市政給排水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)

市政給排水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)

1市政道路排水設(shè)施現(xiàn)狀及問題市政供水設(shè)施是保證城市水的及時(shí)排水，防止城市水污染，并積極保護(hù)城市水資源。20世紀(jì)50年代以來，隨著城市化進(jìn)程的加快和城市水污染的關(guān)注，市政供水設(shè)施的建設(shè)取得了迅速發(fā)展，但市政供水設(shè)施的建設(shè)存在多個(gè)問題，如防洪排澇能力不足。平原區(qū)排水污水渠的坡度相對(duì)較小，容易堆積。一些地區(qū)的供水系統(tǒng)無法形成一個(gè)系統(tǒng)，容易形成洪水。造成這些問題的原因,有設(shè)計(jì)不合理,日常管理不到位,自然條件變化等。通過對(duì)許多工程設(shè)計(jì)的總結(jié),我們認(rèn)為,市政道路排水工程設(shè)計(jì)能否更好地避免這些問題的發(fā)生,做到經(jīng)濟(jì)合理,運(yùn)行安全,受市政給排水工程規(guī)劃的影響較大。2原水徑流市政給排水是指城市生活污水,工業(yè)廢水,大氣降水(含雨,雪水)徑流和其他棄水的收集,輸送,凈化,利用和排放。市政道路排水工程設(shè)計(jì)主要指建設(shè)在市政道路上用于收集,輸送和排放城市雨水,污水的市政給排水設(shè)施(排水管網(wǎng)及其附屬構(gòu)筑物)的設(shè)計(jì)。3市政排水系統(tǒng)的規(guī)劃規(guī)范GB50318-2000《市政給排水工程規(guī)劃規(guī)范》市政給排水工程規(guī)劃是市政道路排水工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。市政給排水工程規(guī)劃的主要內(nèi)容有:劃定市政給排水范圍,預(yù)測(cè)市政給排水量,確定排水體制,進(jìn)行排水系統(tǒng)布局;原則確定處理后污水污泥出路和處理程度;確定排水樞紐工程的位置,建設(shè)規(guī)模和用地。市政給排水工程規(guī)劃一般分為城市總體規(guī)劃中的排水專項(xiàng)規(guī)劃,某一規(guī)劃區(qū)(如工業(yè)園區(qū))的總體規(guī)劃中的排水專項(xiàng)規(guī)劃和某一規(guī)劃區(qū)(如工業(yè)園區(qū))的控制性詳細(xì)規(guī)劃。市政給排水工程設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程,排水工程規(guī)劃的目的之一,是通過規(guī)劃在排水收集,輸送,凈化,利用和排放幾個(gè)環(huán)節(jié)上的統(tǒng)一協(xié)調(diào),使各環(huán)節(jié)的排水設(shè)施建設(shè)工程規(guī)模適宜,投資合理,運(yùn)行中合理利用能源和資源。因此,市政給排水工程設(shè)計(jì)必須首先依據(jù)當(dāng)?shù)氐倪m用的各階段排水工程規(guī)劃。4市政給排水規(guī)劃存在幾個(gè)問題4.1采用地面高程和排水方案工程實(shí)例:某沿海城市濱江路道路工程設(shè)計(jì),該道路位于規(guī)劃新區(qū)內(nèi),新區(qū)規(guī)劃面積10m2是該市新的行政文化教育中心,規(guī)劃新區(qū)內(nèi)主體河流內(nèi)江由北往南流入大海,該市海岸潮汐屬于不正規(guī)日潮為主的混合潮型,最高潮位3.75m(標(biāo)高采用黃?；鶞?zhǔn),以下同),多年最高潮位平均值為3.55m低潮位平均值為-2.30m,20年一遇高潮位3.63m,50年一遇高潮位3.82m,規(guī)劃新區(qū)內(nèi)水面平均高程0.91m。規(guī)劃新區(qū)整個(gè)場(chǎng)地北高南低,兩側(cè)高,中間低地形起伏較小,高程小于11m的區(qū)域占84%,小于5m的區(qū)域占54.4%,規(guī)劃新區(qū)防潮保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇的實(shí)測(cè)潮高3.9m整個(gè)場(chǎng)地最低控制標(biāo)高4.2m規(guī)劃的道路最大縱坡≯3.5%,最小縱坡≮0.3%。按上述的規(guī)劃,濱江路的道路設(shè)計(jì)為:路線L為1.7km,全線最大縱坡0.581%最小縱坡0.300%,道路中心線設(shè)計(jì)路面高程4.2m~6.1m。相應(yīng)其道路兩用地高程為4.5m~6.4m。4.1.1城市用地豎向規(guī)劃,高程無法保證,排水工程設(shè)計(jì)不符合防洪要求按規(guī)劃新區(qū)的雨水規(guī)劃,在規(guī)劃區(qū)內(nèi)沒有設(shè)置雨水排撈泵站,所有道路或小區(qū)排水均按重力流的方式排放。采用重力流直接向河流排放的雨水管,只有其設(shè)計(jì)雨水管內(nèi)底高程高于內(nèi)江的某一潮位高程時(shí),才能保證暴雨期且內(nèi)江漲潮至此潮位高程時(shí)的排水暢通,按防洪規(guī)劃,排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)確保在內(nèi)江50年一遇的實(shí)測(cè)潮高3.9m時(shí)的排水安全。本工程設(shè)計(jì)雨水按就近排放的原則,工程設(shè)計(jì)范圍的雨水管分3段(相應(yīng)分3個(gè)雨水排出口),各段的管道長(zhǎng)度分別為480m,340m,980m,3個(gè)設(shè)計(jì)管段的最不利點(diǎn)雨水口的地面標(biāo)高分別為4.05m,4.07m,4.05m,由于與內(nèi)江潮位相比道路設(shè)計(jì)路面高程相對(duì)較低,使各設(shè)計(jì)管段的最不利點(diǎn)雨水口的地面標(biāo)高與50年一遇的實(shí)測(cè)潮高3.9m的高差(壓力差)約為0.15m,與多年平均高潮位3,55m的高差(壓力差)約為0.5m,如果要保證最不利點(diǎn)在50年一遇的實(shí)測(cè)潮高或多年平均高潮位,設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為2年的情況下排水暢通不造成積水,設(shè)計(jì)雨水管無論采用壓力流或重力流設(shè)計(jì)均不可能達(dá)到要求?？梢?由于規(guī)劃區(qū)用地豎向規(guī)劃的地面高程太低,導(dǎo)致了排水工程設(shè)計(jì)無法滿足防洪規(guī)劃要求,而防洪規(guī)劃中也沒有提出對(duì)排水工程設(shè)計(jì)可降低防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。4.1.2城市用地豎向規(guī)劃存在問題的原因分析城市用地與道路,交通,地面排水,防洪以及項(xiàng)目建設(shè)的近期和遠(yuǎn)期的結(jié)合。局部與整體的協(xié)調(diào)等矛盾,只有通過用地合理的豎向規(guī)劃來解決。在規(guī)劃新區(qū)內(nèi)類似本工程的排水狀況尚存在,我們認(rèn)為其原因是,在規(guī)劃新區(qū)的規(guī)劃過程中,沒有做好排水工程規(guī)劃與城市用地豎向規(guī)劃。防洪規(guī)劃的協(xié)調(diào),或者是僅考慮提高用地高程會(huì)增加土方工程的造價(jià),而沒有考慮所在地區(qū)的重要性及排水不暢的后果,因?yàn)樵撌杏炅砍渑?降雨集中,多臺(tái)風(fēng),臺(tái)風(fēng)帶來的暴雨強(qiáng)度大,對(duì)雨水排放不利。此外,應(yīng)對(duì)土方工程與排水工程的投資進(jìn)行比較。4.1.3采用重力流和短管壓力流兩種方式進(jìn)行排水工程設(shè)計(jì)對(duì)城市用地豎向規(guī)劃高程太低的存在問題,在設(shè)計(jì)評(píng)審中有關(guān)規(guī)劃部門答復(fù)不預(yù)調(diào)整,為了使排水工程設(shè)計(jì)在受條件限制的情況下盡可能合理,結(jié)合本工程特點(diǎn),我們雨水設(shè)計(jì)中對(duì)各管段的水力計(jì)算處理為:管段起點(diǎn)至最不利點(diǎn)按重力流設(shè)計(jì),最不利點(diǎn)至出水口在設(shè)定相對(duì)合理的安全潮位下按短管壓力流設(shè)計(jì)。安全潮位是指當(dāng)內(nèi)江潮位不高于此高程時(shí),設(shè)計(jì)雨水管段能在滿流的情況下以壓力流的形式排水,并可保證排水暢通。計(jì)算結(jié)果:第1段管道總長(zhǎng)L為480m,最不利段管道L為120m,安全潮位3.05m;第2段管道總長(zhǎng)L為340m,最不利段管道L為260m安全潮位2.65m;第3段管道總長(zhǎng)L為980m,最不利段管道L為640m,安全潮位2.65m。這樣的處理方式雖然達(dá)不到規(guī)劃新區(qū)50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求,但與每一設(shè)計(jì)管段全部按重力流排放形式設(shè)計(jì)的雨水管相比,安全性得到了提高,當(dāng)然在同樣的設(shè)計(jì)坡度下,由于加大了管徑,也就增加了工程造價(jià)(本排水工程造價(jià)增加了13%),當(dāng)出內(nèi)江潮位高于設(shè)定的安全潮位同時(shí)下暴雨(暴雨重現(xiàn)期為2年)時(shí),最不利附近區(qū)域會(huì)出現(xiàn)排水不暢的情況,要解決這一問題,應(yīng)在規(guī)劃新區(qū)內(nèi)適宜的位置設(shè)置排澇雨水泵站。4.2城南區(qū)污水管網(wǎng)豎向高程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀工程實(shí)例:某市新的城市開發(fā)區(qū)城南區(qū),規(guī)劃面積約13km2規(guī)劃污水排放量44300m3%/d在規(guī)劃區(qū)內(nèi)污水主干管末端設(shè)置了一座規(guī)模40000m3%/d的污水提升泵站,即規(guī)劃區(qū)內(nèi)的大部分污水需經(jīng)泵站提升后才能排至污水處理廠。當(dāng)?shù)卣疄榱思涌煨鲁菂^(qū)的開發(fā),在進(jìn)行城南區(qū)內(nèi)最主要的南北走向的主干道施工時(shí),同時(shí)開展了十多條與主干道交叉的東西走向的道路設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中,幾個(gè)項(xiàng)目從不同的程度上發(fā)現(xiàn)了城南區(qū)規(guī)劃污水提升泵站位置設(shè)置的不合理性而引起污水管網(wǎng)豎向高程規(guī)劃不合理,本文以其中一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。本工程為城南區(qū)的一條東西走向的城市次干道,紅線b為28m,路線L為1.9km,設(shè)計(jì)路面標(biāo)高為124.516~127.372m,設(shè)計(jì)污水管單側(cè)布置,按原規(guī)劃污水提升泵站在路線中部的西北角,泵站所在位置地面標(biāo)高129~132.5m,由于有其他道路的污水管接入,污水提升泵站進(jìn)水管的管底高程為112.11m。4.2.1暗渠暗渠施工按原污水提升泵站設(shè)置的位置進(jìn)行本工程設(shè)計(jì)污水管道埋深11m~15m,的長(zhǎng)度約為路線長(zhǎng)的50%,且排水坡度與道路坡度相反,出現(xiàn)了如下不利于工程建設(shè)的問題:(1)按國(guó)家鋼筋砼管的使用標(biāo)準(zhǔn),一般Ⅲ級(jí)管可達(dá)到最大覆土為9m,塑料排水管超過8m覆土后也不能選用,因此,需采用暗渠形式排水,與采用管道相比,由于埋深太大,暗渠施工周期長(zhǎng),增加了施工的不安全因素。(2)工程造價(jià)較高:根據(jù)本工程的地質(zhì)報(bào)告,此路段上除局部為d約1m的殘積土外,從高程100m~130m的范圍均為灰?guī)r,管渠埋深太大,造開挖回填土石方量大。(3)泵站原選址位置現(xiàn)狀地面標(biāo)高129m~132.5m則泵站的進(jìn)水池開挖d為17m~20m,泵站的建設(shè)投資相對(duì)較高。(4)管渠埋深太大,不僅施工及其困難,今后的維護(hù)將是十分困難的。4.2.2排水設(shè)計(jì)的工藝確定由于原污水提升泵站設(shè)置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,即造致了規(guī)劃區(qū)污水管網(wǎng)豎向高程的不合理,據(jù)了解,原污水提升泵站規(guī)劃位置的確定主要考慮的因素是設(shè)在某綠化區(qū)的附近,以減少對(duì)周圍居住區(qū)的污染,在排水工程設(shè)計(jì)中,對(duì)單項(xiàng)的設(shè)計(jì)通過管材,基礎(chǔ),施工方法等的合理選用以降低市政排水管網(wǎng)的投資是較有效的,確定合理的排水管設(shè)計(jì)高程也是節(jié)約投資的重要一方面,而合理的高程,需依據(jù)合理的排水規(guī)劃。從設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的不合理性來看,顯然規(guī)劃區(qū)的污水管網(wǎng)豎向高程和污水提升泵站的設(shè)置缺乏技術(shù),經(jīng)濟(jì)全面的論證,片面考慮對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響,而技術(shù),經(jīng)濟(jì)論證應(yīng)結(jié)合規(guī)劃區(qū)的地質(zhì)條件,當(dāng)?shù)氐墓懿膩碓?施工條件及今后管網(wǎng)和污水提升泵站的運(yùn)行,管理費(fèi)用等方面進(jìn)行論證。4.2.3污水提升水泵位置的確定從造價(jià),維護(hù),施工等角度綜合考慮,設(shè)計(jì)提出了調(diào)整規(guī)劃污水提升泵站的建議,調(diào)整至路線設(shè)計(jì)終點(diǎn)東南角,現(xiàn)狀地面標(biāo)高較低(約124m),靠近在建的南北走向的主干道污水管擬接入污水提升泵站的一側(cè)。后在有關(guān)規(guī)劃部門的充分論證和協(xié)調(diào)后,城南區(qū)的污水提升泵站的位置作了合理的調(diào)整,使原存在問題的幾個(gè)項(xiàng)目問題均得到解決。污水提升泵站調(diào)整后,比原規(guī)劃位置現(xiàn)狀地面標(biāo)高降低5m~8m,由于污水泵站位置的改變,相應(yīng)改變了部分設(shè)計(jì)污水管的流向,本工程原污水管道埋深為11m~15m的管段,管道埋深改為3m~6m,本工程的排水工程造價(jià)降低了29%。4.3排水工程設(shè)計(jì)部分造價(jià)的原因排水工程規(guī)劃確定的重要出水口是根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)的布置及當(dāng)?shù)厥芗{水體的條件確定的,如果隨意改變將造成不良的后果,某經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)按詳細(xì)性控制規(guī)劃的一條次干路由于用地已被學(xué)校建設(shè)使用經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)確定不按規(guī)劃建設(shè),要求設(shè)計(jì)單位按取消該次干路的做法進(jìn)行相關(guān)道路的設(shè)計(jì),而該次干路在排水工程規(guī)劃中作為附近區(qū)域的雨水排水主干道所在地,且靠近雨水受納水體,取消該次干路需調(diào)整相應(yīng)的排水工程設(shè)計(jì),造成了設(shè)計(jì)工程的排水工程部分造價(jià)增加13%。4.4未編制交通規(guī)劃在市政道路排水工程設(shè)計(jì)過程中,往往出現(xiàn)道路要求盡快建設(shè),而設(shè)計(jì)所需的排水工程規(guī)劃沒有編制或在修編中,造成了一些排水工程不能與道路工程同期設(shè)計(jì),同期施工的現(xiàn)象,從而造成道路建成后的重復(fù)開挖的浪費(fèi);有時(shí)設(shè)計(jì)完成后,或排水工程已在施工中,排水工程規(guī)劃由于各種原因需修改,同樣造成了設(shè)計(jì)的重復(fù)工作或工程改造的浪費(fèi)。5市政排水系統(tǒng)規(guī)劃的改進(jìn)建議為了在市政道路排水工程設(shè)計(jì)更好地避免目前市政給排水設(shè)施存在問題的發(fā)生,使設(shè)計(jì)做到經(jīng)濟(jì)合理,運(yùn)行安全,通過對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)例的分析,現(xiàn)對(duì)市政給排水工程規(guī)劃的編制和規(guī)劃的執(zhí)行提出一些改進(jìn)建議。(1)認(rèn)真做好規(guī)劃前期的調(diào)查研究,使規(guī)劃內(nèi)容更符合當(dāng)?shù)氐臈l件。(2)在規(guī)劃編制中應(yīng)注意與給水工程,環(huán)境保護(hù),道路交通,豎向,水系,防洪以及其他專業(yè)規(guī)劃的相協(xié)調(diào)。(3)應(yīng)重視規(guī)劃的、科學(xué)的、全面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)論證,避免片面的因素干擾。(4)應(yīng)重視市政給排水工程規(guī)劃編制的超前性和嚴(yán)肅性,需更改規(guī)劃時(shí)應(yīng)作充分論證。(5)在執(zhí)行規(guī)劃的過程,政府各級(jí)管理部門應(yīng)加強(qiáng)執(zhí)行規(guī)劃的力度,從根本上改善城市的