老城區排水管網改造設計探討
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摘 要：近年來，我國城市化進程不斷加快，大規模的城市基礎設施建設和城區改造投資力度不斷加大，城市排水管網是城市基礎設建設和改造的重要內容，作為民生工程的老城區管網改造工程被提到了新的高度。筆者通過對老城區排水管網存在的問題進行分析，提出了老城區管網改造設計思路，進而闡述了老城區管網改造設計要點，結合具體工程實例探討了老城區排水管網設計體會。
關鍵詞：老城區 排水管網 改造設計 設計思路 設計要求點
中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）03（b）-0047-02
近年來，我國城市化進程不斷加快，大規模的城市基礎設施建設和城區改造投資力度不斷加大，城市排水管網是城市基礎設建設和改造的重要內容，作為民生工程的老城區管網改造工程被提到了新的高度。筆者就近幾年參加過的老城區管網改造工程設計，探討一下老城區排水管網改造設計思路、設計要點。
1 老城區排水管網現狀及存在的問題
通過對一些老城區排水管網調查，發現老城區現狀排水管網存在的問題主要有以下幾個方面。
1.1 排水管網建設早，設計標準較低，排水能力不足
舊式排水管網設計標準較低，建設的管道管徑偏小，過水能力較低，管道接口不嚴，隨著城鎮化快速發展，排水能力遠遠不能滿足城市發展需求。
1.2 管網年久失修，破損、堵塞嚴重
長期以來由于缺少資金，對管網的管理和維護不夠，管網破損、淤積嚴重，影響管道的過水能力，管涵的實際過水能力小于設計過水能力，管涵本身設計排水不足，加之淤積、堵塞，造成排水不暢、漬水，甚至溢流等情況。
1.3 現狀排水系統不完善
老城區缺乏整體統一規劃，排水系統大多分流與合流并存?，F狀排水管道多是分階段配合城市建筑與道路建設而敷設，管網系統布局分散，排水口多。排水系統中管道存在斷頭，上游管徑大、下游管徑小或兩端管徑大中間管徑小等不合理的現象時有出現。
1.4 管道混接、錯接普遍
有些區域雖然為雨、污分流，由于是排水主干管建設滯后于小區建設，導致小區污水管道只能接入雨水管道造成混接錯接;有些區域雖然排水主干管已經建設，在小區建設中未按雨污分流接入主干管，造成管道錯接混接。
2 老城區管網改造設計思路
老城區管網改造是一項非常復雜的工程。針對現狀管網存在的問題，管網改造按以下幾個方面思路設計。
2.1 在規劃的指導下，確定區域排水體制
根據改造區域總體規劃、市政專項規劃確定改造區域的排水體制;現有合流制排水系統改造區域規劃為雨污分流體制，實施雨污分流改造;暫不具備雨污分流條件，規劃為合流體制的區域，采取截流、調蓄和處理相結合的措施實施改造。
2.2 近、遠期結合
為提高工程投資效益，避免重復建設，管網改造設計中，根據工程區域的規劃情況，管網改造既要滿足改造區域近期排水需求又要滿足遠期規劃排水需求。
2.3 主管、支管改造結合
由于老城區管網混接、錯接、反坡等情況比較普遍，在主管改造的同時，接入主管的支管、雨水口接入管、雨水口同步進行改造。將污水管道錯接至雨水管道、雨水支管、雨水口接入管錯誤接入污水管道的情況進行改造，使污水支管接入污水管主管，雨水支管接入雨水主管。
2.4 新建管道與舊管利用結合
部分老城區的排水管網進行過相應改造，管道破損程度輕微，尚具備使用功能，通過流量校核滿足排水需求的舊管道，清淤疏通后按利用舊管道設計，以節省投資。
2.5 出水排放與利用結合
污水經污水管道收集至污水處理廠處理;雨水經雨水管道收集后按規劃排放或按低影響開發理念經相應處理綜合利用。
3 管網改造設計要點
3.1 現狀管網勘測
為合理確定排水管網改造設計方案，老城區排水管網改造工程設計之前首先要全面了解改造區域現狀排水管線的平面位置、管徑、坡度、埋深等。由于老城區存各種管線多，還要了解其他管線的平面位置、埋深、結構、尺寸等相關參數。改造區域的往往是工程資料不全，需專業管線勘測單位對改造區域的管線勘察測量，為設計提供依據。
3.2 現狀排水管道排水能力校核
一方面，根據改造區域規劃和服務區域面積，核算該區域改造后的雨、污水流量，并以此來校核現狀排水管道的輸水能力，作為現狀管是否保留的依據。另一方面，對現狀分流雨、污水管道進行校核，并更換局部不能滿足要求的管道，以防改造后因流量的變化而造成溢流或淤塞。
3.3 管網改造方案
根據改造區域的總體規劃、專項規劃、修建規劃，結合管線勘測圖及現狀管道過水能力校核情況確定管網改造設計方案。
原有管道結構、過水能力、排水走向均不能滿足排水需要的，將現狀管道廢除，新建雨水、污水管道。這種方案優點在于改造比較徹底，新建管道均按現行規范標準設計，能完全解決工程區域的排水問題，但投資較高。
對現狀分流制雨、污水管道，部分管道結構、管道高程、水流方向、校核后流量均滿足使用要求的管段保留使用;不能滿足使用要求的管段或管網不完善部分按新建管道設計。該方案優點在于，與全部新建管網相比投資較省，但管線勘測不準確的話排水問題解決不徹底。 對原有合流制管道改造成分流管道時，管道的取舍是設計中必須認真對待的問題，由于舊管道接口不嚴，為防止污水滲漏造成污染，設計中污水管道不使用舊管道，新建管道。合流管道能滿足雨水排放要求，保留合流管道，將其改造為雨水管道;不滿足雨水排放要求，廢除現狀管道，新建雨水管道。為降低水體污染，合流改分流時，建議對合流制的社區同步進行分流制改造。
對規劃為合流體制的區域合流管道，在改造設計中，校核流量是否滿足現行排水標準要求，能滿足排水要求的對其進行清淤疏通后繼續使用;不能滿足排水要求的采取廢除舊管道新建管道、保留舊管道增設新管道等方式達到排水流量要求;并采取截流截流、調蓄和處理相結合的措施實施改造。
3.4 管道設計
根據工程區域內規劃污水、雨水管網系統結合現狀管網走向和平面布置，參照地形地勢，合理確定雨、污水管道位置、走向、管道坡度和埋深。
流量計算如下。
雨水管道設計流量采用推理公式計算，計算公式為：
重現期P取不小于3年，地面集水時間一般采用5～15 min。
污水管道設計流量按我國現行的國家標準《室外排水設計規范》（GB 50014-2006）（2014年版）規定計算：
污水管管設計流量包括設計綜合生活污水量和設計工業廢水量，并根據工程區域地下水情況考慮入滲地下水量;設計綜合生活污水量和設計工業廢水量均以平均日流量計。
管材：開槽施工管道采用埋地塑料管或鋼筋混凝土管，頂管施工的管道采用頂管專用鋼筋混凝土管，拖管采用PE管。
3.5 管道實施
由于老城區存在街道狹窄，路面交通量大，各種管線復雜，施工難度大，為減小對工程區域居民生活影響，根據現場施工條件，具備非開挖施工條件的盡可能采用非開挖的頂管、拖管方式施工;不具備非開挖施工條件的，在滿足設計及規范要求的前提下盡可能減少開挖面，必要時溝槽開挖采取支護措施。
4 工程實例——青山區吉林街、冶金一街、隨州街排水管網改造工程
青山區是武漢市的重工業城區和國家重要鋼鐵生產基地，吉林街、冶金一街、隨州街是青山區3條老街道，3條街道均有現狀排水管道，均為雨污分流制管道，3條街道排水管道都存在設計管徑偏小，管道破損、堵塞、斷頭、雨污混接，社區管網未接入市政管網等問題，造成排水不暢、漬水現象，給周邊居民生活帶來很大影響;根據青山區政府建設計劃，對吉林街、冶金一街、隨州街3條街道排水實施改造。根據武漢市總體規劃，青山區規劃為雨污分流制排水體制。具體改造方案如下。
吉林街現狀有一道d400mm污水管道、兩排DN400～DN600mm雨水管，管道破損、堵塞比較嚴重，雨水管道管徑太小不能滿足雨水排放需求。設計廢除現狀污水管道，新建一道DN400mm污水管道，新建一道d800～d1500雨水管道。
冶金一街工業一路至工業二路段車行道下埋設有d250mm污水管道，其余段無污水管道;部分路段有d1000mm雨水管道。現狀污水管道管徑偏小，管道破損、堵塞嚴重。設計廢除d250mm污水管道，在沒有雨水管道路段新建d1000mm雨水管道，與現狀雨水管道銜接。
隨州街現狀有一道d400～d500mm污水管道，除工業一路至工業二路段雨水管道為d300mm外，其余路段雨水管道為d800～d1000mm雨水管道。污水管道破損嚴重，設計廢除污水管道，新建一道d400～d500mm污水管道，工業一路至工業二路段d300mm雨水管道管徑太小，不滿足雨水排水需求，新建d800mm雨水管道與現狀雨水管道銜接，其他路段雨水管道滿足使用要求，對其實施清淤疏通后保留使用。
在管網改造時，除對主管道改造外還要對支管、雨水接入管、社區排水出口、雨水口改造，徹底解決管網破損、錯接、混接及過水斷面不夠的問題。
管網改造實施時，溝槽開挖時根據管道埋深、現場情況，部分路段采用了拉森鋼板樁支護措施，減小開挖面，降低對居民影響;由于3條街道為老街區，各種管線較為復雜，在管道施工時有針對性地采取了保護措施。
5 結語
市政排水管道是城市基礎設施的重要組成部分，隨著老城區改造發展，市政排水管網也在不斷改造完善。在管網改造設計中應根據城市排水規劃，結合現狀地形、地物，因地制宜，在充分調查現狀管線資料的基礎上，綜合考慮水質、水量、氣象條件、資金條件和現場施工條件等因素，合理確定設計方案。合理的改造設計不僅能解決城市排水問題，而且節省工程造價，提高投資效率。
參考文獻
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[2] GB 50014-2006（2016版），室外排水設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2016.
[3] 熊家晴.山區老城區排水管網改造的設計與實施[J].中國給水排水，2005（2）：67-70.①作者簡介：趙文軍（1976—），男，漢族，甘肅靈臺人，本科，工程師，從事市政給排水工程設計工作。
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