泗洪县市政工程公司 江苏宿迁 223900
摘要：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。为此，文章围绕市政道路污水管网的优化改造设计方面进行阐述，具有重要的现实意义。
关键词：市政道路；污水管网；优化改造设计
引言
近几年，我国社会经济不断发展，城市的规模逐渐扩大，城市生产活动所产生的污水也在逐渐增加。然而，由于部分城区的排水管网年久失修，失去了排水管道原有的职能，无法满足社会发展的需要。文章将结合实际情况对市政道路污水管网的优化改造设计进行分析，以期为今后的相关工作提供参考。
一、市政污水管网优化改造设计相关内容简析
（一）重要性
传统的污水管道在设计过程中通常是利用计算器对水管内的水力进行计算，这种计算方法会给工作人员带来较大的工作压力，增加工作量且严重浪费时间，使得污水管网的优化设计无法达到最优。随着我国近几年科学技术的不断发展，电子计算机技术逐渐被应用于社会中的各个领域，并在各个领域中充分发挥自身优势。因此，在优化改造设计污水管网的过程中应用计算机技术，在有效提高工作质量及效率的同时，还可以提升各项数据信息的准确性，为污水管道的设计提供了可靠的参考依据，从而为污水管道的优化改造奠定坚实基础。相关人员进行污水管网优化改造设计的过程中，应不断引进先进理论技术，使设计方案可以达到最优，并有效节约工程建设的成本。与此同时，我国城市规模的逐渐扩大为污水管网的优化改造设计工作带来一定的困难，因此如何使污水管道改造设计方案达到最优是现阶段相关部门需要考虑的重要问题。良好的污水管网可以为城市发展提供有力保障，相关工作人员在优化改造设计污水管网的过程中应遵循客观规律并坚持科学、合理的原则，使污水管网在今后的使用过程中可以充分地发挥其经济效益、社会效益，推动我国城市化进程。
（二）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：第一，项目大部分路段没有埋设污水管道。第二，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。第三，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。第四，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。
二、市政道路污水管网的优化改造设计主要内容
（一）管线平面优化改造设计
近几年来，随着排水技术的快速发展，出现了管线平面优化设计的设计理念。该设计是一种采用三种权值的方式来对污水管网进行优化改造设计，并在确保各个管道地面坡度倒数、管长以及各管段均满足最小覆土条件时，按照最小坡度情况下设计的挖方量，采用最短路生成树算法分别设计出此三种权值状况下的管线平面布置方案，然后再进行管径、埋深和提升泵站方面的优化改造设计，最后依据图论的分析结果，选出投资费用最小的平面布置方案，并将其作为最优的改造设计方案。现阶段，该设计方式已得到了广泛的应用。
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（二）管道参数优化改造设计
管道参数优化改造设计主要是指将已经确定的污水管网优化改造设计方案中的相关参数进行重新计算使其符合参数优化需求的一种方式。通常情况下，在确定管道流量后，可以满足设计方案中管径、埋深等参数的方案有很多，这时相关工作人员就应将其中的参数进行适当的调整以达到优化管道参数的目的，从而筛选出符合施工要求且造价低、质量高的设计方案。近几年较为常用的参数优化方式主要分为两种：第一，直接优化法。这种优化方式只需要根据性能指标的变化计算出其中的影响参数，再与其他设计方案中的参数进行比较，从中选出符合市政道路污水管网优化改造需求的设计方案，是一种较为简便的方式。第二，间接优化法。由于直接优化法在计算过程中所涉及的计算数据过于庞大，在计算过程中会经常出现疏漏现象，使得计算结果缺乏准确性及可靠性，而间接优化法是建立在数学模型的基础上，将施工现场的实际情况与数学模型紧密结合来实现对污水管网的优化改造设计，使得计算结果更加准确。
三、市政道路污水管网设计要点
（一）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。
（二）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[1]。
（三）污水管网布置形式
地形不同，污水管网布置的形式也是大不相同的。就目前来看，平行式和交叉式是两种最基本的管网布置形式。其中，平行式的管网布置形式较适用于地形起伏较大的地区，且在铺设的过程中，要确保污水干管与等高线平行，以及主干管与等高线垂直，同时，此种污水管网布置形式能够对管内的流速进行有效的控制。而交叉式的管网布置形式则适用于地形相对平坦的地区，在进行铺设时，需要保证污水干管与地形等高线垂直相交，主干管与等高线平行。在实际施工过程中，地形一般都较为复杂，所以通常需要将两种方法进行有效的结合，实现污水管网的综合布置。
结论
简而言之，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[2]。
参考文献
[1]李骏．市政管网改造设计要点探讨[J].中国高新技术企业，2017，（21）．
[2]王祥勇，王峰．城市排水管道改造设计要点与实施工艺方案[J].中国市政工程，2018（03）．
论文作者:程健
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/2
标签：污水论文; 管网论文; 管道论文; 设计方案论文; 过程中论文; 市政道路论文; 参数论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;