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摘要：对平原地区与山地地区地形特点进行了分析，从排水管道的设计流速、管道坡度、管材选择等方面，提出了不同地形条件下，排水管道设计应注意的一些问题及解决方案。
关键词：平原排水；山地排水；设计流速；管道坡度
前言
在排水管道设计过程中，主要遇到的地形有两种：平原地区、山地地区。平原地面平坦，起伏较小，而山地则不同，地形复杂，高低起伏变化较大，有些地方比较平坦，而有些地方比较陡峭，局部甚至高程相差几十米。因此，在排水管道设计时，要根据地形特点，选用恰当的标准。
一、管道流速
为了防止管道中产生淤积或者造成冲刷破坏，设计流速不宜过小或过大。最小设计流速是保证管道内不致产生淤积的流速，最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。
《室外排水设计规范》（GB-50014-2006）对排水管道的最小设计流速规定如下：①污水管道在设计充满度下为0.6m/s。②雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s。③明渠为0.4m/s。最大流速规定如下：①金属管道为10.0m/s。②非金属管道为5.0m/s。
关于最大设计流速，南宁市某排水系统，采用钢筋混凝土管，管道为1800mm，最高流速7.2m/s，投入运行后无破损，管道和接口无渗水，管内基本无淤泥，使用效果良好。南美厄瓜多尔洛哈市，排水管道采用PVC材质，管道最大设计流速达到9m/s。
结合以往工程设计经验建议：平原地区，采用最小流速设计，山地地区按规范最大流速设计。
二、管道坡度
平原地区，地形较为平坦，管道埋深随管道长度的增加而递增，因此，平原地区应在保证管道最小流速的前提下，将管道设计坡度尽可能降低，从而使整个管道系统的埋深都能降低，节省工程投资。而对于山地地区，一般道路坡度都比较大，可充分利用大纵坡带来的坡度进行重力流排水，所以排水管道的铺设坡度一般尽量跟道路坡度接近。
因此，排水管道坡度选取时，宜按以下原则：
（1）平原地区，以管道最小流速为控制参数，取相应流速下最小坡度。
（2）山地地区，以管道最大流速为控制参数，取相应流速下最大坡度，若该坡度超过道路坡度，则与道路坡度统一。
不同流速下排水管道设计坡度表
注：该表是按管道满流计算的，对于非满流管道，需另行考虑。
三、管材选择
通过对已建工程跟踪调研发现，目前市政排水管道管材在使用中损坏的原因主要有以下几个：①施工原因，如地基处理不满足规范要求，造成不均匀沉降、接口漏水等。②环境原因，工业废水腐蚀，硫化氢气体腐蚀等。③荷载原因，在管道覆土不足情况下，遇到超载车辆，管道产生破坏性变形；管道埋深过大，环刚度过低，管道在巨大的土压力下产生变形。
因此，在给排水管道选材设计过程中，应综合考虑以下几方面：
（1）性能可靠性原则：根据工程地质资料、管道埋深等设计条件，确保所选择的管材在特定的压力和温度下具有足够的机械强度，同时，需要具备良好的抗腐蚀作用。
（2）施工便捷性：不同管材，施工便捷程度不一样。要综合考虑管道接口、管道基础、管道安装、回填压实等方面的，既有保证施工便捷，又要保证安全可靠。
（3）经济实用性原则。在质量和安全满足的前提下，需要考虑到管材的成本，选择价格低廉的管材以便降低工程成本。同时，不能将一次性投资当成是管材经济性的唯一选择标准，需要综合考虑到管材的使用寿命和安装成本等内容。
常用排水管材主要经济技术性能比较
结合以往工程设计经验，建议d≤800mm的排水管道采用HDPE双壁波纹管，管径d>800mm采用钢筋混凝管。
四、排水构筑物
1、雨水口
工程实践表明：道路纵坡越大，水的流速越大，水越容易超越雨水口。根据《室外排水设计规范》（GB-50014-2006），雨水口间距宜为25m~50m，当道路纵坡大于0.02时，雨水口的间距可大于50m。
通过对重庆等山地地区现状排水管道调研，发现道路积水的主要原因有以下几点：
（1）上游路段雨水口间距很大（50m以上）。
（2）低洼处雨水口数量较少
（3）雨水口发生堵塞。
因此，对于道路坡度较大时，设计人员应合理控制雨水口间距，建议控制在20~40m，同时要加强低洼处的泄水能力，增设雨水口。
2、跌水井
根据《室外排水设计规范》（GB-50014-2006），管道跌水水头为1m~2m时，宜设跌水井；跌水水头大于2m时，应设跌水井。通过对已建项目的跟踪调研，施工单位及养管单位反馈，跌水井不论从施工便捷性及后期养护，效果都不是很理想。因此，本文建议，在处理管道跌水时，将落差在上游管道逐级消化，即：上游检查井逐级跌落1m。
3、预埋管道设置
排水管道每隔80m~120m距离，需设置预埋管道以便于后期周边地块
雨污水管道接入。在平原地区，道路高程一般与周边地块高程相差不多，雨水预埋管道距道路路面覆土一般大于1.5m即可，污水预埋管道距道路路面覆土一般大于1.8m即可。
而在山地地区，道路高程与周边地块高程关系复杂，主要存在以下两种情况：
（1）道路高程比周边地块低。当道路高程低于周边地块高程时，对地块排水是有利的，可参照平原地区覆土要求，布置预埋管道.
（2）道路高程高于周边地块。为保证地块水接入，需要增大干管的覆土，这样就会增加下游管道的埋深，造成投资增加。因此，对于这种情况，不能简单的只是增加干管埋深，而要同时考虑地块内设置提升泵站，通过投资比较后，确定合理管道埋深。
五、结论
中国幅员辽阔，地形差异较大。在进行排水管道设计时，应根据工程所在地的地形、地质自身特点，选择适宜的管材，合理确定排水管道的管径、坡度、检查井间距及预埋管道等，在满足正常排水要求的条件下，保证设计方案安全可靠、经济合理。
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[6] 陈月英：丘陵地区排水设计的几点体会，《浙江建筑》，2004年6月第3期。
论文作者:刘泽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/27
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