都需要广大给排水从业者坚持不懈的努力来实现。

参考文献

[1] 给水排水工程结构设计手册编委会，给水排水工程结构设计手册（第二版），北京：中国建筑工业出版社，2007，10～11.