市政给排水管道布置设计重点与技术措施

孔德宇

（中恩工程技术有限公司，广东 广州 510640）

1 工程概况

联边村隶属白云区鹤龙街，联边村西接鹤边村，东延伸至白云大道北，北面康卫路，南临黄边村。联边村面积约266.54 hm2。在本次改造中，所涉及的设计改造范围约为89.74 hm2，以期通过改造措施的落实，提高该区域的管网运行水平。

2 给水管网的布置设计重点

在市政给水系统的组成中，给水管网为重要的组成部分，通过给水管网的设计与建设，有利于优化提高整个市政管网系统的运行水平，彰显出其功能实用性以及经济效益性的优势。本工程中管沟及井室排水如图1所示。

图1 管沟及井室排水

从功能角度分析，给水系统所涵盖的给水管网类型主要有两类，即输水管网和配水管网。

输水管网指连接水源与水厂的管线，其主要功能在于输送水资源，配水管网至各个大型水户实现连接的相应管线，该部分也应被视为输水管的范畴。

配水管网含多处细分的管线，各自的功能以及管径均有所差异。在设计管径时，主要考虑消防流量，以此为参考，对该值予以确定。大型城市的该类管线的管径需要达到15～20 cm、中型城市10～15 cm、小型城市7.5～10 cm。

2.1 管道布置设计原则

（1）给水管道设计布置原则。在对给水管道及线路进行设计布置时，设计人员要尽可能选择较短的定线布置方式，确保干线管道的延长线与管道线网的水流在方向上保持一致。布置干管定线时，设计人员应结合城市规划、周边管线及地下设备的实际状况、用户需求等多种因素，确定最佳的设计与施工方案。

（2）排水管道设计布置原则。在对排水管道及线路进行设计布置时，设计人员需要对城市道路的高度进行着重考虑，确保污水能在自身的重力作用下自主下流。此外，布置排水管道时还要预留出部分空间，方便以后城市发展需要中的管线升级改造。

（3）综合考虑城市的多项因素。设计人员在布置市政排水管道时，需要从实际角度出发，对城市的地质水文状况和人文条件进行综合考虑，坚持以人为本的设计原则，提出符合居民生产生活需求、兼具可行性和经济性、科学合理的方案。

2.2 输水管网

输水管网的设计需要重点考虑输送水源的管线，应保证其具有合理性，同时也需要考虑水源以及水厂的管线特点。在设计中，应注重管网与水户直连，构成功能实用性强、精简的线路，避免输水管线重复[1]。

2.3 配水管道

配水管道涵盖了干管、分配管道、接入户管三类，各自的管径以及布置区域存在差异，需分情况考虑。干管负责将水资源输送至城区的各个用水区域，管径为100～200 cm；对于分配管道，其需要与城市道路的结构特征相契合，形成顺畅的水体流通分配路径；对于接入户管，其侧重于满足用户的用水需求，以可行的方法分布用水管道，使管道可以高效投入使用。

2.4 管网的形式

（1）环状管网。常设计为封闭式结构，依托于环状的管道，实现多个方向的输水作业，灵活性较强。采用环状管网的形式后，可以保证输水管道运行的安全性，也有利于提高输水效率，供水过程高效而稳定。

（2）树枝状管网。含主管和支管两类，以主管为核心，在此基础上分散出若干的支管，形状类似于树枝。可以发现，树枝状管网的结构组成较为简洁，无明显的复杂性，可减少管材的使用量，降低建设成本，经济效益优势较为突出。

3 市政给水管道布置设计技术措施

（1）输水管网指分布在水厂与配水管网、水源与水厂之间的管线，其具有重要的联系作用，可高效转输水资源。管路无明显的分支，从配水管网接至个别大用水户的管线具有较突出的完整性与独立性，即沿线不与用户连接。

（2）配水管网的功能在于承接输水管线的水资源，依托于配置好的各类管道，分配至具体的城市用户中，以满足各用户的用水需求。配水管网主要包含干管、分配管、接户管等，各自的功能有所不同，管径等基础参数也存在一定的差异。干管的管径应具有合理性，具体需根据实际情况做合理的选择，通常大型城市其管径需超过200 mm，中、小型城市则超过100 mm。配水支管主要敷设在城市各道路的下方，其是将水资源输送至城市各小区的重要渠道，以满足小区的整体用水需求。配水管的管径也需要根据城市的规模做灵活的调整，通常大型城市达到150～200 mm，中型城市达到100～150 mm、小型城市达到75～100 mm。接户管是衔接水资源与具体用户间的末端通道，可以将水资源输送至具体的用户，提供用水服务。通过多类细分管线的组合，构成具有层次化特性的配水管网。

（3）水系统的设计还需要紧密结合市政给排水管道的总体平面布置情况，实现统筹兼顾。既要确保整个系统供水的稳定性与可靠性，又要充分考虑到各类细分的管线，使其覆盖至整个给水服务区。除此之外，还应在设计中考虑到供水区域的间距，进行合理规划，以免出现局部管网断裂以及堵塞等异常状况。

在市政给水管网设计时，重点考虑的是环状管网和树枝状管网两类，各自的应用特点有所不同，需要依据实际情况进行合理选择。对于大中型城市而言，其对供水管网的运行水平提出较高的要求，宜采用环状管网的布设方式，减少水头损失，确保各管路均有两个方向来水，全面保证市政给水系统的供水稳定性。环状管网的建设成本较高，树枝状管网的细分管道分布形式更为简洁，建设成本较低，经济效益优势突出[2]。

两种方式均有其侧重点，在具体的设计工作中，需要综合考虑到城市规模、人口数量等基础要素，经过系统性的分析后，选择合适的管网方式或采用集两种方式于一体的综合性方案。例如，对于城市主要供水区，较为适宜的是环状管网的方式；而对于城市供水区的周边区域，较为合适的是采用树枝状管网的方式。通过多种类型供水管网的配合应用，兼顾供水效果、经济效益等多重要求。

4 市政排水管道布置设计重点及技术措施

4.1 市政排水系统的主要形式

（1）合流制。统一收集城市的雨水、生活污水、工业废水，以某种方式共同处理，再将其排入特定的排水管渠中。在合流制排水系统的设计中，又可以分为两种形式。①截留式，通常会在临河底高程处配套合适规格的截留主干管，利用此类管道截留混合污水，产生的合流污水将从下游的排水口排出；②直排式，其排放方式更为简单，将混合污水直接排放至外界，由于未经处理，常会出现周边水资源受污染的问题，是一种粗放化的排放方式，缺乏可行性。

（2）分流制。对雨水、生活污水、工业废水进行分类考虑，分别为之建立特定的管渠，形成多条排放路径，建立特定的排放系统，例如雨水排放系统、污水排放系统。

4.2 市政排水管网的布置设计措施

设计人员需要对排水管网覆盖范围内的基础条件形成准确的认识，包含区域内的地形地势、水文条件、污水处理厂的建设位置及其运行水平等，并对污水进行合理规划，形成特定的类别，以便在建成使用后可以高效排水。现阶段，较为常见的排水管网布置方式有三种，即正交式、平行式、截流式，各自的适用范围以及应用特点均有所不同。

（1）正交式。适用于地势比较倾斜于水体的地区，此时管网可以沿垂直于水体的方向设置，形成了正交的位置关系。在正交式排水管网中，所用管道的干管径长以及长度均较小，可减少管材的使用量，降低在此方面的成本投入，污水排放效率较高。为避免污染问题，不宜将其用于污废水的排放中，较为合适的是用于雨水的排放[3]。

（2）平行式。适用于地势倾斜较大于河流方向的地区，从布置角度分析，其呈斜角的方式设置，此时可削弱管道所受的冲击力。在应用平行式排水管网布置方式时，主要考虑城市的道路交通网的形态，应形成相适应的关系。

（3）截流式。以正交式排水管网布置方式为基础，进一步沿着河岸再次铺设，形成更为丰富的排水系统，以便将污水高效排放至指定的污水厂。

4.3 管径排水量的计算

在排水管网的设计中，还需要考虑管径排水量，该指标的合理与否将直接对排水系统的排水效果产生明显的影响。在计算管径排水量时，需要着重考虑污水设计总流量和雨水设计流量两项关键数据。

污水设计总流量Q则取决于三个方面，即居民生活污水Q1、工业生活污水Q2、工业废水量Q3，得到Q1、Q2、Q3三项具体值后，将其相加，得到污水设计总流量Q的值。

雨水设计流量：

式中：F——汇水面积（m2）；ψ——径流系数；q——雨水强度（mm/min）。

按照前述所提的方法展开计算，分别得到污水设计总流量和雨水设计流量，据此再进一步确定管径排水量，根据所得的结果开展设计工作，选定合适管径的管道，确保其在使用过程中可以高效排水。

5 结语

综上所述，合理的市政给排水管道布置设计方案至关重要，其会直接影响给水管网和排水管网的运行水平，且关乎城市各项生产活动以及生活活动的开展情况。在设计时，设计人员需要注重对管网形式的选择以及关键参数的计算，并准确把握技术要点，最终构成稳定可靠的市政给排水管网系统。