摘要:本文結(jié)合市政道路排水工程設計實例,對市政排水工程規(guī)劃存在常見問題作了初步分析,并提出了一些改進建議。
　　關(guān)鍵詞:排水規(guī)劃論文;市政工程論文;排水工程設計
　　一、前言
　　市政排水設施包括污水和雨水兩套系統(tǒng)，是保證城市地面水及時排除、防治城市水污染，并使城市水資源保護得以良性循環(huán)的必不可少的基礎設施。
　　我國排水工程建設初創(chuàng)于50年代，到80年代以后，隨著城市化進程的加快和城市水污染日益得到重視，市政給排水設施建設得到較快發(fā)展，但市政道路排水設施仍存在各種問題有待解決：如系統(tǒng)的防洪排水能力不足；平坦地區(qū)的排水管渠的坡度偏小易淤積；部分地區(qū)的排水設施不成系統(tǒng)易形成內(nèi)澇等。追蹤這些問題的原因有設計參數(shù)選取不合理、設計遠期預見性不足、日常維護不到位、氣候等自然條件變化等諸多原因。通過對許多工程設計的總結(jié)，我們認為市政道路排水工程設計能否更好地避免這些問題的發(fā)生，做到經(jīng)濟合理，運行安全，受市政排水工程規(guī)劃的影響較大。
　　二、市政道路排水工程設計的任務論文
　　市政排水是指城市生活污水，工業(yè)廢水，大氣降水(含雨,雪水)徑流和其他棄水的收集、輸送、凈化、利用和排放。市政排水工程設計主要指建設在市政道路上用于收集、輸送和排放城市雨水、污水的市政給排水設施(排水管網(wǎng)及其附屬構(gòu)筑物)的設計。
　　三、市政給排水工程規(guī)劃的主要內(nèi)容
　　規(guī)范GB50318-2000《市政給排水工程規(guī)劃規(guī)范》市政給排水工程規(guī)劃是市政道路排水工程設計的重要依據(jù)。市政給排水工程規(guī)劃的主要內(nèi)容有：劃定市政給排水范圍，預測市政給排水量，確定排水體制，進行排水系統(tǒng)布局；原則確定處理后污水污泥出路和處理程度；確定排水樞紐工程的位置，建設規(guī)模和用地。市政給排水工程規(guī)劃一般分為城市總體規(guī)劃中的排水專項規(guī)劃，某一規(guī)劃區(qū)(如工業(yè)園區(qū))的總體規(guī)劃中的排水專項規(guī)劃和某一規(guī)劃區(qū)(如工業(yè)園區(qū))的控制性詳細規(guī)劃。
　　市政排水工程設計是一個系統(tǒng)工程。排水工程規(guī)劃的目的之一，是通過規(guī)劃在排水收集、輸送、凈化、利用和排放幾個環(huán)節(jié)上的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使各環(huán)節(jié)的排水設施建設工程規(guī)模適宜、投資合理、運行中合理利用能源和資源。因此,市政排水工程設計必須首先依據(jù)當?shù)氐倪m用的各階段排水工程規(guī)劃。
　　四、市政排水規(guī)劃存在常見問題舉例
　　一）市政排水工程規(guī)劃與城市用地豎向規(guī)劃,防洪規(guī)劃不相協(xié)調(diào)工程實例:
　　某沿海城市濱江路道路工程設計，該道路位于規(guī)劃新區(qū)內(nèi)。新區(qū)規(guī)劃面積10km2是該市新的行政文化教育中心，規(guī)劃新區(qū)內(nèi)主體河流內(nèi)江由北往南流入大海，該市海岸潮汐屬于不正規(guī)日潮為主的混合潮型：最高潮位3•75m(標高采用黃海基準,以下同)，多年最高潮位平均值為3•55m，低潮位平均值為-2•30m,，20年一遇高潮位3•63m,，50年一遇高潮位3•82m，規(guī)劃新區(qū)內(nèi)水面平均高程0•91m。規(guī)劃新區(qū)整個場地北高南低,兩側(cè)高，中間低地形起伏較小，高程小于11m的區(qū)域占84%，小于5m的區(qū)域占54•4%，規(guī)劃新區(qū)防潮保護標準采用50年一遇的實測潮高3•9m，整個場地最低控制標高4•2m，規(guī)劃的道路最大縱坡≯3•5%，最小縱坡≮0•3%。按上述的規(guī)劃,濱江路的道路設計為:路線L為1•7km，全線最大縱坡0•581%；最小縱坡0•3%。道路中心線設計路面高程4•2m~6•1m。相應其道路兩用地高程為4•5m~6•4m。
　　1、城市用地豎向規(guī)劃，高程無法保證，排水工程設計不符合防洪要求。按規(guī)劃新區(qū)的雨水規(guī)劃,在規(guī)劃區(qū)內(nèi)沒有設置雨水排撈泵站，所有道路或小區(qū)排水均按重力流的方式排放。在采用重力流直接向河流排放的雨水管，只有其設計雨水管內(nèi)底高程高于內(nèi)江的某一潮位高程時，才能保證暴雨期且內(nèi)江漲潮至此潮位高程時的排水暢通，按防洪規(guī)劃，排水工程設計應確保在內(nèi)江50年一遇的實測潮高3•9m時的排水安全。
　　本工程設計雨水按就近排放的原則，工程設計范圍的雨水管分3段(相應分3個雨水排出口)，各段的管道長度分別為480m、340m、980m，3個設計管段的最不利點雨水口的地面標高分別為4•05m、4•07m、4•05m，由于與內(nèi)江潮位相比道路設計路面高程相對較低，使各設計管段的最不利點雨水口的地面標高與50年一遇的實測潮高3•9m的高差(壓力差)約為0•15m，規(guī)劃區(qū)內(nèi)沒有設置雨水排撈泵站，所有道路或小區(qū)排水均按重力流的方式排放。55m的高差(壓力差)約為0•5m，如果要保證最不利點在50年一遇的實測潮高或多年平均高潮位，設計暴雨重現(xiàn)期為2年的情況下排水暢通不造成積水，設計雨水管無論采用壓力流或重力流設計均不可能達到要求。
　　2、城市用地豎向規(guī)劃存在問題的原因分析。可見，由于規(guī)劃區(qū)用地豎向規(guī)劃的地面高程太低，導致了排水工程設計無法滿足防洪規(guī)劃要求，而防洪規(guī)劃中也沒有提出對排水工程設計可降低防洪標準的要求。城市用地與道路、交通、地面排水防洪以及項目建設的近期和遠期的結(jié)合，局部與整體的協(xié)調(diào)等矛盾，只有通過用地合理的豎向規(guī)劃來解決。在規(guī)劃新區(qū)內(nèi)類似本工程的排水狀況尚存在,我們認為其原因是，在規(guī)劃新區(qū)的規(guī)劃過程中，沒有做好排水工程規(guī)劃與城市用地豎向規(guī)劃。防洪規(guī)劃的協(xié)調(diào)，或者是僅考慮提高用地高程會增加土方工程的造價，而沒有考慮所在地區(qū)的重要性及排水不暢的后果，因為該市雨量充沛，降雨集中，多臺風，臺風帶來的暴雨強度大，對雨水排放不利。此外,應對土方工程與排水工程的投資進行比較論文。
　　3、采用重力流和短管壓力流兩種方式進行排水工程設計
　　對城市用地豎向規(guī)劃高程太低的存在問題，在設計評審中有關(guān)規(guī)劃部門答復不預調(diào)整，為了使排水工程設計在受條件限制的情況下盡可能合理，結(jié)合本工程特點，我們雨水設計中對各管段的水力計算處理為：管段起點至最不利點按重力流設計，最不利點至出水口在設定相對合理的安全潮位下按短管壓力流設計。安全潮位是指當內(nèi)江潮位不高于此高程時，設計雨水管段能在滿流的情況下以壓力流的形式排水,并可保證排水暢通。計算結(jié)果:
　　第1段管道總長L為480m,最不利段管道L為120m安全潮位3•05m;
　　第2段管道總長L為340m,最不利段管道L為260m安全潮位2•65m;
　　第3段管道總長L為980m,最不利段管道L為640m安全潮位2•65m。
　　這樣的處理方式雖然達不到規(guī)劃新區(qū)50年一遇防洪標準的要求，但與每一設計管段全部按重力流排放形式設計的雨水管相比，安全性得到了提高。當然在同樣的設計坡度下由于加大了管徑,也就增加了工程造價(本排水工程造價增加了13%)。當出內(nèi)江潮位高于設定的安全潮位同時下暴雨(暴雨重現(xiàn)期為2年)時，最不利附近區(qū)域會出現(xiàn)排水不暢的情況，要解決這一問題，應在規(guī)劃新區(qū)內(nèi)適宜的位置設置排澇雨水泵站。
　　二）污水管網(wǎng)規(guī)劃中豎向高程和污水提升泵的設置站缺乏合理性,系統(tǒng)性的論證工程實例:
　　某市新的城市開發(fā)區(qū)城南區(qū)，規(guī)劃面積約13km2，規(guī)劃污水排放量44300m3/d，在規(guī)劃區(qū)內(nèi)污水主干管末端設置了一座規(guī)模40000m3/d的污水提升泵站，即規(guī)劃區(qū)內(nèi)的大部分污水需經(jīng)泵站提升后才能排至污水處理廠。
　　當?shù)卣�府為了加快新城區(qū)的開發(fā)，在進行城南區(qū)內(nèi)最主要的南北走向的主干道施工時，同時開展了十多條與主干道交叉的東西走向的道路設計。在設計過程中，幾個項目從不同的程度上發(fā)現(xiàn)了城南區(qū)規(guī)劃污水提升泵站位置設置的不合理性，而引起污水管網(wǎng)豎向高程規(guī)劃不合理，本文以其中一個項目的設計進行論述。
　　本工程為城南區(qū)的一條東西走向的城市次干道，紅線b為28m，路線L為1•9km，設計路面標高為124.516~127.372m，設計污水管單側(cè)布置，按原規(guī)劃污水提升泵站在路線中部的西北角，泵站所在位置地面標高129~132.5m，由于有其他道路的污水管接入，污水提升泵站進水管的管底高程為112.11m。
　　1、污水管埋深不合理存在的問題論文
　　按原污水提升泵站設置的位置進行本工程設計污水管道埋深11m~15m的長度約為路線長的50%,且排水坡度與道路坡度相反,出現(xiàn)了如下不利于工程建設的問題:
　　(1)按國家鋼筋砼管的使用標準,一般Ⅲ級管可達到最大覆土為9m,塑料排水管超過8m覆土后也不能選用,因此,需采用暗渠形式排水,與采用管道相比，由于埋深太大，暗渠施工周期長，增加了施工的不安全因素。
　　(2)工程造價較高：根據(jù)本工程的地質(zhì)報告此路段上，除局部約1m的殘積土外,從高程100m~130m的范圍均為灰?guī)r，管渠埋深太大，造開挖回填土石方量大。
　　(3)泵站原選址位置現(xiàn)狀地面標高129m~132.5m，則泵站的進水池開挖為17m~20m，泵站的建設投資相對較高。
　　(4)管渠埋深太大，不僅施工及其困難，今后的維護將是十分困難的。
　　2、污水管埋深不合理的原因分析
　　由于原污水提升泵站設置的位置不合理，造成了污水管埋深太大，即造致了規(guī)劃區(qū)污水管網(wǎng)豎向高程的不合理。據(jù)了解，原污水提升泵站規(guī)劃位置的確定主要考慮的因素是設在某綠化區(qū)的附近，以減少對周圍居住區(qū)的污染。在排水工程設計中，對單項的設計通過管材、基礎、施工方法等的合理選用以降低市政排水管網(wǎng)的投資是較有效的，確定合理的排水管設計高程也是節(jié)約投資的重要一方面。而合理的高程需依據(jù)合理的排水規(guī)劃，從設計中發(fā)現(xiàn)的不合理性來看，顯然規(guī)劃區(qū)的污水管網(wǎng)豎向高程和污水提升泵站的設置缺乏技術(shù)、經(jīng)濟全面的論證，片面考慮對社會環(huán)境的影響，而技術(shù)、經(jīng)濟論證應結(jié)合規(guī)劃區(qū)的地質(zhì)條件、當?shù)氐墓懿膩碓础⑹┕�條件及今后管網(wǎng)和污水提升泵站的運行,管理費用等方面進行論證。
　　3、規(guī)劃調(diào)整污水提升泵站后的設計效果論文
　　從造價、維護、施工等角度綜合考慮，設計提出了調(diào)整規(guī)劃污水提升泵站的建議，調(diào)整至路線設計終點東南角，現(xiàn)狀地面標高較低(約124m)，靠近在建的南北走向的主干道污水管擬接入污水提升泵站的一側(cè)，之后在有關(guān)規(guī)劃部門的充分論證和協(xié)調(diào)后，城南區(qū)的污水提升泵站的位置作了合理的調(diào)整，使原存在問題的幾個項目問題均得到解決。污水提升泵站調(diào)整后，比原規(guī)劃位置現(xiàn)狀地面標高降低5m~8m，由于污水泵站位置的設計污水管的流向，本工程原污水管道埋深為11m~15m的管段,管道埋深改為3m~6m，本工程的排水工程造價降低了29%。
　　三）在城市建設中不按規(guī)劃控制與排水工程重要出水口相關(guān)的道路建設
　　排水工程規(guī)劃確定的重要出水口是根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)的布置及當?shù)厥芗{水體的條件確定的，如果隨意改變將造成不良的后果。某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)按詳細性控制規(guī)劃的一條次干路由于用地已被學校建設使用，經(jīng)濟開發(fā)區(qū)確定不按規(guī)劃建設，要求設計單位按取消該次干路的做法進行相關(guān)道路的設計，而該次干路在排水工程規(guī)劃中作為附近區(qū)域的雨水排水主干道所在地，且靠近雨水受納水體，取消該次干路需調(diào)整相應的排水工程設計，造成了設計工程的排水工程部分造價增加13%。
　　四）市政給排水工程規(guī)劃編制滯后,不確定因素多
　　在市政道路排水工程設計過程中，往往出現(xiàn)道路要求盡快建設，而設計所需的排水工程規(guī)劃沒有編制或在修編中，造成了一些排水工程不能與道路工程同期設計、同期施工的現(xiàn)象，從而造成道路建成后的重復開挖的浪費，有時設計完成后或排水工程已在施工中，排水工程規(guī)劃由于各種原因需修改，同樣造成了設計的重復工作或工程改造的浪費。
　　五、對市政給排水工程規(guī)劃編制和執(zhí)行管理的改進建議
　　為了在市政道路排水工程設計更好地避排水設施存在問題的發(fā)生，使設計做到經(jīng)濟合理、運行安全，通過對設計實例的分析，現(xiàn)對市政給排水工程規(guī)劃的編制和規(guī)劃的執(zhí)行提出一些改進建議。
　　(1)認真做好規(guī)劃前期的調(diào)查研究，使規(guī)劃內(nèi)容更符合當?shù)氐臈l件。
　　(2)在規(guī)劃編制中應注意與給水工程、環(huán)境保護、道路交通、水系、防洪以及其他專業(yè)規(guī)劃的相協(xié)調(diào)。
　　(3)應重視規(guī)劃的、科學的、全面的技術(shù)和經(jīng)濟論證，避免片面的因素干擾。
　　(4)應重視市政給排水工程規(guī)劃編制的超前性和嚴肅性，需更改規(guī)劃時應作充分論證。
　　(5)在執(zhí)行規(guī)劃的過程,政府各級管理部門應加強執(zhí)行規(guī)劃的力度,從根本上改善城市的環(huán)境水平。
　　六、結(jié)束語
　　由于市政給排水設施的功能和特性，使其工程規(guī)模大、投資額大、施工難度大、工期長且在運行中消耗大量的能源和資源。按一般工程的設計經(jīng)驗，市政道路排水工程的工程費用占道路各專業(yè)的總工程費用的30%。因此，市政道路排水工程設計具有重要的地位，改進排水工程規(guī)劃的有關(guān)工作,確保更科學、合理的排水規(guī)劃的執(zhí)行，將給設計提供更好的條件。