市政给排水基础设施增量优化研究

市政给排水基础设施增量优化研究

祝敏霞

嵊州市水联管道承装有限公司  312400

摘要：近些年来，在经济不断发展和气候环境持续改变的情况下，自然灾害出现的几率加大。降雨造成洪涝灾害，人类活动造成水污染等状况，均对市政给排水工程施工质量有较高要求。为进一步实现相关项目的优化和改进，进行了给排水工程基础设施增量优化方法设计。

关键词：市政给排水；基础设施；增量优化

前言

我国市政工程具体地说就是由多种生活配套现代化基础公共设施所组成，市政给排水这一关系到人民群众日常生活的现代化设施是市政工程中的重要组成部分，而现代化市政给排水工程也是城市现代化建设水平高低的最主要指标之一。在这样的形势之下，为了适应城市现代化建设的需要，切实促进城市化的发展，解决好现代化市政给排水存在的问题就显得尤为重要。所以，现代化市政给排水工程质量需要得到保障，给排水管道的安全性需要得到保障，以免在使用过程中产生施工中没有得到处理而留下的问题。

1市政给排水基础设施建设的现状

1.1给水系统和饮用水

主要指城市生活饮用水和工业用水输水管线而言，为避免给水管线损坏对城市供水造成影响，需采用HDPE,球磨钢管及其他具有保护性外覆层材料掩埋系统。同时在管线埋入点以上1200mm回填压实土体强度标准至少为95%，保护管网结构不受地面负荷压力损伤。

1.2消防水系统

为适应城市消防监控分区管理需求，有必要将地下消防水系构建成为以遍布全市的消防栓为网络节点以达到防火保护功能的整体闭环系统。消防水系统中管线接入地下蓄水箱，利用泵组保持工作压力水平在预定工况下。

1.3封闭式的生活排污下水道

海绵城市建设战略下排污系统为PID设计，通过独立子系统操作将其与其他给排水子系统隔离开来，并通过地面排污点和废水收集设施把城市污水直接送至连接地下排污管网的密闭漏斗结构内，最后进入废水地下井。

1.4污水处理单元

以城市污水处理厂作为本单位的核心，将城市工厂和非工厂建筑物内的城市污水收集起来，经除酸，除苛性碱，除碳氢化合物和除COD的降水处理后，污水水质合格后才能排放。本实用新型利用地表雨水井和排水沟渠收集地表径流并经过净化处理之后通入地下蓄水箱贮存于未受污染自然水体系统之前，待城市雨水积存量到达上限后，将外溢部分水排出至城市周围自然水体，提高了城市给排水系统蓄水调节能力。

1.5透水铺装的地块

传统市政道路设计方案因路面层渗水透水能力不足，当城市雨季到来时，往往发生严重内洪内涝。因此，海绵城市建设理论中要求对该区域内已经达到或者即将达到使用年限内的公路进行透水改造。根据路基荷载性能和周围环境，路面中间层或底层采用高密实度混凝土垫层，以隔绝地表水和避免对路基强度造成影响，而路面上部采用透水铺装沥青混凝土板和适当调节路面坡度，将路面与道路排水结构连接成整体渗透系统。这就使得城市在降雨过程中地表径流会从路面渗入到道路的中层，并经道路层的排水沟渠进入地下，甚至在降雨量大、大于地下蓄水容积的情况下可经盲沟排到路边绿化带。除此之外，对于市政道路两侧花岗岩汀步道，停车场及运动场等外围设施还应使用透水铺装材料进行道路改造，提高城市道路渗透蓄水能力。

2市政给排水施工技术

2.1沟槽开挖施工工艺

沟槽开挖在市政给排水工程施工中起着重要的前提作用，沟槽设计应该和给排水管道设计保持一致，对施工现场的认识可以有效地提升给排水管道设计合理性。所以，沟槽开挖需建立在对施工现场真实情况全面了解和分析的前提下。沟槽开挖之前需要结合放样数据设计标准对施工现场具体情况进行实测，对施工现场井下现有电缆及各类管线进行摸排，并进行标注，绕过标注位置进行施工，以免损坏管线而影响对应系统正常工作。同时需要做好施工方案设计及安全，技术交底等工作，才能确保沟槽开挖的质量。沟槽开挖过程中要严格按施工方案规定进行施工，并对沟槽开挖进行土壤处理，以免对周围环境及建筑物造成影响。

2.2排水管道安装施工工艺

管道安装在整个给排水工程当中十分重要，给排水工程担负着城市整体供水以及排水的责任，管道连接处密封性以及安装质量的好坏不仅关系到城市给排水工作的切实效率，同时也会给周围环境造成一定影响。如果给排水管道安装质量达不到相关标准，则极易因为管道泄露而导致管道内污水渗透进入土壤，从而影响到土壤，地表河流水系以及地下水等水质。所以，必须要确保排水管道的安装质量，使其在给排水工程中起到较好的效果，降低对环境的污染。排水管道安装需施加伸缩缝才能达到管道施工要求，并依据室内排水管，水平管和立管连接方式的差异来选择具体类型。在立管安装过程中，每层均需开设检查口实现对排水管道定期进行检查。排水放空管要避开风道、烟道，确保放空管距顶板0.3m以上。在施工前要对排水管进行冲洗，并通过质量检验确保排水管道施工质量。

2.3管道施工技术

管道施工的好坏，将影响到市政给排水工程的总体建设质量。在保证管道安装和连接质量的同时，还要注重管道整体建设的实际效果。管道安装要严格执行管道设计方案。由于管道施工是在挖掘的沟槽内进行，为防止施工中出现塌方事故，机械设备始终要与管道沟槽保持一定距离。管道接口施工需采取柔性连接，及时做好防渗水措施以确保管道的施工质量。在管基位置完成施工之后，需通过人工压管来避免机械设备对管道内部造成冲击，从而确保管道的施工质量。

3市政给排水施工过程中出现的一些问题

3.1管道的位置发生偏移

在市政给排水施工过程中，若不严格遵循设计方案来规范实施沟槽开挖施工，极易造成沟槽开挖偏离设计方案。后续若排水措施执行不当，则会对沟槽的正常作用产生负面影响，特别是降水量大时，极易发生管道偏移。再加上市政给排水管道的建设中，如需避开建筑物的话，还易造成管道偏移的问题。

3.2管道渗漏

在进行市政给排水建设过程中，管道渗漏也是较为普遍的问题之一，而产生这一问题的因素包括很多，例如管材配件的规格不尽合理等，从而导致安装过程中产生渗漏问题。再比如施工中未能规范地搞好管口对接，对管道闭水未能很好地堵水，同样会造成管道渗漏。除此之外，沟槽开挖施工过程中，若开挖不均，会造成给排水管道局部沉降，积水等问题，会造成管道的破损漏水。

3.3水压测试不过关

在市政给排水的建设中，做好管道水压的检测工作是至关重要的。检测时，如果没有做好管道封堵工作，则会发生渗水，极易造成管道水压检测不达标。再加上管道浸泡时间太短或水压测试过程中沟槽已经被回填等因素均会给最后的水压测试造成不利。

4市政给排水基础设施增量优化的方法研究

4.1.给排水基础设施的工程措施

通过以上讨论，在理清了目前市政给排水建设项目中各种基础设施所出现的问题之后，本文从给排水基础设施的增量方面对其进行了优化。对于城市内涝风险较大的地区来说，优化其基础设施最为简便和直接的办法就是提高对于排水管线的设计标准。由于目前大部分城市给排水设施施工时间长，而且在不同的年限内对于排水体系的设置与设计观念都有所不同。为了解决这一问题，本文先明确了给排水基础设施建设在各个阶段的规范。对早期修建市政给排水设施的地段，周边道路和桥梁设计标准是1~3年一遇，对一些重点地段，级别是5~10年一遇。在给排水基础设施施工时，管道结构坡度设计确定了管道水流流速，但是坡度一般受施工深度影响较大。如果施工量较大，所需经费也就较高。在前期给排水基础设施设计中，对坡度选择一般在4‰,最大坡度在6‰。在理清当前市政给排水基础设施施工标准和条件的基础之上，进行了优化。具体增量优化中首先要考虑新建设的雨水管线有无必要的水资源获取能力。比如在管线管径的选择上，一是要选择能承受较强降水径流量的管道，适当加大内涝区域内雨水箅子的分布范围，以实现收集径流水资源工作的分离，以减弱低洼地势所在地区积水情况，提高市政给排水雨水收集的整体能力。二是从提高水泵抽升能力方面考虑，通过优化水泵选型和增加水泵数量来保证积水淹没情况下排水泵顺利完成排水任务。在此基础上，可以在某些地区用潜水泵代替排水泵以增强泵站排水。最后对于内涝区域仍有一定施工空间条件时，可根据实际情况完成地表或者地下调蓄池施工，降雨径流峰值临时储存于调蓄池内，达到最大降雨量时段末错峰排涝。通过以上优化，不仅能减轻内涝程度和减轻市政给排水基础设施运营压力，还能减轻降雨造成河湖污染，所存储水资源还可进行二次利用，增强市政给排水基础设施环保性。

4.2给排水基础设施的非工程措施

除了以上工程措施，市政给排水基础设施也可采用非工程措施来达到优化。非工程措施在物理层面上不涉及设施建设问题，但在政策上，经济上达到降低雨水径流的风险与效果，如规范设计，土地利用规划，信息资源规划。以上工程措施在实践中可能受降雨随机性和技术层面因素的影响而导致其在实践中具有很大的局限性，但是非工程措施并不直接对雨水径流产生作用，只需合理调控即可达到优化目的，并可为工程措施充分发挥其效果提供条件。具体实施内容是：在暴雨发生之前要做好气象工作，同时排水部门也要告知，对以上工程措施正在施工的调蓄池或者污水处理设施等市政给排水基础设施进行水量排空处理，从而提高市政给排水基础设施在暴雨发生时的储存与处理能力。

4.3给水系统设计

给水系统设计作为设计人员最主要的任务，只有对给水系统进行合理地设计，才能够让居民的生产，生活用水有保障，充分地体现出市政给排水设计的方案合理性。（1）设计人员需要遵循环保与节约相结合的原则进行设计，依据地区居民对于水资源的需求情况，对市政给水系统进行科学的设计，以合理的设计方案来促进水资源利用率的提高，以免给水系统在设计中出现不合理造成一些水资源浪费。（2）科学设定给水系统流量，配合有关部门确定区域内居民用水量，根据区域发展状况，对工程施工区域今后用水量做出评价，作为给水系统给水量设定依据。最后根据地区发展需要对管道数量和类型进行合理布置，并针对生活用水和农业用水建立专属给水管道以使得设计方案能够满足不同体系用水要求。给水系统设计方案对于水资源利用率起着决定性的作用，应该受到设计人员的高度重视，有必要有针对性地采取措施，促进系统设计方案更加合理。

4.4改造城市内涝区域的给排水基础设施

在工程措施与非工程措施两个层面上达到市政给排水基础设施优化之后，还需根据城市内特定地区有针对性的给予合理的改造方案。当城市内涝区域被识别后，提取过去有积水路段的等高线，利用等高线来寻找路段积水区域。积水区域通常地形低洼且因前期修建的给排水基础设施标准不高，当大雨来临时不能经受住设计排量以上的降雨，这部分降雨径流向周围流动。综合等高线分析可知，如果路段高点在中央，道路两端低洼点都是易涝点且雨水由中间向两边流动。对于内涝区域的优化可以选择道路两旁增设雨水箱来完成。对于地区面积大的低地势地区，也应在周边建立蓄涝区，流水线上径流应直接引入蓄涝区域。在具体的优化改造实施过程中，可以在雨水线中增加雨水调蓄池从而可以有效地提高给排水基础设施的雨水容纳和缓冲能力。对于雨水调蓄泵站改造而言，可以将公路低洼处的雨水抽送到既有雨水管线中，排放至河流中。新设挡水墙结构中，对于长度设置应与雨水径流长度一致，利用挡水墙引导雨水径流进入邻近河流。

4.5高风险内涝区域给排水基础设施改造

具体实现中，先针对过去内涝频发或者内涝严重的节点结合预测模型辨识风险程度，找出最易内涝节点。针对改造地区的实际状况，如周边环境，施工条件以及不符合现状排水流量要求的旧管线。一是可选择建设新雨水管线，出水端导入周边水体或者调蓄池，错峰排放。二是考虑到某些地区地下管线铺设空间不理想，可选择高风险内涝点附近设置雨水泵站形式来优化以促使泵站抽升能力增强，以达到快速排涝目的。

4.6根据实际情况，对给排水管道进行设计和改造

在对市政给排水管道进行设计与改造时，要注意具体的情况，同时也要结合地域特征等来进行分析，保证给排水管道的总体使用效果达到预期要求，适应城市发展需求。一是对于未得到政府部门扶持的供水管道重建，为保持其正常稳定，可采取加固与维修相结合的办法。通常在市政供水管道改造中，主要是对局部供水管道进行改造，所以加固修理方法是比较可靠。二是市政供水管道使用年限得到了政府部门的明确。如果不超过使用年限则市政供水管道可在平稳运行。但是当超过使用年限时，则需采取适当措施进行管道更换，不然会影响全市供水管道正常运行状态。为确保管道更换及时性和合理性，必须严格检测旧有给排水管道的使用年限，给出清晰的管道更换期限。最后，许多传统管道网在城市现代化发展进程中运行呈现明显滞后。有鉴于此，有必要根据城市现代化发展要求，设计一种新型管道网来代替这些传统管道网来确保市政供水管道能够长时间平稳运行。

4.7严格控制施工材料的质量

项目施工所使用的建筑材质对项目质量有很大的影响。有些物料达不到规格就会给整个工程项目带来很大的影响，质量问题的一再发生就会影响到给水、排水等管理系统的高效运行。实际施工过程中要对施工材料进行严格把控，可考虑如下几个问题：一是把控好材料来源。采购材料是材料管理中一个重点。为保证物料达标，在采购阶段，工作人员必须对生产企业和其物料的质量特点有一个全面的了解。精挑细选，选几家商业信誉不错的厂家；二是提高材料质量管理避免管道材料表面损坏带来的质量问题。运输材料的安全性也是大家一个特别关心的一个问题，企业要培养专业技术人员，强化工程材料控制，根据严格的施工标准来规范施工现场施工行为，根本上取缔因施工过程中不良行为而造成的施工质量问题。

4.8验证管道资料

信息化时代下，为了强化市政工程供水管道设计及改造的质量把控，就需要充足的信息以及完备的信息内容作为支持。对于供水管道改造方案的设计，需要对场地进行实地勘察并得到相关统计数据信息，再根据实际勘察结果给出施工具体方案。在此过程中需要仔细判断统计数据信息和现实情况的吻合程度。当检测到统计数据信息不符合现实情况时，应重新评估统计数据信息，依据最后评估结果制定符合现实情况的施工方案。市政供水管道最大的特点在于隐蔽性比较强，也是相关政府部门技术人员在管道核实过程中的一个重点和难点问题。所以在管道信息改造过程中相关工程技术人员必须先根据管道施工图纸，对给排水管道平面方位，边坡，管径，深度及水流走向等主要技术参数进行反复检查。与此同时，相关技术人员也要通过实地考察来评估各地区给排水管道使用情况，从而降低后期根据工程设计效果图施工难度，节约市政工程供水管道网改造成本。

5结论

总之，市政给排水设计优化的方式有很多，对市政工程给排水基础设施进行改善，优化，既能保证城市居民群体正常居住，又能对城市相关行业的开发建设起到运营支持作用。对给排水工程施工中所使用的设计方案进行不断地调整，促使设计方案更加合理，使地区发展和给排水工程相协调，建设完善的给排水系统和延长市政给排水工程使用年限。

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