研究市政道路给排水管网设计

研究市政道路给排水管网设计

胡月婷

苏州市给排水设计院有限责任公司

摘要：在市政道路基建当中，给排水管网系统作为重要的一部分基础设施，直接关系着人们的生产生活，对城市交通及防洪功能设施建设而言有着重要影响，更与城市环保、道路质量等各方面问题存在着关联性。确保管网设计满足科学合理性要求，对城镇居民生产及生活、城市工业企业生产运营、消防作业等具有保障作用。鉴于此，本文主要探讨市政道路当中给排水管网设计相关实施要点，旨在为业内相关人士对于这方面的研究提供一定的参考或者借鉴。

关键词：给排水；市政道路；管网设计

前言：

在城市道路规划当中，市政道路的给排水管网规划是其重要的内容之一，给排水管网设计是否科学合理，往往与市政道路建设有着密切联系，只有确保此项设计工作更好地落实下去，才可为市政道路的车辆行驶安全提供保障，且可满足周边区域居民及企业日常的给排水实际需求，是市政工程实际建设中的重点工作，需得到广泛关注及重视。

1、对市政道路当中给排水管网开展设计工作的重要意义阐述

给排水管网系统之中，给水管道负责输送人们所需求的饮用水、生活及生产用水；而排水管道，除负责雨水输送外，还负责输送无需特殊处理呈低污染度的部分生活污水、轻重度污染需得到污水厂综合处理的部分工业废水等，为城市生活日常的用水安全提供保障。完善市政整个排水系统，可促进居民日常生活污水及工业企业的生产废水都被顺利排出；对污水及时展开分流控制，并分类收集处理这些污水，防止工业污水对水资源及生态环境造成破坏；还可以促进地面雨水的有效排放，以免形成积水之后给人们生活造成困扰。可见，针对市政道路当中给排水管网积极展开设计工作，可对城市居民日常生活及工业稳定生产运行等起着一定保障作用，而且实践意义比较突出。

2、设计实施要点

2.1给水管网

1）充分把握好设计要求：密切联系实际，以确保城市用水充足及安全为基础保障，积极开展给水管网相关设计工作。充分结合当地城市总体规划及给水工程建设规划、供水区域地形、城市总体平面布设等情况，沿着现有市政道路或已经规划的道路进行敷设；结合城区范围总体规划与其实践方案，以近远期为视角做好统筹部署设计，兼顾近远期获利，防止重复投资的情况出现。给水管网配水管上面可设消火栓，值得注意的是，消防水泵及其水量需充足[1]；

2）科学预测水量及精准计算管径：市政道路给排水管网的设计需要进行详细的水力计算和管网分析，因此，根据城区的规划现状以及街坊的分布情况，统计日常生活五项用水量，包括家庭用水、商业用水、公共设施用水等，计算出日用水量最大值，然后再进一步计算得出管网日供水量的最大值，此外，还需要节点流量、沿线流量、总比流量等数据，才能最终确定管段的设计流量。

下面是管网直径算式：

D=    （1）

上述算式之中：D——管道直径（m）；

q——流量（m³/s）；

——管道经济性流速（m/s）.

3）严格实施消防校核：依照GB5094-2014消防给水和消火栓各项技术规范当中所规定给排水管网内的消防水压/水量等要求，市政道路当中给排水管网设计务必要充分满足于消防供水及消防作业、居民生活及其生产供水等需求；

4）优选管材：待管径确定好后，因管网整体需要承受来自于外部荷载及内部的给水压力，对此，实践中务必要考虑到市政道路周边的地质条件，确保管网运行耐久且安全，降低总体的漏损率，为后期施工和维护提供便利条件[2]。以此为基础，开展经济性及技术可行性的比选分析，而后，便可将管材优选出来。给水管网有非金属及金属两种材质的管道，不同材质之下，管道性能及其使用条件上均存在一些差异性。那么，现阶段，在市政道路当中给水管网部分，较为常用的管材以塑料管、钢管、球磨铸铁管为主，具体可根据工程项目的实际情况来合理选择；

5）明确管道位置：管道的敷设需要考虑多方面的因素，首先要基于给水管网系统工程总体规划来确定主干管道和支线管道的走向和布局，然后考虑管道的敷设是否会影响到道路的承载能力及稳定性等问题，同时还要避免与其他管道交叉等；

6）积极落实管网总体的工艺设计：在管网工艺设计之前，需要深入施工区域展开地质勘查工作，从而了解到地面的荷载情况，再确定给水管道的具体埋深，以确保管道的稳定性和安全性。与此同时，可设置接户管，这样极大地方便小区居民接入用水。在明敷给水管道时，如果是在寒冷地区，则要做好相关的保温处理，并且可设置伸缩设施，如此以来帮助管道在温度变化时进行伸缩，起到调节作用，减少管道变形的可能性；此外，市政道路给水管道可设消火栓，且分为地上和地下两种形式，二者间距以120m范围为宜，2个阀门中间位置应设消火栓，但数量上确保在5个以内。市政道路总体宽度若是＞60m[3]，则道路两侧位置应当呈交错状布设好消火栓，且要求布设至消防车便于到达位置；应该依规布设好阀门井，为分段检修提供便利条件，且对管道水压及水量做好适当调整；管道和阀门井之间需要用防水套管来连接，起到防漏水的作用；在三通和弯管等易产生拉力的位置设置支墩，以防止接口松动导致漏水问题；给水管网在穿越周边河道、公路及铁路情况下，务必结合现场情况做好必要性的各项防护措施；金属管道在实施埋地敷设情况下，内外防腐务必要落实到位，对存在着杂散电流的部分区域应当实施阴极保护。

2.2排水管网

因排水管道当中以雨水管道及污水管道为主，所以，本文侧重于从这两部分管道入手，对市政道路两侧的雨水管道及污水管道相关设计要点作出如下总结或阐述：

1）严格依照设计要求落实设计工作：针对雨水管道方面，务必要结合城市整体规划和雨水规划、街区及建筑布设现状，对市政道路的下方位置布设雨水管道。为提高排水效率和减小管道的长度，可采用合适的坡度和管径设计；合理设置雨水口的数量和位置，确保能迅速排水，减少因积水对行车造成的影响[4]；针对污水管道方面，务必考虑到城镇和工业企业现行规划基础上，对污水管道予以设计。在平面位置上则需考虑到所处地形地质、污水厂具体位置及污水种类情况，明确平面位置，做好合理定线工作，并将管道的基本走向明确，针对所选定位置，务必确保管道和地面二者坡度之间维持合理的关系。管道埋深不可过大，提升泵站尽量做到不设或少设；

2）精准计算总污水流量及管道管径：针对雨水管道方面，可依照算式（2）和（3），将雨水流量及管道管径数值算出。

Q=q*E*F   （2）

上述算式之中：Q——雨水流量（L/s）；

q——暴雨强度（L/s）；

E——径流系数；

F——汇水面积（h㎡）.

Q=X（1/n）*I1/2*R2/3     （3）

上述算式之中：X——过水断面总面积（㎡）；

n——粗糙系数；

I——水力坡降；

R——水力半径.

对于污水管道的规划设计，首先要了解污水管道该区域的人口密度、日均污水排放量等数据来估算污水产生量，并且结合面积比流量，再计算出污水管道总体流量，与工业企业的废水量相加，即为本段内所设流量范围内污水量，（4）为具体算式；针对污水管道实际管径数值算式为（3），以该算式为基础，管道流量及其坡度为已知项，将污水管实际管径算出即可。

Qar=Qa+Qn   （4）

上述算式之中：Qar——所设污水流量（L/s）；

Qa——生活污水总量；

Qn——工业企业总废水量.

3）管材优选及管道位置明确：针对雨水管道方面，现阶段常用管材是以塑料管及钢筋混凝土管这两种为主。可结合项目所处位置的地质地形基础条件、外部荷载及抗腐蚀性相关因素，严格依照技术实践要求，合理选用所需管材。管道位置上，应考虑到市政道路周边有较多的管道种类现状，雨水管道应该设置在非机动车道路下面，而且要确保与各雨水口位置连接。在道路的两侧位置，接户支管需每间隔一定的距离再设置[5]。对于污水管道的敷设与地质、载荷、市政道路的规划等因素相关，再综合考虑后可确定，那么对于污水管道的材料选择，需经过性能、经济等因素的对比分析，且结合项目的具体特点来选择；针对管道位置明确方面，因市政道路周边埋设管线较多，为便于后期施工和维护监管，就应当落实好合理规划相关工作。当管线交错纵横，管位紧张情况下，可以考虑到埋深情况，选取机动车道下方位置为管道布设点。道路红线＞40m情况下，两侧可设污水管道，为两侧用户日常污水可以顺利接入提供便利条件；

4）积极落实管道总体的工艺设计：针对雨水管道方面，考虑到地形地质、冰冻深度现状，将管道埋深、检查井具体材质及其形式明确下来；雨水管道在总体衔接方式上可选管顶平接；要求雨水管道具体布设时候，每间隔约150～200 m位置设雨水专用的收集井；在设计雨水口时，可以选择垂直入口或水平入口的形式，可选择200mm管径的连接管并设0.01坡度；在道路交叉地段，或者是坡度较大的位置，可考虑使用双算形式的雨水口，这能更有效地排水；在市政道路的立体交叉位置，雨水积聚较多，则可设计专门的排水系统。排出口若无法自流排除，则可设泵站排除，防止积水问题出现；针对污水管道方面，结合冰冻深度，将管道覆土最小深度明确，防止管道受污水及土壤冻胀相关因素影响而受损；尽量减少道路地面所承受荷载对埋设管道产生影响，防止管道严重受压而出现程度不同损坏情况；管道所设最小埋深应当可确保道路两侧位置可以顺利接入用户污水；结合地质条件，将检查井具体材质和形式明确下来，间隔150~200m位置可设污水专用的采集井；污水管道如果无法自流排出，可设成压力管，兼顾着水锤影响因素，对管道最高位置设排气孔[6]。管道呈平直状布设时候，确保间隔适当距离范围设排气阀，确保管道内部积气可顺利排出。为便于后期管道维修，对管道低点处可设泄水阀，确保管道积水可及时排除；道路两侧地面呈大坡度情况下，管道坡度受速度限制，不可设置过大，选取适宜位置可设跌水井。此外，无论是雨水管道。还是污水管道，待管道整体施工结束，务必及时展开闭水试验，对检查井处可设防坠网。

3、小结

总而言之，只有充分结合市政道路当中给排水管网建设项目所处区域具体情况及管网设计实施要求，考虑到多种因素之下，精准计算总污水流量及管道管径，积极落实管材优选及管道位置明确工作，并落实好管道总体的工艺设计，才可确保给水及排水管网总体布设工作落实到位，符合实际的各项需求，为市政道路两侧位置车辆日常行驶提供安全保障，且确保周边居民、工业企业等日常供水、排水各项需求均得到满足，达到较好的设计成效。

参考文献：

[1] 郝传宝,鲍林,陈敏.现代市政道路给排水管道工程设计与施工研究[J].住宅产业, 2023(7):66-68.

[2] 马智博,刘剑.市政给排水管道的设计问题分析及对策探讨[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2022(8):3.

[3] 于璐.现代市政道路给排水管道工程设计[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2022.

[4] 郭骁健.市政道路给排水管道的设计与施工要点分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2022(3):4.

[5] 张骥.市政排水管线设计优化方案探究[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术, 2023(012):000.

[6] 赵建伟,李佳佳,赵航.市政工程中给水管道的输水方式及管网分区设计方案优化[J].中国厨卫, 2022(10):0157-0159.