市政管网工程改造设计要点和相关问题解决策略

李团结

摘 要：该文基于作者多年从事市政排水管道设计的相关工作经验，以老城区市政排水管道优化设计为研究对象，首先分析了当前管网的现状及存在的问题，进而梳理了管网改造设计的要点，在此基础上，分析了改造设计中存在的问题和解决方案。

关键词：老城区 管网 改造 市政 排水

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0050-02

城市排水系统是城市基础设施的重要组成部分，在市政建设中占有十分重要的地位。它主要是由排水管网和污水处理厂组成，肩负着城市防汛排水、雨污水收集及输配水的重任。随着我国经济的高速发展和城市建设步伐的加快，城市规模不断扩大，污水量也随之增加。由于老城区的排水管网修建年代久远，部分管道已经老化残旧，已不能满足城市发展所带来的水文状况变化和管网安全性的要求，需要对老城区的市政排水管网进行系统地维护和改造，建造更多高水平、功能完善的管网，以满足现代社会生产活动的需要。该文就老城区排水管网的改造设计与实施提出了建议和看法。

1 管网现状及存在的问题

通过对某老城区现状管网的调查，可以发现目前市政排水管网存在的问题主要有以下几个方面。

（1）老城区的排水管网缺乏区域整体性规划。管线位置混乱的现象比较严重，设计时对管网的服务范围、人口数量、排水量等系数选择不合理，使得排水管网的排水和收集能力较差，不能满足目前排水设计的要求。（2）旧式的排水管网的规划年限较短，设计标准较低，致使修建的排水管网管径偏小，过水能力较差，加之管网埋深较浅，管网接口不严实等因素，较易造成积水渗漏和管内臭气的溢出，使得排水管网远远不能满足城市发展的需求。（3）管网陈旧，缺少维护和管理，使管道淤积严重，影响了管渠的过流能力，使得管渠的实际过水量小于设计过水量。（4）老城区存在雨污管混接的现象，由于市政管网设计布置的不合理，从而导致部分区域污水管直接接入雨水管或合流管，表现出雨污合流现象严重，排水系统混乱。（5）老城区雨水口堵塞严重，影响了路面收水能力。（6）由于旧排水管网建设资料不全，许多排水管道未按图施工甚至无图施工，给管网改造带来一定的困难。基于目前排水管網存在的问题，需要对排水管网进行改造，以完善排水管网系统，充分发挥污水处理设施的作用，提高周边水体的质量。

2 管网改造设计的原则

老城区排水管网改造是一项非常复杂的工程。由于老城区存在街道狭窄、路面交通量较大、各类管线的交叉多、施工难度大等特点，为了减少管网改造对居民日常生活的影响，在改造设计的过程中应根据城市的排水规划，结合现状地形，因地制宜，在充分调查现状管线资料的基础上，综合考虑当地的水质、水量、水文、气象条件、资金条件和现场施工条件等因素的影响，在确保水体尽可能减少污染的同时，充分利用现状管渠，实现排水系统的社会效益、经济效益和环境效益。

3 管网改造设计的要点

针对排水管网的现状，在对城市排水管网进行深入调查和综合分析的基础上，提出以下6个方面的设计要点来综合整治和完善城市污水的改造方案，见图1。

3.1 勘察并核实管网现状资料

排水管网改造涉及的管线比较多，在进行管网改造设计之前需要调查现状管网。首先可以到相关的建设管理单位索要管线施工图，充分了解管道平面位置、管径、坡度、埋深及水流走向；然后，可以到养护管理部门了解辖区内排水管线的使用状况，对旧路下的排水管道进行勘察，在论证原有构筑物可用性的条件下，充分利用原有管道及检查井等构筑物，不仅可以降低施工难度又能节省投资。

3.2 加强管网的统一规划和维护管理

排水管网的设计应结合城市长远规划的要求，做好排水管网的统一规划，同时完善现有的排水管网资料，建立城市排水管网地理信息系统，对管道错接乱接的现象进行检查，加强对管道清淤及管道破损维护等日常管理工作。

3.3 排水制度的选择

根据《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）的规定：“排水制度的（分流制或合流制）的选择，应根据城镇总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑确定同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度”。

所以，对老城区的管网改造要根据老城区的特点进行，对于街道较宽、易于施工的城区，应当一步到位地改造为分流制；对于街道比较狭窄、地下管线较多、建筑物密集、不容易改造成雨污分流体制的老城区，在实施管网改造时，近期采用截流式合流制，后期随着城区的进一步改造再逐渐进行雨污分流。对于有沟渠的区域，沿沟渠铺设污水截流管道，新建以沟渠为主干线的雨污排水系统，并结合道路新改扩建工程，按系统沿街道铺设雨水管网，并逐年不断完善，最后封堵溢流管道上的所有溢流口，把现有的合流管网直接转化为污水排放系统，从而形成完善的雨污分流制排水系统。

3.4 管网的清淤疏通和防渗修复

由于老城区的排水管道长期维护管理不到位，管道内淤积严重，在改造设计前需要对管道进行清淤疏通，清除管道和检查井内的沉积物，还要增加过小管渠的横断面，增大过水能力。同时，由于受地基沉降或其它原因的影响，使得管道接口松脱、错位、污水泄漏现象严重，需要对破坏的排水管道进行修复，在排水管道的内壁和槽底等部位重新浇筑，增加防渗能力。

3.5 管网改造施工方案的选择

目前对旧排水管网改造的施工方案主要有以下3种。

（1）开挖原位置，更换新管道。由于老城区一般路面较窄，交通量较大，道路的开挖会阻碍甚至中断交通，这就需要合理地建好施工边线，设计好导行交通方案，同时注意施工和交通安全。新建的雨污水管还要抓紧在雨期前完工，保证沟槽回填质量。（2）废弃或封堵原管道，另铺设新管道。此种改造方案可以避免对道路进行全线开挖，可以最大限度地减少施工对交通状况的影响；同时可以缩短改造管道的工期，在新管线施工的前期原有管道仍可以继续使用。（3）非开挖加固修复。此方法是在不开挖路面的情况下对两个检查井之间的管道进行整段或局部加固修复，常用的方法是喷涂法和内衬法。

3.6 排水构筑物改造

由于受城市用地规划、路幅宽度的影响，排水管道及检查井等构筑物经常被布置在车行道下。在车辆荷载的冲击下极易出现下沉、位移、破损等损坏现象，给车辆和行人的安全带来严重的威胁。所以，在改造中应注意以下几个方面。

（1）在改造设计中应该合理确定检查井等构筑物的管线位置。排水管线一般定位在其它管线里侧，为了避免汽车碾压、方便施工及维护，尽量铺设在人行道或非机动车道上，在人行道和非机动车道空间有限时，可视具体情况将管线布置在路中心绿化隔离带，也可考虑将维修可能性较小的管线布置在机动车道下。（2）推广采用新型管材。长期以来，市政排水管道采用混凝土管，由于其重量大、接口多，长时间使用后，大部分管道存在渗漏问题。（3）优先采用钢筋混凝土检查井。传统的砖砌检查井容易出现缝隙间砂浆不均匀、位移、渗漏等质量问题，而钢筋混凝土检查井整体稳定性好、强度高、闭水性理想、工艺先进，符合建设资源节约型、环保型社会的要求，建议在改造过程中优先采用。

4 管网改造设计中遇到的问题

4.1 雨水口的改进问题

雨水口的形式主要有平篦和立篦两类。平篦水流通畅，但易被杂物堵塞，影响收水能力；立篦不易被堵塞，但需要边沟保持一定水深。所以，对雨水口的布置可进行如下改进。

（1）雨水口的位置应根据地形及汇水面积，结合道路纵断设计进行布置；（2）对于低洼和易于积水地段，雨水径流量增大，为了提高收水速度，适当增加雨水口数量，最好采用线形收水井；（3）对于纵坡较大的道路，尤其是立交的引道處，应该在上游道路纵坡变化最大的地方开始布置雨水口，同时在下游段多设雨水口，形成线形收水井，增大收水井的收水能力，避免全部汇到下游或桥下造成积水。

4.2 管线高程冲突的问题

在管网改造的后续施工过程中，由于地下管线探测资料不完善，设计人员未认真核查现状管线资料等原因，使得经常出现新建管线和现状管线高程冲突的问题。在进行高程调整时需要遵循一定的原则，即：有压管让重力管，小管径管让大管径管，支管让干管。交叉点的处理需要综合考虑设计合理性、工程造价、施工工艺等各方面因素。目前有3种处理方法：（1）降低污水支线的高程，如交叉点位于整条污水管线的上游，降低高程，则整条污水管线的高程都要随之降低，工程造价会大大增加；（2）污水支线在这一点做倒虹处理，虽然水力条件不是很好，但是工程造价会节省很多；（3）对于有一些交叉点，管道可以通过，但是不能满足垂直净距的要求，在这种情况下可以通过采用局部混凝土满包、增加套管、局部更换高强度管材等措施来保证管线的安全。

4.3 新建管线与现状管线的衔接问题

由于在设计过程中没有对现场管线情况做详细的调查、研究和分析，使得在城区改造的施工过程中，道路的修建往往对道路两侧的市政管线系统造成了隔断，或者由于道路两侧原有的现状管渠系统本身不完善，发现现状管渠与新建市政管线缺乏衔接的问题。这就需要对保留的现状管道或者排水下游出口处进行清淤处理，对管线进行修复改造或对管道附属构筑物进行加高加固处理。

4.4 现状构筑物对新建管线施工影响的问题

在新建市政管线设计时应考虑与现状建筑物、构筑物保留适当的安全距离，否则会影响到现状建筑物、构筑物的安全，使施工无法实施。当管距现状建筑物、构筑物较近或铺设在交通量较大的道路下时，若埋深较大，地下水位较高时，要求在施工过程中采取地下水排除、沟槽支撑、禁止大型车辆通行等安全措施；当管道出现穿越铁路、公路或其它管线设施时。

5 结语

市政给排水管道建设是城市基础设施建设的重要组成部分，随着城市建设的发展，在改造规划设计时应该根据管网现状、城区规划和地质地形等制定合理的排水体制和设计参数，因地制宜采取不同的设计标准，充分利用现状地形，选择合适的管材，制定合适的设计方案，在减少工程投资的同时，保证工程质量。同时，对管道进行定期的维护检查，改善输水能力，延长管道使用寿命，确保管网运行稳定。

参考文献

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