1、山區老城區排水管網改造的設計與實施熊家晴(西安建筑科技大學環境與市政工程學院, 陜西西安710055摘要:簡要分析了山區老城區排水管網布置的特點及排水管網改造的重要性, 結合具體的工程實例介紹了改造中有關現狀管網的勘測、排水管道現狀輸水能力的校核、排水管道的設計與布置、局部合流管道雨水的超越、障礙物的穿越、改造工程的實施等方面的體會。關鍵詞:山區老城區; 排水管網; 排水體制中圖分類號:T U991. 2文獻標識碼:C 文章編號:1000-4602(2005 02-0067-04D esi gn and I m ple m en t a ti on of Sewer Net Recon str

2、ucti on i nM oun t a i n ous O ld Urban AreaX I O NG J ia 2(School of Environm en tal and M un icipal Eng an andi Abstract:net i of reconstructi on in mountainous old ur 2ban p r cases, intr oducti on was given t o the experiences with cur 2rent se on, including the survey, checking on the current w

3、ater trans portati on capacity, design and overall arrange ment, overfl ow of st or m fr om l ocal combined syste m , passing thr ough of barrier, and i m p le mentati on of the reconstructed p r oject, etc . . Key words:mountainous old urban area; se wer net; se werage syste m1山區老城區排水管網的特點地形復雜。山區老城

4、區一般地勢起伏、道路坡度大、條塊分割嚴重, 常常形成各種不同高程的臺地, 各臺地地面標高相差較大。分流與合流并存。管網系統布局分散, 排水口多?，F狀排水管道多是分階段配合城市建筑與道路建設而敷設, 走向依道路坡向, 且坡度隨地勢起伏, 敷設在地勢較高道路上的污水干管埋深較小, 導致部分區域的生活污水無法排入污水干管。城區往往被分割成幾個獨立的排水區, 每一個排水區內又形成許多互不相連的排水管網, 因而眾多的排水口排入低洼溝渠或自然水體, 對城市地表水及地下水造成污染。管渠并用。早期建設的溝渠和20世紀60年代以來修建的暗管并用。管道連接不合理。因缺乏統一的規劃, 排水系統中上游管徑大、下游管徑

5、小或兩端管徑大、中間管徑小等不合理的管道連接現象時有出現。另外, 有些檢查井內上游管段管內底標高低于下游管段管內底標高。基本無集中污水處理與回用處理設施, 管道敷設較隨意, 大部分依道路而建, 使污水集中處理困難。現狀資料缺乏。山區老城排水工程資料往往不健全, 許多原有管道未按圖施工或無圖施工, 污水排出口位置、管徑及埋深混亂, 現狀管網資料與現場勘測的往往不相吻合。第21卷第2期2005年2月中國給水排水CH I N A WATER &WASTEWATER Vol . 21No . 2Feb . 20052排水管網改造的幾個技術問題211現狀管網勘測問題完善程度的調查對于現狀管網完善

6、程度的調查, 傳統的做法是用現狀管網的敷設密度衡量, 這種方法忽視了管網的運行現狀, 更好的方法是通過對各管道的雨季和旱流流量的測量, 結合管網敷設密度來考察現狀管網的完善程度。設計時測算管道實際流量并結合未來城市改造規劃, 可以更加合理地確定各區的排水管管徑和坡度。埋設現狀的測量可采用如下幾種測量方法:a . 核對圖紙與現狀; b . 對于已經存在又沒有圖紙可供核對的管道需進行現場補充測量; c . 對于走向不明的大型管道可采用投放示蹤劑或采用探測器進行地下管線探測來確定管線的埋設現狀。212排水管網現狀輸水能力的校核與分析合流管道對于將改為分流制的合流管段, 應根據排水管道現狀, , DN

7、500, 通過水力計算, 該管道用來排除污水時的輸水能力為160. 79L /s, 用來排除雨水時的輸水能力為206. 76L /s; 而經預測, 該匯水區域內未來的污水流量為136. 30L /s, 雨水流量為462. 39L /s, 完全可滿足單獨排放污水的要求, 但不滿足單獨排放雨水的要求, 故可考慮該管道繼續用作污水管, 另設一條雨水管道。分流管道對現狀分流污水管或雨水管進行校核是為了最大限度地發揮現有管道的作用, 盡可能多地排除雨水或污水, 更換局部不能滿足要求的管道, 以防止因管道流量的變化而造成溢流或淤塞。如西寧市潮陽東路現有DN500的污水管道2470m , 通過水力計算, 該

8、管段排除污水的輸水能力為248. 82L /s, 而實際污水流量僅為54. 56L /s, 管內流量過小, 在考慮保留該管段的同時, 將上游地區的污水匯入此管, 以充分發揮其功能; 小橋大街現有DN500DN600的雨水管道4840m , 該管段雨水輸水能力為434. 29L /s, 經計算雨水的實際匯水流量為10560L /s, 遠遠大于現有管道的輸水能力, 因此考慮將該雨水干管截成5段, 增加雨水排水口將雨水排入北川河, 使各段管道的實際匯水流量小于其輸水能力; 勝利路東段中間有一段97m 長的DN200的污水管道, 實際輸水能力僅為12. 74L /s, 而實際污水流量達到26. 28L

9、 /s, 為了防止污水溢流, 將該管段更換為DN300的污水管道使其滿足排放要求。213分流與合流并用及局部合流管道設計由于受經濟條件及復雜地形條件的制約, 進行排水管網改造時較難實現嚴格的雨、污分流。這就要求改造設計中必須考慮局部合流管道雨水的超越問題。圖1為西寧市排水管網改造工程中局部合流制雨水的超越設計示意圖 。. 1St or m overfl owing design of co mbined partly se wersyste m局部合流制雨水的超越設計過程中必須考慮如下問題:溢流井位置的選擇溢流井的設置必須考慮附近有滿足要求的溢流出口, 如雨水管道、現狀溝渠或城市河道。由于雨水

10、管道的埋深一般小于合流管道或污水管道, 溢流出口為雨水管道時, 要考慮合流管道與雨水管道的埋深狀況, 以避免無法溢流或倒灌的情況發生。一般盡量溢流至現狀溝渠或城市河道以降低工程造價、節省投資。截流倍數的選取截流倍數的選取與受納水體的水質及納污能力、規劃或現狀污水廠的規模及處理工藝、降雨強度等有關。對水質要求嚴格的受納水體的截流倍數應取大些, 受納水體的納污能力較強時可選取較小的截流倍數, 暴雨強度小的地區截流倍數應取大些, 為了減少城市污水處理廠的處理難度, 處理廠的處理能力應與截流污水量相適應, 污水處理廠規模大、對污水的沖擊負荷適應性較強時可考慮截流倍數取大值1。因此, 局部合流管道雨水超

11、越設計時必須對第2期中國給水排水第21卷分流區域地理位置、雨水管位置、埋深、現狀城市河道、溝渠的位置及污水處理廠的處理能力與工藝等進行綜合考慮。214障礙物的跨越問題2. 4. 1穿越地下不明障礙物由于老城區原有地下管線和其他設施的資料不夠準確和完整, 在施工的過程中常常會碰到地下不明管線或構筑物等障礙物。由于排水管道具有不便跨越障礙物這一特點, 在設計時必須留有余地, 適時進行設計變更, 這也是排水管網改造與新城區管道建設的一個顯著區別。由于山區城市地面坡度較大, 設計時可考慮采用分段跌水的設計思路, 能有效地避免施工過程中出現的不明地下障礙物的問題, 設計形式如圖2所示, 這樣可以及時進行

12、施工圖的局部變更和調整, 有效避免因整個管道埋深的改變而影響支管的接入, 可實現分段施工, 及時回填, 縮短工期, 減少了管道改造對城市交通、商業活動和居民生活等的影響, 這種措施在西寧市排水管網改造設計中被采用, 效果良好 。圖2避免不明障礙物的跌水設計形式Fig . 2D r op manhole design of cutting acr oss no clearobstacle2. 4. 2穿越河流、溝渠由于山區城市往往河流、溝渠很多, 污水管道需在多處穿越河流和溝渠。在設計中, 要求對管道穿越河流和溝渠需進行詳盡研究和調查, 根據各種溝渠的不同特點, 通過多方案的技術和經濟比較, 分

13、別采用不同的穿越方案。西寧市排水管網改造采用倒虹管穿越河流的地方共有三處, 這三處河流較寬(70120m , 河流洪峰流量很大, 采用倒虹管既不影響河床過水斷面和泄洪能力, 又可避免洪水對管道的沖刷, 同時也較大地減小了下游管道的埋深; 采用直接穿越時主要考慮穿越溝渠的寬度、穿越管與溝渠相對高程及不影響溝渠的排洪能力等因素, 如管道穿越大寺溝和小寺溝處時從溝底下方穿越, 因其地勢較高, 管道埋深較大, 管道直接從溝底下方穿越施工簡單, 工程造價低, 不易淤積堵塞; 管道穿越東電溝和瓦窯溝處時從橋面下架空穿越, 主要考慮管道埋深較小, 溝渠較深, 對泄洪斷面進行了校核, 發現管道不會對泄洪造成影

14、響和遭受洪水的沖刷; 管道穿越西電溝處時敷設在溝渠底面, 在設計時通過對該排洪溝的泄洪斷面分析, 在確保不影響電溝泄洪斷面的情況下, 采取了混凝土加固等防沖刷技術措施。215原有合流制管道改為分流管道由于原有合流制污水管道既接有雨水支管又接有污水支管, 將城市合流制排水管道改造成分流制時, 管道的取舍和施工問題是設計中必須認真對待的, , 而且便于。4圖3新增雨水管道的一般形式Fig . 3O rdinary style of attaching a st or m se wer syste m圖4新增污水管道的一般形式Fig . 4O rdinary style of attaching a

15、 sanitary se wer syste m在改造過程中始終把握以下基本要求:管道交叉盡量少, 小管道讓大管道, 防止因管道交叉而造成管道銜接不上和施工困難。充分利用現有的排水支管, 要避免廢棄支管過多的情況。原有雨水連接管或街區污水支管盡量就近接入新增的雨水管道或污水管道, 如果高程上存在困難, 可考慮接入下一個檢查井。盡量減少對交通和商業活動的影響, 同時第2期熊家晴:山區老城區排水管網改造的設計與實施第21卷考慮管線與建筑物及路邊樹木的距離。216改造工程實施中應注意的問題許多需要改造的老城區排水管道敷設在繁華街區, 人口密集、建筑密度大、車流量大, 受地形、地質條件的限制, 許多排

16、水管道的敷設存在困難。因此, 在施工說明中應強調如下幾個方面:優先考慮使排水不間斷的措施。新增雨水管道可選擇在晴天施工; 新增污水管道時, 需先進行新管道的施工, 后廢棄原有排污管, 如需要利用原有的部分管道, 可通過潛污泵將上一個檢查井內的污水送至下一個檢查井。重視地基處理及管道基礎的設計, 要求對地質資料進行認真分析, 并進行現場勘測。嚴格按有關規定、規程做好施工組織設計, 確保鄰近建筑物及人身的安全。特別是當管道距離建(構 筑物較近或敷設在交通繁忙的道路下, 且管道埋深較大或地下水水位較高時, 要求在施工中采取地下水排除、溝槽支撐、禁止大型車輛通行等安全措施。重視管道穿越鐵路、公路問題。

17、山區老城在修建鐵路、公路以及其他基礎設施時, 由于當時沒有考慮排水管網的敷設, 新設計管道往往會穿越鐵路和公路, 在設計中具體穿越位置和施工方法及采取的措施應與鐵路或公路管理部門協商。管道應盡量避開文物古跡及樹木, 防止因管道改造而造成生態環境的破壞。參考文獻:1楊根權, 崔麗琴. 淺談舊合流制排水管渠系統的改造J .給水排水, 2003, 19(5 :83-84.電話:(029 82205455E -ma il:xi ongzqren163. comxi ongjiaqingxauat . edu . :2004-08討論1重建設, , 缺乏統一管理。管理手段落后, 跟蹤維護不及時。2管理對

18、策建立健全現狀地下管線的檔案。弄清楚現狀地下管線情況, 是制定合理的地下管線管理辦法的前提。為此, 應指定權威的管理部門、借助各種手段, 集中各管線權屬單位進行地下管線的普查和測繪工作并建立相應的制度, 明確分工, 責任到人, 使普查工作的進度和質量得到可靠保證。利用現代化手段來管理地下管線資料。長期以來地下管線資料多采用人工管理模式, 不能使各地下管線的基本特征、屬性和聯系很好地反映出來。隨著計算機技術和數據庫技術的發展和廣泛應用, 使得地下管線資料的數字化管理成為可能。?？谑心壳罢纸⒌墓芫€數據庫信息系統, 就是以計算機網絡為載體、GI S 數據庫軟件為平臺的, 在原有?？谑械乩硇畔⑾到y的基礎上, 通過整合分屬于市政、供水、電信、煤氣、電力等單位的城市管線數據使之成為一個有機整