市政给排水设计的优化探讨

市政给排水设计的优化探讨

石晗婧

华蓝设计（集团）有限公司   广西   南宁   530000

摘要：随着我国城市建设的不断发展，市政给排水设计要求也进一步提高，为了保证城市建筑的正常供水需求，相关单位需要提高市政给排水设计水平。本文主要分析市政给排水设计存在的问题，并探讨市政给排水设计的优化措施，提高我国市政给排水工程的建设质量，推动我国城市化建设的发展。

关键词：市政工程；给排水设计；优化措施

随着我国经济的快速发展，城市建设进度也不断推进，社会各界对市政工程建设质量要求越来越高。极端天气出现的次数日益增加，城市道路内涝将会阻碍车辆的正常通行，给人民的出行安全带来威胁。而且长时间路段积水将会破坏道路工程的性能，积水顺着缝隙进入道路路基中，进一步损坏地下路基的性能，降低路基强度，由于低温导致路面出现冻胀翻浆现象，作为一种损坏道路质量的病害，不利于市政工程的建设。为了合理规划市政工程，必须确保设计人员的专业水平，进一步完善城市面貌，给市政工程的建设奠定基础。

1.市政给排水设计存在的问题

1.1系统老化

    我国大多数城市给排水系统、配套设施都缺乏系统性、现代化的建设。给排水管网系统作为市政给排水管线设计的关键部分，该部分还存在性能不完善的问题，甚至一些城市使用的排水管网仍采用上世纪遗留的材料。这些管网存在比较严重的老化现象，接口部位大多数出现破损、渗漏等问题，极大程度降低了排水效率，无法有效发挥给排水系统的实际作用。

1.2水资源保护力度不够

    在市政给排水工程的设计阶段，设计人员应该从环保的角度出发，对水资源进行合理配置，尽量避免水资源出现浪费现象。随着我国城市规模的日渐扩大，人们的用水量以及用水需求日渐攀升，给市政给排水设计带来一定的难度，特别是给水系统的用水量估算，给排水管网的布置及雨水回用系统的设计，如果给排水系统设计不合理，将会导致水资源出现浪费现象。此外，在具体设计过程中，如果设计人员并没有从长远的角度出发，也没有根据相关规范和要求开展给排水设计，这将导致水资源短缺以及破坏生态环境，无法有效保护城市水资源，阻碍市政给排水工程的可持续发展[1]。

1.3供水质量较低

通过我国相关研究资料可得知，部分管网系统的实际承担压力往往大于设计的标准压力，这将不利于管网系统的实际使用寿命，也无法保证管网系统的安全性，还可能在实际运行过程中出现给水管爆裂等问题，从而导致给水管道停水，严重降低给排水系统的实际效果，不利于城市居民的生活水平。

1.4防洪排涝能力较低

    在排水防涝规划的过程中，如果设计人员只是按照常规排水专项规划进行排水管道设计，没有考虑超出重现期时的暴雨灾害，并没有在工程建设中规划防洪排涝功能，城市中缺乏大排水系统及行泄通道，一旦出现比较极端的暴雨天气，将会对城市的给排水系统产生严重冲击。如果相关人员不能保证市政工程建设发挥实际价值，在暴雨天气的环境下，也会直接影响到人们的出行和安全[2]。

1.5管道材料不达标

    在开展给排水设计工作时，需要选择好合适的管道材料，一旦管材质量不达标，将会直接影响给排水设计的整体质量，由于给排水工程的主要施工场所位于地下，因此，必须选取质量较好，管道接口密封性好的管材。但是，在实际工作中，不同的施工阶段主要划分不同的承包商完成不同的设计内容，分包商一般不会根据材料选择问题进行沟通，甚至某些分包商为了降低施工成本而选取低成本、质量不合格的管材。目前雨水管道的渗漏问题是普遍存在的，常用的钢筋混凝土管，价格便宜，抗压但是安装不方便，容易由于施工方操作不达标而错口。若选用塑料管，则由于市面上塑料管材质量参差不齐可能会导致材料质量不可控。由于管材选择考虑不够周全，导致管道实际施工后无法长期稳定的发挥作用。。

2.市政给排水设计的优化措施

2.1优化市政道路路基给排水设计

2.1.1科学处理道路路基

    在市政工程的建设过程中，一般道路问题会出现含水量大、地基潮湿等。将换填技术应用于市政道路施工中，挖走其中的软土地基，填入强度等级较大的材料，提高地基的承载程度。此外，还可以采取堆载预压、排水固结等方式，保证完全达到设计标准的地基能够顺利进入道路路基施工程序中。为了保证换填后的地基达到承载力的要求，一般选择强透水性、比较干燥的土体、混凝土作为换填材料，保证换填工作彻底。对于含水量较高的地基，则需要高温晾干后，方可进行后续的碾压处理。为了避免换填或的路基上部分出现水分下渗透问题，在路基的两侧设计相应的纵向排水沟设施，沿着直线方向设置相应的横向排水沟，有利于施工过程产生的积水迅速流入排水沟向外流出，避免路基受到外界水干扰，尽快使路基保持干净[3]。

2.1.2尽量降低地下水位

    市政道路路基在一定的距离规划相应的排水管道，但需要注意的是，对于路口交汇处的管道排水设计，特别是地下排水管道纵横交错的地方。在这种情况下，通常会出现交汇处存在积水的问题，这就需要在这种特殊的地方安排相应的排水设施将积水排出，避免路基下方被积水浸湿。由于地下水位往往高于其路基标高，如果长期处于雨季天气，将会导致这些区域经常出现浸湿现象，比较严重的情况还会对混凝土表面质量产生影响，导致路基下方的结构产生软化，大大影响道路的施工质量和功能性。因此，对路基排水设计进行优化时，应该在道路两边规划相应的盲沟、暗沟等设计，通过这些排水结构排除积水，确保路基的干燥性。

2.2优化绿化带的排水设计

    加强城市绿化设施的建设对于推动城市现代化建设的发展具有非常重要的作用，城市道路两旁铺设具有面积相差不大的绿化带，从而强化城市景观的设计，在视觉层面加强美观性。但是，绿化带的设计可能会导致市政道路路面出现积水问题，长时间积水还会导致道路路基、路面出现问题，降低城市道路的使用寿命，给城市给排水系统设计带来一定的难度。根据相关情况来看，需要采取相应的措施加强绿化带排水设计。为了避免道路路基长时间积水，设计人员需要在绿化带的泥土层的两层砌上混凝土封闭墙。在绿化带的区域每隔35m的距离安排相应的集水井，并在集水井中设置一些导出管，将积水导到排水管中，从而有效解决城市绿化带积水问题。但是，这种处理方式需要花费较高的施工成本，在实际施工过程中，施工人员会采用碎石作为原材料应用到其中，并在碎石中混入一些透水性较差的粘土，能够有效避免积水渗透到道路路基中。这种处理方式能够得到高效的排水效果，降低市政给排水系统建设成本，进一步优化城市道路绿化带的排水功能，保证道路的使用寿命不被影响[4]。

2.3加强管道材料质量的把控

    管道作为给排水设计中的主要材料，管道如果出现问题，排水不畅，将会对城市区域的水质产生影响，因此，在市政给排水系统设计中可选用复合材料作为管道的原材料。复合材料由塑料及钢材料组成，具有相对稳定的性能，一方面具有防渗漏效果和抗腐蚀作用，另一方面还能抗压，集合了塑料管和钢管的优点。在管道的铺设过程中，施工人员应该在排水管道的区域和居民的生活区预留一定的位置，并选用噪声较小的管材材料，有效控制排水过程中产生的噪声。比如，采用新三通配件结合 PVC 螺旋管材质作为管道材料，能够降低噪声污染，保证市政给排水系统设计具有一定的经济效益。此外，相关单位在选用管道材料时，应该根据一定的建设要求，确保给排水管材具有合理性和先进性，能够为城市居民塑造比较舒适的生活环境，避免出现渗漏等问题，减少水资源浪费现象，实现水资源循环利用的目标。

2.4加强管网布局的优化设计

    在给水管网的设计环节，需要首先确定现状管线的实际情况，结合城市的道路发展情况，在主干路布置主干管，形成环状管网，并初步设置管道直径。确定完管线之后，相关人员需要合理分配给水管网的流量，通过平差对管道的直径数据进一步优化，将城市规模、用地情况等作为管线布局的建设基础，根据不同的城市区域进行合理的布局，确保分布组合效果实现最大化，保证管网布局在低成本的运行状态下实现最大运行效益的目标。值得注意的是，通过不同种方法优化不同压力范围的供水方案，，严格按照水资源的优化配置原则合理安排城市给水管网的布局，在管网开始设计之前，合理预测需水量。此外，为了保证城市的可持续发展，在设计之前，需要综合城市发展的各类因素，考虑涉及到的地下水开发、供水集约化的未来发展项目，给城市的未来发展留下一定的操作空间[5]。

2.5防涝排洪设计

    如果建设的城市位于山区，与其他平原地区的城市相比，山区城市具有一定的优势，在内部泄洪方面具有相对较快的速度，对于这种情况，建设泵站的方式不利于山区城市的防涝排洪设计，最有效的方案是在最适宜的地区建设排水设施。此外，需要根据排水标准作为建设目标，排水主要是为了避免城市内部出现小流域汇合的情况，科学选取暴雨样本，将强降雨时段范围规定在5 ～ 120min。同时，山区山洪冲刷快，流量大，城市排水系统设计时，还需考虑对山洪的截水措施。

2.6将BIM技术应用于市政给排水设计

    随着BIM软件的种类逐渐增多，技术逐步成熟，可将市政给排水管线开始由二维设计转向三维设计。首先需要收集城市现状管线的数据，按照管线数据建立相应的虚拟模型，进行多次的运行试验，及时发现运行过程中存在的问题，并采取有效的预防方案。设计人员对数据进行运行时，不同管线间发生碰撞试验即可发现其中存在的问题，并针对性地调整管线的标高参数，提高管线运行的实际效率。此外，设计人员需要对管线模型进行不断优化，并建立更为科学合理的方案，根据给排水管线运行的实际特点对设计方案进行多次改进和完善，避免管线出现交叉打架问题，降低管道维修和更换成本，保证市政给排水管线的运行过程具有一定的稳定性。

2.7保证给排水管道出水口设计的合理性

    对于新型城市的给排水管道设计，立交桥道路排水设计必须吸取老城市管道设计经验，设计人员需要提高对立交桥位置的重视程度，为了保证管网设施、泵站等设计符合市政给排水工程的相关要求，立交给排水管道一般采取的方式为尽量减小立交桥的汇水区域，在低洼处设置雨水泵站，并保证雨水泵站压力管道的出口排水顺畅。在雨水出水口设计过程中，设计人员需要事先勘察施工现场的地形状况、管道水体等，从而选择集中或分散的布置方案。针对相对简单的地质构造或建筑构造，按照市政工程的经济可行性原则，一般采用管道分散布置的方案；针对流水位置变化较大，管道出水口、水位的位置相差较远的，一般需要减少出水口的数量，选用集中布置的方案，并规划位置最佳的出水口。

结束语：

综上所述，为了保证市政给排水工程的整体质量，避免对城市居民的生活质量产生影响，必须加强对给排水设计的优化，提高对施工工艺的重视程度，确保施工质量达到标准，使用先进的施工技术，使给排水设计更为智能化、现代化，进一步推动我国城市化建设的发展。

参考文献：

[1]薛晗.市政给排水设计优化策略[J].工程技术研究,2022,7(06):171-173+190.

[2]鲁雪利.浅谈市政给排水管道的设计现状及相关优化措施[J].内蒙古科技与经济,2021(15):108-109.

[3]孙成.市政道路给排水优化设计研究[J].居业,2021(05):25-26.

[4]蒋奇,谢云中,游玮.市政给排水管线设计的优化措施[J].工程技术研究,2021,6(03):226-227.

[5]徐明松.市政道路给排水设计的优化研究[J].建筑技术开发,2018,45(20):72-73.