旧城区排水设施改造的设计分析

摘要：本文通过实例天津市清水工程大直沽东路现状排水设施改造工程，按照排水设施改造原则，对现状排水管网的调查、改造管线的选位、施工工艺、管径、管材、坡度、检查井的选用，并对废除管道的处理及施工注意事项等内容，在设计过程中进行了分析与总结。

关键词： 旧城区 排水改造 管线设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

前言

城市排水设施是城市基础建设的重要组成部分，随着我国城市化进程不断加快，大规模的新建排水设施建设也不断的增长，而旧城区排水设施的改造是城市发展过程中不可避免的问题。笔者有幸参与了天津市清水工程大直沽东路现状排水设施改造设计工作，以此进行设计分析与总结。

改造原则

排水设施的改造应遵循排水专项规划，突出设施建设与改造的整体性、系统性。通过工程建设和改造进一步完善排水系统整体功能，提高排水能力，确保汛期雨水的正常排放。

排水设施建设与改造是以保证当前排水能力和兼顾长远发展相结合，本着科学合理、应急为先、远近结合，经济高效的原则，重点解决老旧排水设施坍塌损坏突出问题。

提高城市排水设施的科技含量，积极推广和提高新技术在城市排水设施的应用，着力提高排水设施建设、防汛调度、运行监控及养护管理的技术水平。

工程概况

为了改善居民生活环境，打造生态宜居城市，天津市于2011年启动了水环境专项治理工程（清水工程），本次实施的大直沽东路排水设施改造工程为2011年清水工程排水设施改造项目中重要的一项。

大直沽东路位于天津市河东区，与海河紧邻，工程范围为六纬路～八纬北路段，全长约400米，道路两边有比较完善的住宅小区。由于现状雨、污水管道修建于上世纪五十年代，检查井密封不严，管道老化严重，腐蚀严重，并且局部有雨、污水串流现象，特别是变电站前的污水管道已出现坍塌。为保证与本市海河景观带相匹配，适应周边地区未来的远景规划，排水设施能够正常发挥作用，杜绝雨、污水串联现象的发生，对大直沽东路现状排水设施进行改造。

调查工作

由于旧城区排水改造管线大部分都修建年代比较久远，工程资料不健全，并且地下管线错综复杂，很多专业管线并没有按规划实施，给日后资料收集及调查工作带来很大困难，因此这就需要设计人员在开始设计前应对地下现状排水管线进行细致的调查工作。

首先应与现状排水设施的产权单位及养管单位取得联系，了解其掌握的排水资料，对纸质资料进行调档查阅，初步了解现状排水管网体系、管道管径、走向及坡度。

其次将掌握的资料与现状排水设施相结合，通过实地调查掌握现状管道情况，如走访周围居民对现状排水管道的使用情况，调查道路两侧小区、企事业单位接入有无私自接入、管道局部串连问题，核查现状管管径大小、埋深，发现与原设计图纸不符的应进行记录。

最后将现场调查的数据进行汇总整理，为以后的设计工作做好铺垫。

经调查大直沽东路属于雨、污水分流制地区，现状道路上有一条现状d350mm～d400mm污水管道，将六纬路污水经八纬北路污水干管排至津二泵站；有一条d350mm～d600mm雨水管道经六纬路西侧大直沽东路现状雨水干管自流排入海河；道路两侧地块有现状雨、污水管道接入。

设计工作

管线位置的确定

大直沽东路改造的排水管道是在原线位上进行翻建，变电站至六纬路段管道线位调整至道路南侧绿地内，原因如下：

现状道路修建年代较早，地下其他专业管线已满，不能在现状 道路上为改造的排水管道重新规划一条线位，因此只能按原管线位置上进行翻建。

通过实地调查发现变电站至六纬路段的现状道路地势狭窄，车流量大，如施工必须短期断路施工，给周边居民出行及车辆通行带来不便。

在测绘单位提供的物探图数据中，发现变电站至六纬路段现状排水管道槽内有29孔通信电缆和1万伏电力管廊同槽，造成在此段现状线位上无法开槽施工。

由于以上诸多原因造成改造管线不得不按原管位进行翻建，而无法开槽段的管道将进行线位调整。通过与规划部分、管道养管部门、园林部门及建设单位之间的协商后，此线位调整至道路南侧绿地内。这就解决了在现状道路上不能开槽施工的问题。线位的选定看似简单其实很困难，尤其是在旧城地区的道路下选线，其地下管线的错综繁杂性，不确定性，决定了在类似改造选线上优先选择原线位。

施工工艺

在施工工艺上有两种形式，一种是全程采用传统技术明开槽施工；另一种是采用新技术管道修复技术非开发施工，局部变线部分采用明开槽施工。虽然非开挖技术在无污染、无噪音、安全性高、施工扰民少存在着优势，但综合了各个方面的考虑后，本工程采用明开槽施工人机支撑槽，排板支撑法。原因如下：

随着非开挖管道修复技术迅猛发展，但从事这方面的设计专业人员很少，因其涉及很多新技术如修复材料、厚度、强度、温度等方面的运用。

目前国内尚无与排水管道非开挖技术相关的设计规范及施工标准。在施工、质量检验与验收等方面没有依据可寻，给施工的后期操作带来较大困难。

管道修复过程需要非常严格的施工技术，涉及到知识和技术领域较为广泛，这就需要现场施工人员具备较高的知识素养，并且目前国内从事并掌握的操作人员严重缺乏。

在经济上非开挖施工费用上也比明开槽施工费用高，主要是在修复材料价格上居高不下，这也是造成管道修复技术最薄弱的地方。

因此，就目前来看明开挖施工优势大于非开挖施工技术，但是本人相信随着管道修复技术的开发和推广，技术不断的成熟，修复材料价格的降低，专业设计人员的不断培养，施工技术人员素质的提高，在相应的设计规范、施工规程等国家标准出台后，更会被排水行业所接受，广泛用于排水管网改造工程中去。

管径的确定

根据排水规划及权属单位意见，现状排水管道管径能够满足周边地块规划使用要求，不考虑扩径问题，因此本工程雨、污水管道按原管径改造，但由于现状管道修建于上世纪五十年代，存在d350mm规格的管道，现今已不再生产，而目前天津市市政道路排水管道设计标准，道路上雨、污水干管最小管径为d400mm，因此本设计将工程范围内管径＜d400mm的雨、污水干管管径均调整为d400mm。

管材的对比

在管材选用上，天津市通常使用的是钢筋混凝土管和塑料管。两种不同管材的选用直接影响管道的装工艺和工程造价。

通过地下土质情况、管材技术性分析、价格的经济性比较，并受周边地块开发的影响，道路经常有重型工程车拉送土石料通过，对管材的抗外压性、抗变形率要高。综合上述，最后选用钢筋混凝土管，它在抗外压荷载性能高，耐用、结实、承重和不变形，并且价格便宜的特点。因此排水管材采用钢筋混凝土承插口管柔性接口，橡胶圈密封，砂石基础。

坡度的设计

由于雨水改造管道受下游六纬路现状管道高程的限制，d400mm管道设计坡度采用2.1‰，d500mm管道设计坡度采用1.6‰，d600mm管道设计坡度采用1.2‰，满足《室外排水设计规范（2011年版》》（GB 50014-2006）规定的雨水管道最小设计流速0.75m/s的要求；但污水d400mm管道受上有六纬路与下游八纬北路现状排水管道高程限制，改造后的管道设计坡度为1‰，设计流速小于规范中规定的最小流速0.6m/s，因此根据上述规范条文说明中4.2.10条规定，在管道坡度不能满足不淤流速要求时，应有防淤、清淤措施，所以要求管道养管单位对改造后的污水管道定期进行疏通、养护。

检查井

本工程采用预制混凝土砌块检查井，它具有良好的承压、抗剪、防腐、密闭抗渗性好等特点，也符合国家建设部、天津市建委颁布禁止使用粘土砖的规定，环保节能、高效、无毒。

废除管道的处理

由于将不能开槽段的排水管线移至绿地内，因此将此段现状排水设施废除。为了保证废除管道在日后对行人及车辆造成安全问题，应将废除的现状管道进行灌浆封管，对现状检查井进行填埋井室处理。

施工注意事项

新建管道接入现状管道前，施工单位应对现状管道进行机械通风，降低有毒气体浓度，通过气体检测对管道内有毒气体是否符合安全技术标准。只有在管道内气体检定合格后方可进行接管工作。井上监护人不得少于两人，井下操作人员必须为专业潜水员，配备安全带、防毒、照明和通信等设备，并且施工单位必须制定事故应急救援预案。

施工单位在施工前应对主要道路干线及路口处制定安全措施，在沟槽两侧设置护栏或围挡，夜间悬挂警示灯，管道沿线主要路口及适当位置架设便桥，以便汽车、行人通行。

结语

本文通过对天津市大直沽东路现状排水设施的改造，简单分析、总结了在管线设计中出现的问题、原则及施工注意事项，为以后类似工程提供借鉴与参考。在当下经济社会中，只有合理的设计，合理的施工工艺才能达到了良好的社会效益。目前本工程已通过专家组审查，并顺利完成施工，达到排水设施改造的预期目标。

参考文献：

[1] 《室外排水设计规范（2011年版》》（GB 50014-2006）

[2]《爆炸性气体环境用电气设备 第14部分：危险场所分类》GB3836.14