排水管网系统改建及扩建优化设计分析探讨

曹磊

摘要：随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市（特别是老城区）现有排水管网日益不能满足城市发展的需求，因此城市现有管网改建成为许多城市建设者、设计者关注的重点。本文以某城市为例研究和分析排水管网对城市发展的重要性，并且阐述了管网系统改扩建的各项问题。

关键词：排水管网系统；改建；扩建

中图分类号：TU992文献标识码：A文章编号：1674--3024（2017）08-0241-02

引言

城市排水管网系统是城市最为基础公共设施之一，这项系统主要承担着排除城市内工商业或民用的废水、及时排除道路上的积水和引流市内的雨水等排水任务。城市排水工程科学性和合理性，将直接影响到城市的经济发展和居民的生活环境，对城市来说是至关重要的建筑设施。因此，采用科学合理的方法来设计城市排水管网是非常有必要的，工程施工过程中的各项投资和科学的管理能够起到关键性的作用。排水管网的建设是城市建设不可或缺的一部分，城市的排水管网系统负责雨水、生活污水和各类生产废水的排除，城市排水管网的建设对城市防洪排涝安全，美化城市卫生环境，提升城市形象，都具有重要的意义。

1.排水管道系统的特点、排水管网改扩建的重要性以及改扩建思想

1.1排水管道系统的特点

对于人们的日常生活来说，水是非常重要的资源，在社会发展中占着举足轻重的地位。人类在日常活动过程中所使用的水往往都会变成废水，这些废水需要被收集起来，然后进行统一的处理和排放。除此之外，城市内的降水量较大时，也应该及时的收集起来，经过处理排放掉。将城市内的各类型污水收集起来并进行相应的处理然后在排放掉，就可以被称作城市排水系统。城市排水系统主要有两种系统组成，即：管道系统和污水处理系统。管道系统的主要工作就是将收集和输送，首先对各个方向的污水进行收集，然后在通过管道将这些污水送人污水处理系统当中，污水处理系统就是处理和利用污水的单位，包含了污水处理厂内的各项处理设备和设施。对于城市内不同类型的污水采取不同的排除方式所形成的系统就叫做城市排水系统，在通常情况下一般可以将城市排水系统分为合流制和分流制两种。

城市的排水系统包括两个部分即管道收集系统和污水处理系统。管道收集系统负责将来自城市各个方向的污、废水进行收集并输送至污水处理系统；污水处理系统妥善处理收集来的污废水至达标排放或再生利用。收集、输送污水和雨水的方式为排水体制，管道收集系统一般可分为合流制和分流制两类。污水按照来源的不同，可分为生活污水、工业废水和降水三类。其中由于工厂的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水的不同，工业废水的水质差异很大，按照其污染程度的不同，可分为生产废水和生产污水两类。

1.2排水管网改扩建的重要性

根据相关调查，目前我国城市排水管网系统的设备设施具有很大的缺陷和“历史欠账”，造成城市积水、污水泛溢和不达标排放，严重威胁城市排涝和卫生、生态环境，再加上近几年来城市快速扩张，道路硬化导致路面水渗透率降低，落后的雨水排放设施导致了不少“城市看海”的现象。排水系统是国民经济的重要组成部分，对环境保护、促进工农业生产和保障人民的健康，具有巨大的现实意义和深远影响。因此，不仅需要重视新建地区的排水系统建设，已建地区的排水系统改建、扩建同样需引起城市建设者、设计者的高度重视。

我國多数城市的基础较为薄弱，城市排水管网方面有多种缺陷，根据查阅相关资料这种缺陷国内63%的城市都存在。由于历史时间等多方面的因素，我国多数城市的排水管网都存在盲点或者排水效率不佳的情况，从而导致降雨后城市积水较多，对人们的生活造成了较大的影响，因此，这种现象急需得到改善。而我国大多数城市的排水方式都是直接将污水排人自然水体当中，排水管网系统的建设显得尤为迫切。与我国飞速发展的城市经济相比，城市污水排除方式显得尤为落后，我国城市排水管网的建设陷入了较为尴尬的环境中。过去的城市排水管网系统的服务能力以不能满足目前城市污水量的需求，成为了阻碍城市居民生活和经济发展的拦路虎。为了改变这一现象，城市排水管网系统就必须进行改扩建施工。

1.3排水管网的改扩建思路

（1）加强规划引领

因地制宜，制定排水专项规划。排水专项规划是城市总体规划的一个重要组成部分，是对城镇总体规划的补充和完善。排水规划要结合城市实际，充分利用现有排水系统、地形地貌和水系特点，与城市雨水资源的利用相结合，与城市径流污染控制相结合、与城市道路建设相结合、与城市污水排放控制相结合，增加排水高效性，降低工程投资。

（2）控制雨水径流，雨水再生利用

雨水管道的改建、扩建往往受现状道路、场地空间以及现有排水设施的制约，管道管径、埋设深度难以扩大、加深，对雨水进行收集利用，可以减小雨水外排工程投资及运行费用，有效避免城市洪涝灾害，控制径流雨水对水环境的污染，防止地面沉降和海水倒灌。同时，雨水是一种宝贵的水资源，对雨水进行收集、利用可以有效缓解水资源的短缺。

（3）积极采用新技术、新材料

传统排水管道及设备由于其本身固有的一些缺点，已难以适应城市快速发展的需要，老城区的改建、扩建项目受制约因素更多，应积极应用新材料、新设备、新工艺。

2.某城市排水管网系统改扩建工程案例

2.1城市背景资料

某城市位于我国东南部，处于沿海地区，是亚热带季风气候，地势平缓，年降水量为1700毫米左右，年日照时间约为1800小时，地下水丰富，水位较高。老城区建筑年代不一，时间跨度较大，主要为上世纪80年代至今的住宅、商业等建筑，道路宽度相对较小，交通流、人流较为密集。现状排水管网为雨污合流制，现状道路范围内，自来水、电力、通信等管线较多。根据该城市总体规划以及排水专项规划的要求，老城区将结合道路等城市基础设施综合提升改造，逐步建成雨污分流制排水系统。

2.2排水管网现状分析

现状排水管网为雨污合流制，建设标准低，管径偏小（大部分管径在D600以内），日常管理缺失，部分管段淤积、堵塞严重。长期以来，雨污合流直排，造成城市内河水体污染严重；部分小区由于地势相对较低，雨污水排除存在一定的困难；雨季、台风季节强降雨部分区域内涝严重。1.2A：种种问题，对居民生活造成不便，影响城市形象，制约城市的进一步发展。

2.3排水管网改造

（1）以规划为依据，因地制宜，进行改造

该城市污水处理厂位于城市北端，城区道路基本为东西和南北两个走向，排水专线规划将污水主干管设置于南北向道路1内，然而依据城区综合改造的实施次序，先期实施南北向的道路2。另外，道路3内设置有污水次干管，而该道路中间存在一处高点，较周边地势高出约3m。因此设计对排水专项规划进行局部优化调整，首先将污水主干管调整至道路2内，同道路改造同步实施，污水主干管建成后即可投入运行，如此解决了污水专项规划与道路改造实施次序先后的矛盾；其次优化道路3的污水排出方向，以高点作为分水线，减小了管道的埋设深度，降低管道实施难度，提高规划的可操作性。

（2）新型管材的运用

老城区道路相对较窄，地上建筑物、构筑物多，地下管线复杂，减小改造实施期间对周边的建筑物、构筑物、地下管线的影响是老城区排水管网改建、扩建需高度重视的一个问题。该项目机动车道范围内采用钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管，非机动车道、绿化带内采用HDPE双壁波纹管等新型塑料排水管材，较好的解决了此问题。新型塑料排水管道内壁光滑，摩阻小，相比传统混凝土管道可采用较小的管径和坡度，有利于减小开挖面积和减小管道埋设深度；管道重量轻、单根管道长，方便施工，减小管道接口，减小渗漏；管道采用砂基礎等柔性基础，适宜于改造项目施工工期短，随挖随填的要求。

（3）一体式提升泵站的应用

部分小区地势较低污水如采用重力管道形式外排，势必导致下游管道埋设深度加大，工程投资和施工难度的增加。该项目对此类局部地区应用一体式提升泵站对污水进行提升，有效减小下游管道埋设深度。一体式污水提升泵站是一种集潜水泵、泵房设备、除污格栅设备、控制系统及远程监控系统集成的一体化的产品。其特点具有机动灵活，占地面积小，泵房建设周期极短，安装极其简便，适宜于老城区用地紧张等地区。

（4）综合采用雨水渗透、回用等措施，减小雨水径流

结合城市绿地，道路绿化带设置雨水渗透设施，打造海绵城市；结合雨水排水系统，对屋面雨水进行收集、利用等综合措施，减小雨水径流、削减雨水洪峰流量。老城区往往受下游河道河底高程、水位的限制，雨水管道管径、深度难以满足先行雨水设计重现期内设计雨水量的要求，对雨水采用渗透，回用等措施在实现雨水资源化的同时，减小了老城区雨水外排管道管径，以利于提高老城区排涝能力。

3.结束语

已建城区排水系统的改建、扩建工程受限因素多，涉及面广，因地制宜、灵活应用多种新思维、新材料、新工艺，快速、安全、高质量的完成改建、扩建理应成为城市排水管网建设者、设计者研究重点。