市政给排水管道布置设计与技术分析

市政给排水管道布置设计与技术分析

杨靖武

云南建凌建筑工程有限公司 云南 昆明 650000

摘要：市政给排水管道布置的科学设计和合理的技术运用可以优化城市基础设施布局、提高水资源利用效率、促进城市的可持续发展，从而更好地满足日益增长的人口需求、改善居民生活质量，并减少对环境的不良影响。基于此，文章探讨了市政给排水管道系统布置的设计，详细介绍了市政给排水管道铺设技术施工步骤，希望提供合理的设计和施工指南，确保市政给排水管道系统稳定运行。

关键词：市政工程；给排水管道；布置设计；技术要点

引言

科学合理的给排水系统设计是保障城市运行和发展的基石，也是实现可持续城市发展目标的关键环节。在市政给排水管道布设设计时，系统设计应与城市规划相协调，充分考虑土地利用状况。合理的土地利用规划能够降低管网建设成本，提高系统运行效率，且通过对技术的优化与创新，能够提升施工效率与质量，所以需要明确设计与施工技术关键要点，采用科学的设计方案，确保市政给排水工程能够顺利落实。

1市政给排水管道设计原则

（1）系统容量。市政给排水管道系统设计应根据预计的用水需求和废水排放量确定适当的系统容量。通过评估人口增长、工业发展、城市扩张等因素以满足城市的用水和排水需求，充分考虑水平衡和峰值需求，确保系统能够稳定供应并排放废水。

（2）水力计算。准确的水力计算是市政给排水管道设计的基础。通过使用水力公式和模型对管道的流量、压力和泵站的运行进行计算和分析，根据城市的地形、管道的长度、导流方式等因素确定适当的管道尺寸和坡度，以确保水流顺畅、压力稳定和能源效率[1]。

（3）管道材料。选择适当的管道材料是确保管道系统耐久性和安全性的关键。根据特定应用需求和环境条件选择耐腐蚀、耐用和高强度的管材，如钢管、塑料管、复合材料管等。同时，应考虑管道材料对水质的影响，确保供水符合卫生标准。

（4）管网布局。通过优化管道的走向、连接方式和排水设施的设置减少管道的弯曲、阻力等因素，提高水流畅通性和供水效率，充分考虑地形、土壤条件、建筑布局等因素，确保排水系统的全面覆盖和运行稳定。

（5）环境可持续。市政给排水管道设计应注重环境可持续性。在设计中注重节能减排和资源循环利用，考虑管道维护和修复所需的能源消耗和碳排放，通过控制废水排放、合理利用雨水和灰水、采用绿色基础设施等措施降低对环境的影响。

2市政排水管道设计与技术要点分析

2.1排水体制选择

市政排水工程包括雨水系统和污水系统两部分，两者之间应相互配合、有效衔接，充分发挥排水系统能力。市政排水体制分为合流制（完全直排式合流排水和截流式合流排水）和分流制排水（完全分流排水和截流式分流排水）。当前，市政排水中常用的排水体制完全分流排水，即将雨水系统和污水系统完全分离，雨水系统不经处理排入河道，污水系统内的污水先汇入污水厂处理，排放标准满足GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求后，再排入河道。需注意，同一城镇的不同街道是可选择不同排水体制的。

2.2排水流量设计

设计流量是指导市政排水管道设计的基础数据支撑，计算结果会对排水系统的安全性和经济性起到决定性作用。

2.2.1雨水流量计算

由GB50014—2021《室外排水设计规范》可知，市政排水管渠的设计流量Q可按“推理公式法”计算，见式（1）：

Q=ΨqF                                     （1）

式中，Q为雨水设计流量，L/s；Ψ为径流系数，取值见表1；F为汇水面积，ha；q为设计暴雨强度，L/（s·ha），在某一时间段内单位面积上的降雨量，与降雨历时、降雨重现期等因素有关，各个地区的设计暴雨强度不同。

表1城市路表径流系数

如果采用式（1）来校核城市内涝，应提高表1中的径流系数。设计重现期为20~30a、30~50a、50~100a时，径流系数分别提高10%~15%、20%~25%、30%~50%。如果提高后的径流系数＞1，直接取1。此外，在汇水面积超出2km2的条件下，还要考虑地面渗透性能和区域降雨的时空分布不均匀性。

2.2.2污水流量计算

城市污水系统应先计算旱季设计流量，并利用雨季设计流量进行校核。城市分流制污水系统旱季设计流量可按式（2）计算：

Qdr=KQd+K′Qm+Qu                              （2）

式中，Qdr为污水系统旱季设计流量，L/s；K、K′分别为综合生活污水量变化系数和工业废水量变化系数，无量纲；Qd、Qm、Qu分别为设计综合污水量、设计工业废水量、入渗地下水量，L/s，其中入渗地下水量只在地下水位较高的区域考虑。

2.3管材材料选择

市政给排水常用的管道材料有混凝土管道和塑料管道两大类。

2.3.1性能对比

混凝土管道和塑料管道的性能对比如表2所示。

表2塑料管与刚性管技术性能比较

2.3.2施工和经济对比

刚性管基础一般是混凝土条形基础，塑料管基础为砂垫层。在管道埋深相同的条件下，混凝土条形基础的造价远大于砂垫层。因此，即使塑料管单价比混凝土管贵，考虑到基础造价，塑料管仍具有一定的经济优势。此外，混凝土管施工工艺复杂，需要机械设备较多，且施工工期长；塑料管施工方便，人工搬运即可，且施工周期短。

2.4管道铺设流程及要点

市政给排水管道的正确铺设对系统的长期功能性和耐久性至关重要。以下是管道铺设的主要步骤：

（1）挖掘：根据批准的设计图挖掘沟槽或坑，确保管道有适当的深度和宽度。注意防止损坏附近现有的公用设施或结构。

（2）垫层和回填：准备管道垫层，在沟槽底部铺设一层适当的颗粒材料，以提供稳定的支撑，用压实的材料小心地回填管道周围的沟槽，以提供额外的支撑并防止日后沉降。

（3）管道对齐和放置：根据设计布局准确对齐管道，同时，考虑管道坡度和对齐要求。使用适当的方法，如激光水平仪或安装指南，确保精确放置。

（4）接合和连接：遵循制造商的指导原则，使用经批准的方法和材料正确密封和连接管道，不同类型的管道需要特定的连接技术，如焊接、溶剂粘合或橡胶垫片，以保持管道完整性，防止泄漏。

（5）测试：根据当地法规的要求进行各种测试，包括压力测试、泄漏测试和流量测试，以确保管道安装的质量和性能以及验证系统的功能性和完整性。

2.5施工质量控制和验收标准

（1）检查和监督：指派合格的检查员或监理人员监督施工过程，确保符合批准的设计规范、法规和施工规范。

（2）材料质量保证：核实施工中使用的所有材料的质量和规格进行随机抽样测试，检查材料的强度、耐久性、抗腐蚀性或抗化学降解性。

（3）质量控制测试：进行质量控制测试，如管道水压力测试、结构完整性检查和目视检查，以确定任何缺陷或与要求标准的偏差[2]。

（4）最终检查和验收：对已完成的管道布局进行最终检查，确保其符合所有要求的规格和验收标准，验收结果令人满意方可正式验收并交付使用。

结语

综上所述，通过对市政给排水工程的管道设计与施工技术方案进行全面总结，希望可以对同类型工程起到一定的借鉴作用，推动我国城市基础设施工程更好地建设与发展。

参考文献

[1]孔德宇.市政给排水管道布置设计重点与技术措施[J].智能城市,2021,7(16):65-66.

[2]王文君.市政给排水管道布置的设计原则与技术分析[J].住宅与房地产,2019(36):81.