浅谈城市排水管道改造设计

摘要：近些年来，国家已经逐步开始重视管网设施改造，各省市也加大了排水管网改造力度．积极推进排水设施建设。由于地下管网的隐蔽性，其改造是一项复杂而艰巨的工程，本文就排水管道改造设计提出了以下建议和看法。

关键词：排水；现状管道；改造

1前言

城市排水管网是城市的重要基础设施之一，在城市生活中，排水管网是不可缺少的。排水管网的结构稳固和功能保障是城市排水安全的重要保证。而管网设施中大龄管段也是管理维护的重点。目前部分城市排水设施接近老化，对排水管网制定出合理可行的改造设计方案是迫在眉睫。

2 排水系统的改造原则与途径

2．1 改造原则

排水系统的改造是一项非常复杂的工程。改造措施应根据城市的具体情况，因地制宜，综合考虑水质、水量、水文、气象条件、资金条件、现场施工条件等因素，结合城市排水规划，在确保水体尽可能减少污染的同时，充分利用原有管渠。实现保护环境和节约投资的双重目标。

2．2 旧合流制排水系统改造途径

目前需要改造的排水系统，大多为合流制排水系统。合流制排水系统，会造成城市水体污染，对居民的生活环境和城市可持续发展均带来严重影响。现阶段，我国对旧合流制排水系统改造的方式主要有4种：

①将旧合流制改为分流制，是一种彻底的改造方法。由于实施雨、污水分流，污水全部引至污水处理厂进行处理．这从根本上杜绝了污水直接排放对水体造成污染。同时，又由于雨水不进入污水处理厂，水处理水质、水量可维持在较小的变化范围，进而保证出水水质的相对稳定，容易做到达标外排。但是此种做法会受到一定条件的限制，一些老城区由于建成年代较长，地下管线大都基本成型，地面建筑拥挤，路面狭窄，若将合流制改为分流制，存在投资大、施工困难等诸多现实问题，很难在短期内做到。

② 如果受纳水体环境有足够的自净能力，可以采取截流式合流制排水体系。即保留老城区部分合流管，沿城区周围水体敷设截流干管，对合流污水实施截流，并可根据日后城市发展的状况，来逐步完善管网，改为分流制排水。这种过渡方式，投资相对较小、易于施工、见效快，已得到广泛应用，并取得良好效果。

③ 由于从截流式合流制排水管网溢流的混合污水直接排入水体仍会造成污染，

为了保护水体，可对溢流混合污水进行适当处理。处理措施包括细筛滤、沉淀，也可增设蓄水池或地下人工水库，将溢流的混合污水储存起来．待暴雨过后再将它抽送人截留干管进污水厂处理后排放。

④为减少溢流混合污水对水体的污染，在土壤有足够渗透性且地下水位较低的地区，可采用提高地表持水能力和地表渗透能力的措施来减少暴雨径流，从而降低溢流的混合污水量。

应当指出．城市旧合流制排水系统的改造是一项很复杂的工作，必须根据当地的具体情况，与城市规划相结合，充分发挥原有排水系统的作用，使改造方案有利于保护环境，经济合理，切实可行。

3 排水管道改造设计要点

3．1 结合实际，充分合理论证

旧路下通常都建有一些排水管渠．如果能继续利用这些排水管渠为新拓宽的道路服务，则既节约投资又降低了施工难度。但前提条件是对其可用性进行充分论证。论证原有管渠是否可以继续使用，除了要了解其大小、埋深、平面位置、排水流向及出口、当时的建设标准等，还要考虑其目前使用情况是否良好．其位置在道路拓宽后是否便于行车及维护管理等。由于排水管道埋设在路面下，道路通车运行后管道损坏维修或者重建都比较困难，因此排水管道的设计服务年限都在50年左右．原有这些旧管及检查井等构筑物能否满足这一要求也是需要考虑在内的。

3．2 校核现状排水管道的输水能力

排水系统改造工程设计，首先应该把排水体制的选定作为设计和计算的先期条件。对于要保留的合流管道，应根据城市改造规划，核算该区域改造后的雨、污水流量，并以此来校核现状排水管道的输水能力，作为在新的排水体制下现

状管道是否保留的依据。对现状分流雨水管或污水管进行校核是为了最大限度地发挥现有管道的作用，尽可能多地排除雨水或污水．更换局部不能满足要求的管道，以防止因城市改造引起的管段流量变化而造成现状排水管道的溢流或淤

塞。

3．3 排水管径、管材的选择

长期以来。市政排水管材大多采用混凝土管、钢筋混凝土管等．由于它们重量大、接口多，长时间使用后，90％以上的管道存在渗漏问题。为满足城市改造工程工期紧迫的要求，设计中应尽量选择防渗性能高、结构稳定的新材料、新工艺的管材。

管径的选择应在城市总体规划的基础上．结合城市远景规划，适当放大管径，并尽量减少300mm及以下管径的管段，在满足充满度和设计流速的前提下方便清淤。并满足城市的长远规划。

3．4 现状排水构筑物改造

由于受用地规划、路幅宽度等影响，排水管道及其检查井等构筑物经常被布置在车行道下。而检查井及其周边是道路的薄弱部位．在车辆荷载的冲击下极易出现下沉、破损等病害，给车辆和行人的安全带来严重的威胁。检查井等构筑物在改造设计中应注意以下几点：

(1)合理确定改造后管线横断面，尽量避开车轮迹线位置。

(2)砖砌筑检查井容易出现缝隙间砂浆不密实，造成检查井出现下沉、位移、渗漏等质量问题，同时不符合建设节约型、环保型社会的要求。钢筋混凝土等检查井具有整体稳固性好、强度高、闭水性理想、符合环保、工艺先进等优点，建议在改造设计中优先采用。

(3)传统的井盖采用铸铁制造，由于有回收利用价值，被盗现象非常严重，随之而来的车毁人亡事故屡有发生。且容易锈蚀．车辆经过时容易产生噪音。钢纤维混凝土井盖虽然能防盗，但抗冲击强度不理想，容易碰掉角或产生裂纹。复合

材料井盖具有承载能力高、抗震性能好、耐腐蚀、使用寿命长、性价比高等诸多优点，是目前市政道路检查井盖的理想换代产品。

4 工艺方案与施工注意事项

4．1 改造工艺方案

管网改造应根据管网的调查结果，筛选出急需改造的管网部分。通过设计院或咨询机构制定施工工艺方案，通常改造工艺方案有以下3种。

(1)开挖。将原先管道更换成新管道，这套方案制定比较容易，但实施的压力会很大，因为更新管道通常处于旧城区，路面窄、交通不便，开挖就注定了道路交通的短时隔断。

(2)废弃原管道，另铺新管道。这套方案的确定需要有足够的空间另行开挖铺设新管道，此法可避免在道路进行全线开挖，但由于原旧管道的损坏会影响道路的基础．因此．若不能开挖取出废除的管道则需要对其进行注浆填实．以增强道

路基础．避免道路出现塌陷等问题。

(3)非开挖加固修复。此方案适用于有其他地下管线干扰或交通不能隔断等不能进行开挖的情况．是管线改造发展的趋势，主要分破管修复和内衬修复两种。破管修复即通过钻杆将原管道破除的同时拉进一新管道，此法需要对管道周围其

他管线进行探测，以免影响其他地下管线。内衬修复是在原管道内壁衬上一新管道，管道的管径比原管径要小，此法的优点是施工对道路交通及其他地下管线影响小，缺点是管道出现大的错位、变形时无法达到预期的效果。新管的管径、坡度等完全取决于旧管道的相关特性。

4．2 施工注意事项

(1)考虑排水不间断措施，城市排水改造时，需考虑原有管道的临时排水及永久接入等问题。新增雨水管道可选择在晴天施工；新增污水管道时，如需要利用原有的部分管道，可通过潜污泵将上一个检查井内的污水送至下一个检查井。

(2)对地质资料进行认真分析，并进行现场勘测。

(3)当管道距建(构)筑物较近或铺设在交通繁忙的道路下，或埋深较大及地下水水位较高时，要求在施工中采取地下水排除、沟槽支撑、禁止大型车辆通行等安全措施。

(4)在修建铁路、公路及其他管线设施时，对出现穿越问题，在改造时，具体穿越位置、施工方法及采取的措施应与相关管理部门协商。

(5)管道应尽量避开文物古迹及树木，防止因管道改造而造成生态环境的破坏。

5 结语

城市排水管道改造中，设计是前提，只有合理设计，其施工及一系列建设才能最终实现。现场调查和工艺方案比选是至关重要的环节，合理选择设计参数和排水体制，因地制宜地采用不同的标准，在总体费用基本持平的情况下，优先运用先进技术和工艺，才能达到良好的经济、社会和环境效益。

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