黄石市城市规划设计研究院 湖北 黄石 435000
摘要：近年来，旧路改造项目受到了政府的广泛关注与重视，在此情况下，各地区纷纷加大了对市政道路的改造力度，并积极推进了地下管网的优化改造建设，从而全面促进城市与社会的快速发展。本文对市政污水管网的现状与其重要性进行了一定的分析，并在此基础上，详细论述了污水管网优化改造设计的内容及要点，以供参考。
关键词：市政道路；污水管网；优化；设计要点
前言：市政道路污水管网是城市中的重要基础设施，是解决人们日常生产生活污水的主要途径。近年来，随着城市化进程的不断加快，传统的市政道路污水管网已经无法满足实际需求，必须对其进行改造。在实际的污水管网改造中，往往会涉及多方面的因素，需做好相应的设计优化。
1.管线现状调查
常言道:“知己知彼，百战不殆。”想要优化改造市政污水管网的设计状况，则必然需要了解市政污水管网的现行状况。也只有充分掌握了市政污水管网的特点属性，才能针对性、选择性、切实性的构建出优化设计蓝图。现行市政污水管网的状况如何? 不言而喻，市政污水管网埋设于地下，大多密集于建筑物周围及道路两侧。然而，市政地下埋设的管线，并非局限于污水管道一样，还包含给水管线、雨水管线、弱电管线、燃气管线等等。为了给后期污水管网设计，提供足够的数据支撑，技术人员需要提前收集、整理、归纳出相关资料。可通过以下途径获取资料:
其一，竣工图纸。可到相关部门找寻管线网络的竣工图纸。有了竣工图纸，就可以全面、清晰的了解到管线的埋设深度、平面位置、管径大小、水流及出口、弱电管线孔数等等。
其二，改造资料。许多市政污水管网年代较为久远，因而不易找寻到相关的图纸资料。此时，可到养护部门，找寻相关的“项目改造”资料。这类资料内容丰富，包括污水管网的使用年限、出水方向，以及与周围小区的衔接情况等等。
其三，“明察暗访”。这里的“明察”，指的是组织相关技术人员，实地探测地下污水管网的埋设状况、深度、位置、方向、出口等状况。“暗访”，指的是工作人员多与管网周围的小区居民交流，从而获取到当地的雨水排向、污水出口等情况。
2.污水管网存在的问题
结合现场调查、测量结果及地下管线探测结果表明，目前污水管网存在的问题主要表现在以下几方面:
1)项目大部分路段没有埋设污水管道。
2)由于历史的原因，规划调整的原因，部分路段埋设的污水管道上下游污水无法衔接。
3)已埋设的污水管道临时接入雨水井，由于污水管道埋深较深，污水出口高程提高接入雨水井，致使污水管道淤积严重。
4)较早建设的排水管缺乏有效的管理，管网年久失修，堵塞、破损情况较为普遍，造成局部地段生活排水不畅和汇合污水满溢问题，也造成了部分居民日常生活的不便和居住环境的破坏。针对目前污水管网中存在的问题，对污水管网进行改造，完善污水管网系统，势在必行。
3.设计内容
从市政污水管网的优化设计内容来说，其设计内容可分为:管线平面优化设计、管道参数优化设计两大方面。
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首先，管线平面优化设计。管线平面优化设计，是近些年来出现的排水技术理念。管线平面优化设计，一言以蔽之，即是采用“三种权值”的方式。在保障工程质量的前提之下，降低投入成本，实现资源的优化配置。市政污水管网工程建设，要计算出各个管道的管道长度、地面坡度倒数和满足工程质量的最小覆盖土条件。为此，可设置出最小坡度的状况时，对应出多少挖方量;最短路线生成时，对应的管线平面布置方案。在这个基础上，再来计算管径大小、埋设深度以及提升泵站方面的设计问题。最终，通过图纸的计算结果分析，选取资源浪费最小的设计方案。
其次，管道参数优化设计。简单的说，管道参数的优化设计，即是在已然确定的污水管网系统中，对管道的坡度、埋深、管径等方面进行参数计算。对参数的优化设计，是促进参数最优，提升系统设计质量的重要过程。在具体工作中，有直接优化法、间接优化法两种参数优化的组合选择。直接优化法，只需要记录性能指标的变化，然后在比较参数的变化情况即可。直接优化法原理虽然简单，但其中涉及的计算量非常庞杂。倘若工作人员出现计算差错，则可能导致整个系统受到严重的影响。间接优化法，建立在数学模型的基础之上，与客观实际联系紧密，故而可从内部进行优化改造。
4.设计要点
4.1管材选用
长久以来，我国绝大多数城市使用的污水管网管道，均是钢筋混凝土管。钢筋混凝土管，生产成本较低，而强度高、可塑性强，因而被广泛的使用。近些年来，随着社会经济的发展，科学技术日新月异，市场上出现了种类繁多的污水管材管道，其中最为突出的是 HDPE 缠绕管和玻璃纤维增强塑料夹砂管。俗话说:“工欲善其事，必先利其器。”相同的施工技术、施工环境下，使用 HDPE 缠绕管，或者是玻璃纤维增强塑料夹砂管，在水流沿程阻力、内外压力、抗腐蚀性、接口密封性等方面，都具有明显的优势。比如说，某些地段的地下水位很高，而其地质情况差异较大。当污水管道埋设于这类环境时，由于受到淤泥层、黏土层的影响，管道易出现不均匀的下沉，从而导致形变。因此，选用 HDPE 缠绕管等作为污水管材，在保障施工质量及施工效率的情况下，更加可靠、安全。
4.2流速设计
市政污水管网的优化设计，要重点考量污水的流速设计问题。不言而喻，同样的管材，其埋设的程度越深，所花费的成本越大，而其工期也必然受到影响。管道埋设越深，施工的难度会不断扩大，同时伴随出现诸多难以预测的风险或突发状况。市政污水管网施工时，其施工环境往往是人群密度较大的建筑物周围，或者是道路旁的人行道。延长工期不仅妨碍了城市的正常运转，涉及到的弱电管线、给水管道等，均会对市民的出行及生活带来不便。为此，在工程质量保障的原则下，要不断优化设计方案，降低污水的流速，实现埋深及坡度的减小。事实上，城市的地形大相径庭，而其周围的土质条件、施工条件也不一而足。为此，污水管网的设计方案，应尽可能的契合实际状况。设计过程中，不能以坡度作为决策变量，要通过其他可行、明确的条件，限制或者约束坡度变量。
4.3管网布置
市政污水管网的布置形式，要严格遵循施工现场的客观情况。我国幅员辽阔，从宏观上分析，东部沿海地区，大多是平原及丘陵地形。也即是说，东部地区城市，市内地形较为平坦，坡度起伏程度小。反之，位于我国中、西部的城市，大多数位于山地或者高原地区，市内地形起伏大。现行市政污水管网的布置形式，以地形为主要依据，可分为适用于平坦地区的“交叉式管网布置形式”和适用于地形不平的“平行式管网布置形式”。交叉式管网布置形式，在管道埋设时，要确保污水主干管与等高线平行，而污水干管则与等高线垂直相交。同理，平行式管网布置形式，要保证污水主干管与等高线垂直，而污水干管则需与等高线平行。事实上，城市内地形多变不一，两种管网的布置形式，也并非一成不变。在具体的施工过程中，会出现多采用某种管网的布置形式，但综合运用、结合运用的情况也十分普遍。
结束语：
总而言之，市政道路污水管道的改造是一项较为复杂、繁琐的工作，需要依据地下管线的实际情况以及污水的具体走向来进行。同时，还要对污水管道改造设计过程中涉及的各项因素进行综合考虑，从而选出最优的改造设计方案，提高市政道路污水管道工程建设的经济性和安全性。
参考文献：
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[2]徐 瑛，蒋岚岚，佘步存，等.浅谈轨道交通建设对市政污水管网系统的影响及优化措施[J].城市道桥与防洪，2013（06）：129-132.
论文作者:邱辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：污水论文; 管网论文; 管线论文; 管道论文; 市政论文; 优化设计论文; 坡度论文; 《防护工程》2017年第21期论文;