厦门市市政工程设计院有限公司重庆分院400001
【摘要】本文主要是针对市政旧路排水系统改造设计的难点进行分析论述，为给排水的设计及施工提供一定的帮助。
【关键词】市政道路；排水设计；管道间距
一、近年来，随着国家基础建设的加快，高速公路、市政道路等建设也得到了极大地发展。随着人们生活水平的提高，城市内交通车辆逐年增加，以致于在车辆长年累月摩擦挤压及雨水反复冲刷的作用下，开始出现检查井周边路面下陷、开裂、井圈破裂、路缘石破损等现象，严重影响城市行车舒适性及人行安全和城市的美观。
随着社会的发展，旧路下的一些综合管线规模也开始无法满足人们的生活、生产需求，且由于城市发展、温室效应日益加剧，城市内涝现象频繁发生，因此城市的旧路改造往往也涉及到排水管网的改造。本文结合XX市XX县康复街改造提升工程设计实例对旧路排水管网改造设计进行分析。
二、康复街位于县中心地段，西起丰喜路，东至劳动路。全长 792.644 米，红线宽 18 米。道路红线宽 18 米=1.5 米人行道+15 米机非混行车道+1.5 米人行道，双向两车道。行车道横坡采用抛物线接直线形式，坡度为 2.0%，人行道横坡为直线，坡度为 2.0%。 现状道路为水泥混凝土路面，且破坏较大，无公共交通设施。现状主路面宽 7 米，沿线有部分建筑物需拆迁，沿线部分路段有燃气管道和污水砖砌方涵。
根据管线探测资料，康复街现状道路及周边居民生活排水系统均为合流制排水。康复街现状排水以道路中段的民乐园公园圆管涵为界，民乐园以东的康复街现状排水为拱形砖砌排水暗渠，通过道路沿线的雨水支管和雨水口收集周边居民雨污水以及道路雨水，最终排入民乐园东侧人行道下污水主管；民乐园以西的康复街现状排水为合流明渠形式，向西未经任何处理直接排入民乐园河道内。目前该排水系统建成时间已将近有 30 年，且在日常维护中有一定的变化，已经不能较为准确的反映现状排水系统的情况，为本次排水改造设计带来了一定的难度。而且根据现场了解情况，各专业的管线都是在不同时期敷设的，管线之间的距离也无法满足《城市工程管线综合规划规范》GB50289-2016 的相关规范。因此康复街旧路改造时对道路下方现状老旧综合管线和排水管线均进行改造整治。
本次排水改造设计，雨水量计算按当地暴雨强度公式和道路设计范围内流域汇水面积计算，根据地块和道路设计的情况选用适当的暴雨重现期P和径流系数ψ；污水按两侧地块及上游转输的综合生活污水量和工业废水量进行计算。
1、雨水量计算
雨水量计算标准的暴雨强度公式采用
q=993.7(1+1.04lg P)/(t+10.3)0.65(L/s*ha)
式中：P-暴雨重现期
地面道路 P=3年
t——降雨历时（min）
降雨历时公式如下： t=t1+t2(min)
式中：t1-地面集水时间
t1=10~15min(道路)
t2—管段内雨水流行时间（min）
q-暴雨强度（L/s*ha）
（2）雨水量计算公式
Q=q*ψ*F（L/s）
其中：Q—雨水设计流量 （L/s）
q—设计暴雨强度 （L/s*ha）
ψ—综合径流系数，取ψ=0.6
F—汇水面积 （ha）
（3）管道按满流设计，最小设计流速为 0.75m/s。
2、污水量计算
（1）污水量计算标准
污水管道设计流量计算公式
Qmax=(Qd+Qm+地下渗入量)*KZ
式中:Q max—设计流量（L/s）
KZ—总变化系数，按《室外排水规范》GB50014-2006(2016 版)插值取值
Qd—综合生活污水量（L/s）
Qm—工业废水量（L/s）
（2）水力计算公式： 1
式中：V-流速（m/s）
n-管道粗糙系数
R-水力半径（m）
I-水力坡降
（3）管道按非满流设计，最小设计流速为 0.60m/s；
三、由于康复街整个的坡度是由西向东，但是在下游劳动路以东部分已经进行过整治，而且整治后的排水系统依然采用的是合流制，所以本次改造成分流制后的雨、污水管道流向要重新考虑，尽量单独排放。经片区分析，雨水可以直接排入民乐园河道中，但是污水不能直接排入河道污染环境，向东排入康复街劳动路以东的排水现状管也不够合理。经过多次现场踏勘及方案比选，最终确定雨水管设计方案为：沿康复街设置一条雨水主管，埋设于道路中心线处，最终排入民乐园现状河道内，设计管径为d800；污水管设计方案为：沿康复街在民乐园两侧各设置一条污水管，均埋设于道路南侧距中心线 5.75 m处机动车道下，终点跨越民乐园现状河道排入桥梁东侧现状污水管，设计管径为d600。根据业主方要求本次改造雨、污水管材均采用国标二级钢筋混凝土管，雨水采用钢丝网水泥砂浆抹带接口、混凝土基础；污水采用橡胶圈承插柔性接口、砂石基础，穿越河道段污水管采用架空箱涵方式穿越河道，箱涵上两侧设置人行栏杆，同时可作为民乐园内跨河人行通道。其中在民乐园以东部分，雨、污水管均逆向道路坡向向西分别排入民乐园河道和民乐园污水主管，因此还有充分考虑管线的埋深及现状开挖可实施性问题。
由于康复街位于XX县繁华地区，周边有居民小区、小学、医院等，生活污水较多，施工时要考虑临时污水排放防止污染环境；且雨水主管位于道路中间，要考虑雨水连接管的埋深，防止覆土太浅影响雨水连接管的安全性。本次排水改造设计时要与其他相关专业的人员相互沟通，充分考虑雨污水管线与其他管线之间的最佳安全距离，尽量满足《城市工程管线综合规划规范》GB50289-2016 的相关要求，在局部路段条件受限时，需做好安全保护措施。
四、由于现状管线纵多，周边均为建成区，因此施工前，应复核现状排水管道及其各市政管线的相对位置及高程关系，与设计图纸出入较大时应及时与设计单位联系。施工前施工单位应对现场情况进行仔细调查，工程沿线特别是与现状道路相交处应开挖样洞，确定现状市政管线位置，并召集相关管线产权单位商议协商有关管线搬迁及安全处理问题，以免产生断损事故；施工期间应做好施工组织方案，对各种可能出现的情况要做好应对预案，在确保安全的前提下方可施工。同时，还应对管道沿线现状在用或建成的其它市政管线进行检测和保护。
综上所述，在道路设计及旧路改造中排水系统设计的是否合理影响着整个项目的质量。要做到排水设计的合理就需要求本项目的给排水设计人员对旧路的原各专业管线有详细的了解，对现场实际情况进行详细的摸排调查，并且尽可能的结合现状道路交通转换。排水支管的高程设计与周边的用户密切相关，排水管径的确定也是重中之重，管径太大充满度太小，则会造成经济资源的浪费，管径太小，尤其是雨水管径，则会造成城市内涝。因此排水量及规模的计算要兼顾远期和近期，还要综合考虑其他专业管线、周边建筑及树木之间的距离，以免施工开挖对现状造成过大影响。
四、结语
穿河管线是市政给水排水管线设计中的一大难点，其困难之处在于管线的过河方式涉及与城市景观、桥梁设计、河（航）道管理部门以及管线管理单位等多方的沟通协调，设计方案需在确保工程总体安全和满足管线日常维护要求的前提下，做到不影响城市景观，不影响河道航运或河道疏竣，并尽量节省工程投资[5]。
要做好市政给水排水穿河管线的设计工作，一方面需要加强设计人员自身的知识积累，熟练掌握规范及相关规定的具体要求，并正确运用；另一方面需要设计人员在熟悉自己专业知识的基础上，增加对其他专业知识的了解，例如水利、桥梁等。只有做好这两方面的工作，完成的穿河管线设计才能够为后续施工提供可行的指导依据。
【参考文献】
[1]孙庆磊. 穿河管线防洪评价报告编制方法 [J]. 水利规划与设计，2011（2）：57-60.
[2]李勇，吴潇潇. 城市管线过河方案设计探讨 [J]. 交通标准化 ，2010（6）：173-176.
[3]上海市政工程设计研究院. GB 50014-2014 室外排水设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2014．
[4]刘星 ，谢彦波. 某 供水工程原水输水管道穿越河道的设计探讨[J]. 西南给排水，2013（3）：59-62.
[5]陈秀成 ，曹晶. 城 市管线综合设计中的节点工程设计及相关问题探讨[J]. 给水排水，2008（7）：120-123.
论文作者:吕文秀
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/21
标签：管线论文; 污水论文; 现状论文; 雨水论文; 民乐论文; 道路论文; 河道论文; 《科学与技术》2019年第03期论文;