三门峡城美市政工程有限公司 河南省三门峡市灵宝市 472500
摘要：随着生活水平的提高，人们对环境的要求越来越高，城市污水管网工作的投入资金在整个市政环境工程建设资金投入中的比例较大。城市污水管网不仅要对居民生活污水和工业污水进行收集，还要对雨水进行收集，是重要的民生基础工程之一。城市污水管网工程质量直接决定了城市的发展状况，对城市的生态环境和投资环境也有着巨大的影响，因此相关部门必须做好城市污水管网的优化设计工作。基于此，本文对市政道路污水管网的优化改造设计进行分析。
关键词：市政道路；污水管网；优化改造设计
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市政污水管网现状概述
我国很多市政道路路段都设有污水管道。但因为历史比较久远或者是道路规划有一定的调整因素，存在市政道路路段埋设的污水管道上下游污水无法衔接的问题。一般常用的将埋设好的污水管道临时接入雨水的操作，由于污水管道埋深较深，污水出口高，造成污水管道出现严重淤积的问题。传统的污水管道管理不甚健全，管网年久失修，出现堵塞破损情况比较严重，造成局部地段生活排水不畅或者是发生污水溢出的问题，影响人们的日常生活，对于附近住户的居住环境有一定的破坏和影响。因此，对我国的市政道路污水管网中存在的问题进行针对性的解决具有很大的必要性，只有对污水管网进行优化设计，才能满足现今城市与社会的发展需求。
2市政污水管网优化改造设计的重要性
当前，计算机网络系统被广泛运用于各行业中，并在各行业的运营与发展过程中发挥了巨大的作用。在市政道路污水管网的优化设计中，计算机的应用不仅提高了设计人员对市政道路污水管道进行设计时的工作效率，而且确保了设计数据的精确性，因此，计算机污水管道系统能够保证市政道路污水管网的优化改造质量，为其提供基本的数据支持，是保证实现污水管网优化改造设计目标的重要组成部分。在进行市政污水管网优化改造设计过程中，需要高效的应用结合各种理论与技术，保证污水管网改造设计的效率和质量，从而在一定程度上节省污水管网改造设计的成本。随着系统规模的不断扩大，改造设计的复杂程度也越来越高，这使得优化改造设计能够有效降低工程造价、避免资源浪费这一重要性越来越明显。在对市政道路污水管网进行优化改造设计时，还需要遵循科学合理的原则，从而充分实现其经济效益、社会效益与使用效益。
3市政道路污水管网的优化改造设计内容
3.1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、地面坡度参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。
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3.2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市政污水管网设计要点
4.1流速设计
在进行污水管道改造设计时，其管道实际深浅埋的界定在一定程度上影响着工程造价、施工以及工期，埋深越大，不仅投入的资金会越多，施工的难度也会不断增加，因此，必然会导致工程工期的延长。
一般来说，当污水流速减小时，管径的半径才会增大，也就是说，只有减小污水流速，才能实现坡度和埋深的减小。但是在实际工作中，目前并没有具体的关于坡度大小的规定，只规定了最小管径的管底坡度，所以，不能将坡度作为决策变量。但在对流速进行设计时，需要通过明确的条件对其进行约束，从而选择尽可能小的流速设计方案，为整个市政道路污水管网优化改造设计提供基础。
4.2充满度设计
在对污水管网进行改造设计时，应尽量选择小的管径，从而最大限度的降低工程造价。但在实际工作中，管径方面没有明确的约束条件，而对充满度有严格的制约规定，由此可知，一般是无法选择最优管径的。同时，如果充分掌握了市政道路污水管网的流量和流速，就能够选择接近最大充满度的管径，该管径就是该条件下可以选择的最小管径。用这种方法对充满度进行选择，不仅减少了工程造价，还能在一定程度上减小管底坡度和埋深。
4.3污水管网的布置形式
污水管网一般布置成树状网，根据地形的不同，可采用两种基本布置形式：平行式和交叉。第一，平行式。污水干管与等高线平行，主干管与等高线垂直。在地势向河流方向有较大倾斜的地区，可使干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。特点：保证干管较好的水力条件，避免因干管坡度过大以至于管内流速过大，使管道受到严重冲刷或跌水井过多。适用：地形坡度大的地区。分区式：在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流至污水厂时采用。分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。高地区的污水靠重力流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。优点：能充分利用地形排水，节省电力。第二，正交式。污水干管与地形等高线垂直相交，主干管与等高线平行敷设。正交式适合应用于地形平坦略向一边倾斜的地区。污水管网因地区的地形差异大，布置的形式也应结合各区域的地形特点和排水体制进行，同时要考虑排水管渠流动的特点，即小流量支管坡度大，大流量干管坡度小。实际工程往往结合上述两种布置形式，构成丰富的具体布置形式。
4.4管材优化选择
传统的钢筋混凝土管制造方便、可塑性强，可以根据不同的抗压要求制成相应的钢筋混凝土管，得到了普遍的应用，然而随着科学技术的快速发展，污水管网的管材也有了新的发展，HDPE作为一种内壁平滑的新型材料，具有耐腐蚀、使用寿命长、方便搬运等优点，能够大大减少工程造价，并缩短工期。
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]周炯.浅谈市政道路污水管网的优化改造设计［J］.江西建材，2017（05）
[3]蒋志琳.优化市政排水管网布局与设计的建议[J].中华建设.2014(09)
[4]罗武德.浅谈市政道路排水管网工程设计[J].江苏商报?建筑界，2015（19）
论文作者:刘杨
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/9
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