浅谈城市市政排水管网设计
王二平(邢台市规划设计研究院)
【摘要】：排水管网的建设是城市基础设施建设的一个重要组成部分，其规划设计、体制选择、城区管网改建、管理维护等方面的实施，在经济建设的发展、城市的环境免受污染、保障人民健康与日常生活方面均起着至关重要的作用。
【关键词】：排水管网市政建设设计
近年来，城镇环境工程建设发展迅速，作为配套设施的排水管网设计与建设资金、居民生活及市容环境关系密切。
随着城镇化速度的加快，排水管网无论是污水管网还是雨水管网，它们的规模和工程投资日益庞大，管网的设计中新建或改、扩建受到的约束条件也越来越多，而管网作为现代化城市不可缺少的重要基础设施，通常占给排水工程总投资的50％～70％。
因此，排水管网设计的合理与否直接影响整个排水工程建设投资，以及日后维护投资和使用效果。
1市政排水管网现状
1.1规划设计问题
排水管网规划的制定应符合城市总体规划和区域规划，它与城市其他单项工程建设要密切配合，如城市功能分区布局、建筑界限、道路规划、地下其他设施规划等，要从全局观点出发合理解决，使其构成有机整体。
同时，排水系统规划设计是动态的，在排水体制、排水量标准、排水主干管的定线工作完成以后，可以根据实际情况进行局部调整，以利于工程的具体实施。
另外，排水管网建设有其自身的特点，因为它建设完成后使用期限有时长达四五十年以上。
因此，城市排水管网规划设计应比城市总体规划年限更长些，排水量的计算应从多方面预测并要留有发展余地。
1.2排水体制问题
排水体制关乎整个排水设计，当前的大部分排水体制均需改制。
排水系统的体制一般为合流制和分流制，混合制也是城市中常有的系统，是具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现的。
在大城市中，因各区域的自然条件以及修建情况相差较大，因此要因地制宜地在各区域采用不同的排水体制。
2排水规划设计的制定与调整
排水工程的规划制定要符合城市总体规划和区域规划，它与城市和工业企业中其它单项工程建设要密切配合，如规划期限、设计规模、建筑界限、道路规划、地下设施规划等，要从全局观点出发合理解决，使其构成有机整体，一旦规划形成就要以此为依据进行排水管网工程建设。
但规划设计同时又是动态的，它要根据发展的具体情况来进行调整，这个调整是在排水体制的确定、终端处理厂的选址、排水量标准、排水池定线等已确定的前提下完成，是最终规划的完善与补充，它不能推翻前期所做的全部或大部分工作，这样的调整有利于工程的具体实施。
3排水管道工程设计
3.1排水管网的布置
排水管网的布置原则要在准确敲定排水水域和体制的前提下山主要干道到分支干道的顺序进行布置使管线最短、埋深最小，充分利用重力作用处理雨水和污染水流近远期的施工要结合起来留有一定的发展空间。
排水管网常见的是采用树状网按地形区域分又有正交式、截流式、平行式、分区式、分散式、环绕式。
正交式能够让干管与水体垂直特点是管线长度短管径比较小，且成本低，排放污水速度快，适用于雨水较多的排水系统截流式是沿主干道设置的特点是环保，污染小，特别适用于分流治理污水的排水系统平行式可以让干管与河道保持平行，特点是水利条件好适用于坡度倾斜较大的地区分区式适用于阶梯地势，特点是能够利用分区地势排水节约电力能源分散式应用在有多处排水口的系统适用于地势平坦的地区特点是埋深浅方便利用污水进行灌溉。
环绕式可沿主体工程布置主要的干管特点是成本低廉，需要的污水处理厂和泵站相对能够减少很多。
3.2.1污水管网的布置
污水管网布置要确定排水区域，选定污水处理厂和出水口的位置还要有精确的管道定线确定泉站位置来服务抽升区域丘陵地区山分水线包围的地区就可以认为是排水水域地形平坦的地区要按照面积的大小进行划分排水区域。
污水厂和出水口的选择原则为:(1)出水口在城市下游； (2)出水口不能在回水区域，避免水流污染；(3)污水处理厂要在河流下流流域，靠近出水口；(4)污水处理厂与居民区保持在300m以上的卫生距离；(5)污水厂要建设在不容易发生洪水的区域，留有扩建余地。
污水管道定线原则一般是尽量使管线最短充分利用重力流自动排出污水。
泵站的位置要衡量地区卫生条件，挣得建设、环保部门的允许。
同一平面的管线布置次序为:电力电缆，通讯电缆，煤气管道热力管道，给水管道，雨水管道，污水管道。
管线布置冲突解决原则是为建设让已建设临时性让永久性小管径让大管径压力管道让无压力管道，可弯让不可弯的。
3.2.2雨水管网的布置
城市道路的雨水管线应平行于道路的中心线或规划红线。
雨水干管一般设置在街道中间或一侧，并宜设在快车道以外，当道路红线宽度大于60M时，可考虑沿街道两侧作双线布置。
由于雨水管道施工及检修对道路交通干扰很大，因此，雨水干管应尽可能不布置在主要交通干道的行车道下，而宜直接埋设在绿带或较宽的人行道下，并注意与行道树、杆柱、侧石等保待一定的横向距离。
此外，雨水管线还应尽可能避免或减少与河流、铁路、以及其它城市地下管线的交叉，避免造成施工困难；必须交叉时，应尽量正交，并保证相互之间有一定的竖向间隙。
雨水管与其它管线发生平交时其它管线一般可用倒虹管的办法。
如雨水管和污水管相交，一般将污水管用倒虹管穿过雨水管的下方。
如果污水管的管径较小，也可在交汇外加建窨井，将污水管改用生铁管穿越而过。
当雨水管与给水管相交时，可以把给水管向上做成弯头，用铁管穿过雨水窨井。
由于雨水在管道内是靠本身重力而流动的，所以雨水管道应由上游向下游倾斜。
雨水管的纵断面设计应尽量与街道地形相适应，即管道纵坡尽可能与街道纵坡取得一致。
这样，不致使管道埋设过深，可节省土方量。
因此在城市道路纵断面设计时，应考虑雨水的排除问题，为排除雨水创造条件。
另外，路面上汇集的雨水往往带有尘土、沙、煤屑等物，易于在管道内沉淀，因此要求管道内雨水宜有较高的流速，以防止或减少沉淀，其设计流速常采用自清流速，一般为0.75米／秒，这就要求而水管的最小纵坡不得太小，一般不小于0.3%。
为了满足管中雨水流速不超过管壁受力安全的要求，对雨水管的最大纵坡也要加以控制，通常道路纵坡大于4%时，为了不使雨水管纵坡过大，需分段设置跌水井。
管道的埋设深度，对整个管道系统的造价和施工影响很大，管道越深则造价越高，施工越困难，所以管道埋深不宜过大。
管道最大允许埋深，根据技术经济指标及施工方法决定，一般在干燥
土壤中，管道最大埋深不超过7～8M，地下水位较高，可能产生流沙的地区不超过4～5M。
雨水管的最小埋深等于管直径与管道上面的最小覆土深度之和，最小覆土深度，一般根据而水管可能承受的外部荷载、管材强度，当地冻深以及临街建筑内排水支管的连接要求坡度等，结合实际经验确定。
在车行道下，管顶最小覆土深度一般不小于0.7M。
在管道保证不受外部荷载损坏时，最小覆土深度可适当减小。
至于北方冰冻地区，则要依靠防冻要求来确定覆土深度。
不同直径的管子在检查井内衔接时，应使上下游管段的管顶等高，称为管顶平接，这样可以避免在上游形成回水。
4结束语
随着城市的发展，排水管网的设计一定要联系实际，设计前必须做好现场踏勘工作，详细了解现状，把握好设计细节，这样才能把规划和实际有机结合起来，避免设计与现实脱节带来不必要的损失，实现排水管网系统安全、经济、可持续的设计目标。
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