2022年杭州亚运会淳安运动员分村山地排水系统设计

张波

摘要：淳安运动员分村位于浙江省杭州市淳安县界首乡金山坪区块内，属山地丘陵区。运动员分村规划面积约为8.4 平方公里，用地面积10.68 公顷。作为2022年杭州亚运会运动员分村，将承办场地自行车、山地自行车、公路自行车、小轮车、铁人三项、公开水域游泳等六项赛事。现况区域排水管道主要存在无现况雨污水系统、地势起伏大，暴雨天气时候，雨水易聚集，雨水流速快等问题：本文详细阐述了山地排水系统设计原则与解决办法

关键词：雨污分流;排水管道;山地

一、工程概况

本项目位于浙江省杭州市淳安县界首乡金山坪区块，规划新建场地自行车馆、5 个临建场地（山地自行车、公路自行车、小轮车、铁人三项、公开水域游泳）、运动员村、媒体村、技术官员村等建筑设施，并配套建设园区道路14公里。

本项目地形属山地丘陵区，地势从西北向东南千岛湖水域倾斜，中南部为低山缓丘地带，西北、西南部则山形较陡，海拔在97m-182m之间。

二、现况排水系统

现况区域内无雨水管道。规划设计道路与现况山洪沟共交汇12处。

现况区域内无污水管道，项目北侧千汾线上有污水管道D600。

本项目内属于界首镇污水处理厂范围，其现况处理能力为2500吨/天，远期扩建至10000吨/天，主要负担亚运分村及千汾线两侧村庄污水的污水处理任务。

三、工程设计

1、方案设计原则

（1）建立雨污分流排水系统，形成技术可靠、工程造价经济、施工便利的设计方案。

（2）根据山区防洪标准，测算项目内设计道路与山洪沟交叉点的洪峰流量;通过水力计算校核，确定交叉点排水设施型式和断面。

（3）根据现况地形、优化雨污水管网布置。采用分散式出水布置的雨管道，雨水管网就近排湖，避免建设雨水泵站。根据建筑方案以及赛事要求，提高污水收集效率，避免在山区路内大范围建设污水管道和污水泵站，将区域内污水快速输送至外网污水干管。

（4）管道系统布置严格控制在千岛湖108m生态控制红线以上，临湖地带不设置排污口，保障水库生态安全。

四、设计标准及计算公式

1.设计标准

因本项目内道路参照准四级公路建设标准，道路与山洪沟交叉点附近的建筑防洪标准为50年一遇标准，道路边沟为25年一遇标准，道路雨水重现期取P=3年。

本区域综合径流系数采用Φ=0.9。塑料管道粗糙系数n值一般采用0.009。矩形砼结构糙率n=0.01

2.计算公式

山洪沟采用“浙江省推理公式”。

Qmp = 0.278×ip×F

式中：Qmp——洪峰流量（m3 /s）

F—流域集水面积（km2）;ip—净暴雨强度（mm/小時）;ip = hR /t

hR—t时段内净雨量（mm）;t—汇流时间（小时）

过水能力计算公式采用“明渠均匀流公式”：

式中：Q——洪峰流量（m3/s）

A—过水断面面积（m2）;C—谢才系数;R—水力半径（m）;i—渠底纵坡

雨量计算公式为：

Q=q·ψ·F

Q-雨水设计流量（L/s）;q-设计暴雨强度（L/s·ha）;ψ-径流系数

F- 汇水面积（ha）。

采用淳安暴雨强度公式：q=167（11.167+8.892LogP）/（t+11.470）^0.734（升/秒·公顷）

五、排水管道设计

1.雨水管道设置

本项目位于山地，高差变化较大，排水设施受地形坡度影响，雨水易聚集，形成山洪，冲击道路及建筑。因此设计过程中要做将建筑小区排水与山洪排水分隔，避免道路排水与山洪沟的重叠。

在设计过程中，通过建筑选址，基本上处于单坡最高或半山位置，减少外围山体雨水的影响。地块内部通过地形整理，将场地调整为若干平台，在平台最外侧设置0.8x0.5m洪凝土截洪沟，将建筑外的山体雨水导流至附近冲沟。建筑内部设置雨水管沟，收集后就近排湖，或分散排入附近道路的雨水管。

根据总体规划及建筑布局，园区内主路起到连接亚运分村与外部交通作用，各个地块通过支路与主路连接。在并保证排水功能的前提下，在距离建筑较远的道路上取消雨水管，通过设置道路边沟进行排水。临近建筑的道路，布置雨水管道，已达到节省投资。

2.污水管道设置

由于项目地形整体上北高南低，千汾线污水干线位于项目北侧，因此污水管道无法重力流排除，本项目设置压力流与重力流两套系统，将亚运分村地块内污水收集后，重力流至污水提升泵站，集中收集后加压进入北侧千汾线重力污水管网，然后汇流至界首污水处理厂集中处理，地块开发建设后对千岛湖湖区污水零排放。

为亚运会比赛准备的5个临时场馆（山地自行车、公路自行车、小轮车、铁人三项、公开水域游泳），根据赛事建设需求，布置小型污水泵站，集中收集污水后排放至污水干线。

3.排水管道的坡度及流速

项目内现况地貌多为山地、丘陵，道路设计坡度变化大，排水管道随道路坡度敷设。山地中敷设管道有以下特点：当管道坡度大时，流速高，流量大，如坡度过大，易超过管道最大流速。管道坡度小时，流速小，易造成堵塞。因此在道路坡度超过3%时，随路埋设雨水管时应调小管道的坡度，分段设置跌水井，进行消能。

4.管材选用

（1）管材选用原则

a.排水管渠的材料必须具备长期的稳定性，才能保证正常的排水功能。

b.排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。

c.排水管渠必须能抵抗污水中杂质冲刷和磨琢。也应有抗腐蚀的功能，特别对某些腐蚀性的工业废水。

d.排水管渠必须不透水，以防止污水渗出，而污染地下水或腐蚀其它管线和建筑物基础。

e.排水管渠的内壁应平整光滑，使水流阻力尽量减小。

f.排水管渠应尽量就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，减少运输和施工费用。

（2）常用排水管材

a.钢筋混凝土管。钢筋混凝土管制作方便，造价低，在排水管道中应用极广。但具有抵抗酸、碱侵蚀及抗渗性能差、管节短、接口多、搬运不便等缺点。钢筋混凝土管口径一般在300mm 以上，长度在1m～3m。

b.埋地塑料排水管。常用的埋地塑料排水管有PVC-U、PE/HDPE 排水塑料管及玻璃纤维增强塑料夹砂管（RPMP）等，该类型管材具有管内壁光滑、管道的阻力系数小、耐腐蚀性好、柔韧性好、重量轻、管节长、强度高等特点。采用橡胶圈承插柔性接口，对管道基础要求低。

c.金属管。常用的金属管有球墨铸铁管、钢管等。具有强度高、抗渗性好、内壁光滑、抗压、抗震性强，且管节长，接头少。但价格贵，耐酸碱腐蚀性差。室外重力排水管道较少采用。只用在排水管道承受高内压，高外压或对渗漏要求高的地方，如泵站的进出水管、穿越河流、铁道的倒虹管或靠近给水管和房屋基础时。

因本项目为亚运分村项目，建设标准高，需具备较高稳定性，因此：

设计雨水管管径d≤1200mm 时，采用承插式钢筋混凝土管，d>1200mm时，采用企口式钢筋混凝土管;管道覆土厚度为0.7m<H≤3.5m 時采用II 级管，管道覆土厚度为3.5m<H≤6m 时，采用III 级管;均采用橡胶圈接口;

设计污水重力流管道采用承插式钢筋混凝土管，管道覆土厚度为0.7m<H≤3.5m 时采用II 级管，管道覆土厚度为3.5m<H≤6m 时，采用III 级管;均采用橡胶圈接口。

5.管道基础和埋深

根据本项目地勘，勘察范围内共四个地质层，分别为填筑土、全风化泥质砂岩（地基土承载力150Kpa）、强风化泥质砂岩（地基土承载力300Kpa）、中风化泥质砂岩（地基土承载力400Kpa）。管道不需要进行地基处理，雨污水管道采用砂石基础。

在局部填方路段，由于道路存在沉降风险，管道多采用180°混凝土基础，其下增设15cm碎石垫层。

本地区无冻土线要求，在保障与其他管线不交叉情况下，保障1.0-1.5m覆土埋深。

六、山地排水设计的思考

1.注重整体规划

山地项目较平原区相对复杂，在设计之前，科学系统的整体规划是必不可少的，规划中需要结合以下三点：一是对本地区地形地貌统筹考虑，从项目选址上选取坡度相对较缓和地区，降低地形整理成本;避免在坑洼水患地带，降低山洪影响;二是建筑方案与道路设计统筹考虑，使建筑内排水管道就近接入市政道路，避免在山地道路上全线建设管道，节省投资;三是规划设计近远期结合，要有前瞻性和长远性，考虑到为2022年亚运会赛事服务，又要考虑未来地区人口增长等诸多因素，避免道路建成之后多次开挖路面，形成“拉链路”。

2.做好防洪计算

山地项目需确定山洪沟流量计算，在设计的防洪重现期下，校核洪水量，洪水位，以保障道路，建筑物的安全。

3.建设单位、施工单位与设计单位的配合

在山地项目施工过程中，由于道路放坡施工导致地形变化，经常发生现场实际地形与设计图不符，需要施工单位与建设单位，设计单位密切配合，及时发现及时上报，第一时间复核解决。因地形地貌整理将原始冲沟掩盖的，应立即组织进行现场二次测绘，提交设计单位复核设计后再进行施工。对于已完工的排水管线，应做好成品保护，防止施工车辆对已建成的检查井、管道造成破坏。

4.做好日常维护

由于排水管道易被树叶、树枝、杂草、渣土等堵塞，需要对排水管道做好维护，尤其是雨季来临前，做好清掏，可以保证排水管寿命。

七、结论

（1）山地项目的排水管道的设计要求遵从地形地貌，合理解决管道落差、重力流与压力管道排放问题，同时也要深入了解整体规划，避免重复建设。

（2）为节约投资，减小施工难度，山区道路可以使用边沟排水。

（3）做好地质勘查，对不良地质段进行处理，防止管道沉降。

参考文献：

[1]曹文娟.山地城市排水系统设计及关键技术研究[J].城市道桥与防洪，2019（12）：91-93+103.

[2]邓科.山地城市排水综合利用方案设计[J].中国给水排水，2014，30（06）：42-44.