老城区排水管网改造设计探讨
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摘 要：近年来，我国城市化进程不断加快，大规模的城市基础设施建设和城区改造投资力度不断加大，城市排水管网是城市基础设建设和改造的重要内容，作为民生工程的老城区管网改造工程被提到了新的高度。笔者通过对老城区排水管网存在的问题进行分析，提出了老城区管网改造设计思路，进而阐述了老城区管网改造设计要点，结合具体工程实例探讨了老城区排水管网设计体会。
关键词：老城区 排水管网 改造设计 设计思路 设计要求点
中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0047-02
近年来，我国城市化进程不断加快，大规模的城市基础设施建设和城区改造投资力度不断加大，城市排水管网是城市基础设建设和改造的重要内容，作为民生工程的老城区管网改造工程被提到了新的高度。笔者就近几年参加过的老城区管网改造工程设计，探讨一下老城区排水管网改造设计思路、设计要点。
1 老城区排水管网现状及存在的问题
通过对一些老城区排水管网调查，发现老城区现状排水管网存在的问题主要有以下几个方面。
1.1 排水管网建设早，设计标准较低，排水能力不足
旧式排水管网设计标准较低，建設的管道管径偏小，过水能力较低，管道接口不严，随着城镇化快速发展，排水能力远远不能满足城市发展需求。
1.2 管网年久失修，破损、堵塞严重
长期以来由于缺少资金，对管网的管理和维护不够，管网破损、淤积严重，影响管道的过水能力，管涵的实际过水能力小于设计过水能力，管涵本身设计排水不足，加之淤积、堵塞，造成排水不畅、渍水，甚至溢流等情况。
1.3 现状排水系统不完善
老城区缺乏整体统一规划，排水系统大多分流与合流并存。现状排水管道多是分阶段配合城市建筑与道路建设而敷设，管网系统布局分散，排水口多。排水系统中管道存在断头，上游管径大、下游管径小或两端管径大中间管径小等不合理的现象时有出现。
1.4 管道混接、错接普遍
有些区域虽然为雨、污分流，由于是排水主干管建设滞后于小区建设，导致小区污水管道只能接入雨水管道造成混接错接;有些区域虽然排水主干管已经建设，在小区建设中未按雨污分流接入主干管，造成管道错接混接。
2 老城区管网改造设计思路
老城区管网改造是一项非常复杂的工程。针对现状管网存在的问题，管网改造按以下几个方面思路设计。
2.1 在规划的指导下，确定区域排水体制
根据改造区域总体规划、市政专项规划确定改造区域的排水体制;现有合流制排水系统改造区域规划为雨污分流体制，实施雨污分流改造;暂不具备雨污分流条件，规划为合流体制的区域，采取截流、调蓄和处理相结合的措施实施改造。
2.2 近、远期结合
为提高工程投资效益，避免重复建设，管网改造设计中，根据工程区域的规划情况，管网改造既要满足改造区域近期排水需求又要满足远期规划排水需求。
2.3 主管、支管改造结合
由于老城区管网混接、错接、反坡等情况比较普遍，在主管改造的同时，接入主管的支管、雨水口接入管、雨水口同步进行改造。将污水管道错接至雨水管道、雨水支管、雨水口接入管错误接入污水管道的情况进行改造，使污水支管接入污水管主管，雨水支管接入雨水主管。
2.4 新建管道与旧管利用结合
部分老城区的排水管网进行过相应改造，管道破损程度轻微，尚具备使用功能，通过流量校核满足排水需求的旧管道，清淤疏通后按利用旧管道设计，以节省投资。
2.5 出水排放与利用结合
污水经污水管道收集至污水处理厂处理;雨水经雨水管道收集后按规划排放或按低影响开发理念经相应处理综合利用。
3 管网改造设计要点
3.1 现状管网勘测
为合理确定排水管网改造设计方案，老城区排水管网改造工程设计之前首先要全面了解改造区域现状排水管线的平面位置、管径、坡度、埋深等。由于老城区存各种管线多，还要了解其他管线的平面位置、埋深、结构、尺寸等相关参数。改造区域的往往是工程资料不全，需专业管线勘测单位对改造区域的管线勘察测量，为设计提供依据。
3.2 现状排水管道排水能力校核
一方面，根据改造区域规划和服务区域面积，核算该区域改造后的雨、污水流量，并以此来校核现状排水管道的输水能力，作为现状管是否保留的依据。另一方面，对现状分流雨、污水管道进行校核，并更换局部不能满足要求的管道，以防改造后因流量的变化而造成溢流或淤塞。
3.3 管网改造方案
根据改造区域的总体规划、专项规划、修建规划，结合管线勘测图及现状管道过水能力校核情况确定管网改造设计方案。
原有管道结构、过水能力、排水走向均不能满足排水需要的，将现状管道废除，新建雨水、污水管道。这种方案优点在于改造比较彻底，新建管道均按现行规范标准设计，能完全解决工程区域的排水问题，但投资较高。
对现状分流制雨、污水管道，部分管道结构、管道高程、水流方向、校核后流量均满足使用要求的管段保留使用;不能满足使用要求的管段或管网不完善部分按新建管道设计。该方案优点在于，与全部新建管网相比投资较省，但管线勘测不准确的话排水问题解决不彻底。 对原有合流制管道改造成分流管道时，管道的取舍是设计中必须认真对待的问题，由于旧管道接口不严，为防止污水渗漏造成污染，设计中污水管道不使用旧管道，新建管道。合流管道能满足雨水排放要求，保留合流管道，将其改造为雨水管道;不满足雨水排放要求，废除现状管道，新建雨水管道。为降低水体污染，合流改分流时，建议对合流制的社区同步进行分流制改造。
对规划为合流体制的区域合流管道，在改造设计中，校核流量是否满足现行排水标准要求，能满足排水要求的对其进行清淤疏通后继续使用;不能满足排水要求的采取废除旧管道新建管道、保留旧管道增设新管道等方式达到排水流量要求;并采取截流截流、调蓄和处理相结合的措施实施改造。
3.4 管道设计
根据工程区域内规划污水、雨水管网系统结合现状管网走向和平面布置，参照地形地势，合理确定雨、污水管道位置、走向、管道坡度和埋深。
流量计算如下。
雨水管道设计流量采用推理公式计算，计算公式为：
重现期P取不小于3年，地面集水时间一般采用5～15 min。
污水管道设计流量按我国现行的国家标准《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）（2014年版）规定计算：
污水管管设计流量包括设计综合生活污水量和设计工业废水量，并根据工程区域地下水情况考虑入渗地下水量;设计综合生活污水量和设计工业废水量均以平均日流量计。
管材：开槽施工管道采用埋地塑料管或钢筋混凝土管，顶管施工的管道采用顶管专用钢筋混凝土管，拖管采用PE管。
3.5 管道实施
由于老城区存在街道狭窄，路面交通量大，各种管线复杂，施工难度大，为减小对工程区域居民生活影响，根据现场施工条件，具备非开挖施工条件的尽可能采用非开挖的顶管、拖管方式施工;不具备非开挖施工条件的，在满足设计及规范要求的前提下尽可能减少开挖面，必要时沟槽开挖采取支护措施。
4 工程实例——青山区吉林街、冶金一街、随州街排水管网改造工程
青山区是武汉市的重工业城区和国家重要钢铁生产基地，吉林街、冶金一街、随州街是青山区3条老街道，3条街道均有现状排水管道，均为雨污分流制管道，3条街道排水管道都存在设计管径偏小，管道破损、堵塞、断头、雨污混接，社区管网未接入市政管网等问题，造成排水不畅、渍水现象，給周边居民生活带来很大影响;根据青山区政府建设计划，对吉林街、冶金一街、随州街3条街道排水实施改造。根据武汉市总体规划，青山区规划为雨污分流制排水体制。具体改造方案如下。
吉林街现状有一道d400mm污水管道、两排DN400～DN600mm雨水管，管道破损、堵塞比较严重，雨水管道管径太小不能满足雨水排放需求。设计废除现状污水管道，新建一道DN400mm污水管道，新建一道d800～d1500雨水管道。
冶金一街工业一路至工业二路段车行道下埋设有d250mm污水管道，其余段无污水管道;部分路段有d1000mm雨水管道。现状污水管道管径偏小，管道破损、堵塞严重。设计废除d250mm污水管道，在没有雨水管道路段新建d1000mm雨水管道，与现状雨水管道衔接。
随州街现状有一道d400～d500mm污水管道，除工业一路至工业二路段雨水管道为d300mm外，其余路段雨水管道为d800～d1000mm雨水管道。污水管道破损严重，设计废除污水管道，新建一道d400～d500mm污水管道，工业一路至工业二路段d300mm雨水管道管径太小，不满足雨水排水需求，新建d800mm雨水管道与现状雨水管道衔接，其他路段雨水管道满足使用要求，对其实施清淤疏通后保留使用。
在管网改造时，除对主管道改造外还要对支管、雨水接入管、社区排水出口、雨水口改造，彻底解决管网破损、错接、混接及过水断面不够的问题。
管网改造实施时，沟槽开挖时根据管道埋深、现场情况，部分路段采用了拉森钢板桩支护措施，减小开挖面，降低对居民影响;由于3条街道为老街区，各种管线较为复杂，在管道施工时有针对性地采取了保护措施。
5 结语
市政排水管道是城市基础设施的重要组成部分，随着老城区改造发展，市政排水管网也在不断改造完善。在管网改造设计中应根据城市排水规划，结合现状地形、地物，因地制宜，在充分调查现状管线资料的基础上，综合考虑水质、水量、气象条件、资金条件和现场施工条件等因素，合理确定设计方案。合理的改造设计不仅能解决城市排水问题，而且节省工程造价，提高投资效率。
参考文献
[1] 北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册（第二册）城镇排水[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2004.
[2] GB 50014-2006（2016版），室外排水设计规范[S].北京：中国计划出版社，2016.
[3] 熊家晴.山区老城区排水管网改造的设计与实施[J].中国给水排水，2005（2）：67-70.①作者简介：赵文军（1976—），男，汉族，甘肃灵台人，本科，工程师，从事市政给排水工程设计工作。
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