張 紅 李 松

沈陽市排水管理處

分析市政排水管網(wǎng)科學(xué)性優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張 紅 李 松

沈陽市排水管理處

隨著城市現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，采用傳統(tǒng)市政排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)很難滿足人們對其具體應(yīng)用的效果需求。而排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)建設(shè)又是市政工程建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，其服務(wù)質(zhì)量不高，在很大程度上阻礙了城市現(xiàn)代化快速發(fā)展的進(jìn)程?；诖?，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)在明確當(dāng)前市政排水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)過程中存在的問題基礎(chǔ)上，從實(shí)際情況出發(fā)，對管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)性優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中設(shè)計(jì)存在的問題有：缺乏系統(tǒng)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對落后以及沒有實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的細(xì)化。

市政工程；排水管網(wǎng)；設(shè)計(jì)

1 研究市政排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)是城市現(xiàn)代化的產(chǎn)物。然而，隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，生產(chǎn)建設(shè)的形式也處于不斷調(diào)整的狀態(tài)。具體而言，城市道路的不斷擴(kuò)展，舊城區(qū)的改造和新開發(fā)區(qū)的建設(shè)，需要基于原有的排水網(wǎng)絡(luò)的建立，使市政排水的普及率呈現(xiàn)逐年上升的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。然而，在實(shí)際施工過程中，由于施工工作的復(fù)雜性和影響施工質(zhì)量的因素，很難滿足城市居民的應(yīng)用需求。

2 排水管網(wǎng)現(xiàn)狀分析

第一，缺乏對系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)置。在我國，城市化的發(fā)展速度在加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強(qiáng)。但在城市建設(shè)的過程中，市政排水管網(wǎng)和原有設(shè)施在原有設(shè)施上相互存在的問題仍比較多。在相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，普遍存在著對“看得見”的設(shè)施建設(shè)，而忽視了“看不見”的設(shè)施建設(shè)問題。

第二，缺乏對建料及環(huán)境進(jìn)行充分考慮。在我國現(xiàn)階段，在管網(wǎng)系統(tǒng)原有設(shè)施應(yīng)用最多的城市是上個(gè)世紀(jì)50年代，設(shè)施建設(shè)時(shí)間較早。在新時(shí)期，設(shè)施管網(wǎng)系統(tǒng)的擴(kuò)建過程中也未能充分考慮環(huán)境因素，原有的管道材料等。管網(wǎng)系統(tǒng)的擴(kuò)展是很大的盲目性。因此，導(dǎo)致市政排水管網(wǎng)普遍漏水，水等問題，環(huán)境污染，水資源浪費(fèi)更嚴(yán)重。

第三，缺乏對相關(guān)情況的合理規(guī)劃。在我國北方部分城市雨天少，例如北方某市據(jù)統(tǒng)計(jì)城區(qū)平均歷年降雨天數(shù)為28天，平均降雨量671.5mm，最小降雨量388.1mm。雨、污水管道建設(shè)的投資比例為1：0.4～0.7。如為這樣少的雨水而將原合流管道改造，從投資與收益率相比較的角度講，投資效率并不高。

3 完善市政排水管網(wǎng)的科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 排水管網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)市政排水管網(wǎng)的科學(xué)優(yōu)化，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)以最小工程量、節(jié)能和水流量為原則，進(jìn)行實(shí)際布置。首先，在固定線路的設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)必須按照干管支線布置的基本原則，保證設(shè)計(jì)的合理性。此外，在設(shè)計(jì)中，還將排水管網(wǎng)在該區(qū)域內(nèi)的地形條件得到充分利用，從而可以降低管道的深度和工程造價(jià)，避免不必要的高程。其次，市政排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，應(yīng)分為合理管線埋深，在必要的時(shí)間內(nèi)通過管道解除泵站，避免大量的埋地管道，節(jié)約綜合成本。最后，可以選擇網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)，在假設(shè)直徑相同的情況下，以開挖施工成本為依據(jù)。這樣，我們可以有針對性的調(diào)整到一個(gè)初步的設(shè)計(jì)方案，也就是說，引進(jìn)的排水線的概念，動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法來解決這個(gè)問題。相關(guān)建設(shè)人員可把排水管網(wǎng)中所有布置點(diǎn)形成設(shè)計(jì)決策圖，在此基礎(chǔ)上選擇出來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案將更具使用性。

3.2 環(huán)剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，環(huán)剛度是一個(gè)抗外壓荷載的綜合參數(shù)，它決定了系統(tǒng)能否長期處于一個(gè)安全的狀態(tài)。因此，環(huán)剛度的設(shè)計(jì)是保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，相關(guān)的施工人員應(yīng)注意。優(yōu)化的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是環(huán)剛度的選擇。特別是，如果管材料的環(huán)剛度過大，會(huì)在很大程度上造成材料和成本的浪費(fèi)。反之，如果它太小，排水管道的材料容易變形過大或屈曲失穩(wěn)等問題，對系統(tǒng)運(yùn)行造成不同程度的破壞。此外，市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)受外壓荷載的影響更為復(fù)雜，其主要作用是地基的靜荷載和土體的實(shí)際重量。具體來說，管道材料和管道的外部壓力位于土壤中是一種常見的動(dòng)作狀態(tài)，也就是說，共同的系統(tǒng)承受外部壓力的負(fù)荷?？梢钥闯觯h(huán)剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)排水管周圍的土壤進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.3 管網(wǎng)日常巡查

市政排水管網(wǎng)的主要內(nèi)容為日常檢查：檢查是否有違法排污管道，有無堵塞，有無重負(fù)荷，有無變化，無地面沉降，水流量正常等。市政排水管網(wǎng)日常巡查應(yīng)成立工作組，由監(jiān)理和巡視員。訪問市政排水管網(wǎng)的專業(yè)知識(shí)相關(guān)專業(yè)人員，主要負(fù)責(zé)管道巡檢，做好網(wǎng)絡(luò)日常分類帳，提取主要信息并保存日志，使查詢網(wǎng)絡(luò)狀況。建立市政排水管網(wǎng)打印和電子分類帳，進(jìn)行分析和查詢，保持相關(guān)視頻資料的野外作業(yè)。工作組的主管應(yīng)定期召開監(jiān)理專員的會(huì)議，要求各監(jiān)理專員相互合作、相互溝通。巡視專員將定期輪換，因?yàn)橄嗤暮芏鄼z查時(shí)間長會(huì)成為習(xí)慣的地貌，排水管是不容易發(fā)現(xiàn)的問題，市排水管理需要注意這一點(diǎn)在實(shí)踐中。此外，主管人員應(yīng)隨時(shí)檢查、巡視，填寫檢查記錄，并指出檢驗(yàn)批次的重點(diǎn)。

3.4 引進(jìn)先進(jìn)的管道檢測技術(shù)

近年來，城市排水管道泄漏比較嚴(yán)重，不僅縮短了管道的使用壽命，而且造成了道路的倒塌。鑒于此，對排水管道的定期維護(hù)的要求，并更新檢測技術(shù)。同時(shí)，引入了新的檢測技術(shù)。傳統(tǒng)的檢測方法主要是檢測和破解管道的崩潰，不同于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，新技術(shù)可以用聲納檢測、電視檢測。該檢測方法比傳統(tǒng)的排水管道檢測技術(shù)具有更大的優(yōu)勢。近年來，有關(guān)單位在市政排水管道的維護(hù)中，采用先進(jìn)的檢測技術(shù)解決了市政管線運(yùn)行中存在的諸多問題。同時(shí)，得到了排水管道的優(yōu)化處理方法。在此基礎(chǔ)上，節(jié)省了機(jī)械維修的成本?？梢姡捎眯碌臋z測技術(shù)，提高市政排水管道維護(hù)的質(zhì)量和水平。

事實(shí)證明，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，要實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)施工效率，將城市道路環(huán)境經(jīng)濟(jì)社會(huì)服務(wù)的人作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，只有這樣，才有辦法使市政排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)發(fā)揮作用。因此，相關(guān)施工人員應(yīng)將排水管網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)、環(huán)剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)，作為實(shí)際應(yīng)用的要點(diǎn)。這是為了確保中國城市現(xiàn)代化進(jìn)程的快速、穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，企業(yè)應(yīng)該重視它。

[1]趙凱敏.城市排水管網(wǎng)可視化管理與分析[D].云南大學(xué)，2012.

[2]王婧琛.市政排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的質(zhì)量管理研究[D].華南理工大學(xué)，2015.

[3]蔣志琳.優(yōu)化市政排水管網(wǎng)布局與設(shè)計(jì)的建議[J].中華建設(shè)，2012，09：180-181.