排水沟施工方案设计研究

刘建军

排水沟施工方案设计研究

刘建军

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州 贵阳 550081）

以贵阳市某排水设施施工工程为例，探讨了排水沟主干线的设计方案和实施步骤。结合工程实际背景分析了项目的可行性并分析了目前水沟的现状，结合城市规划和城区具体情况计算洪水流量确定排水主干线排洪沟平面线型及断面尺寸，确定沿线污水管道线型及管径，经过技术经济比较，选用合理设计方案。实践证明，所选的施工设计方案能充分发挥项目的社会经济效益和环境效益。

排水沟；施工方案；主干线；防洪工程

1 项目建设的必要性

大路河大沟流经区域没有完善的排水体系，降雨时，雨水由高处向低处顺坡汇流。该区域集雨面积较大，坡面较陡，一降暴雨，在短时间内就能汇集成洪水。

由于没有完善的排洪系统，山水横流，严重冲刷山坡，造成水土流失，山体滑坡。随着周边区域被开发建设，周边工业企业投产，建筑垃圾随意丢弃，导致现有的排洪沟淤积日益严重，当遭受暴雨时，周边城区的防洪排涝形势变得更加严峻。

2 工程概况与存在的问题

2.1 工程概况

白云片区是贵阳市较大的工业城区，工业用地面积为6 726 900 m2，占城市建设用地57.07%，人口密度较大。该区境内河系众多，径流主要来源于降水，多年平均流量27 m3/s，最大流量988 m3/s，最枯流量1.28 m3/s。地处黔中丘陵向黔西北高原的过渡地带。境内地势西南高，东北低，平均海拔在800～1 500 m。最高海拔为大田乡的北泥窝大山1 884 m，最低海拔为清池镇的鱼塘河底457 m，相对高差达1 427 m。全县各类地形中，山地占34%，丘陵占48%，盆地占18%。

大路河原有老沟埋设在建筑下，弯曲不平，断面及过水能力均不满足规划设计要求，沿线污水管未埋设，雨污混流，未实现雨污分流。

2.2 存在的问题

对目前的排水沟进行实际走访调查，发现存在诸多问题，不能满足园区内的生产生活需要。主要表现为：①合流制排水，污染严重，不适应城市的发展，不符合城市总体规划要求；②排水沟渠断面狭窄，不满足防洪要求，雨天排水不畅，容易水淹；③采用石砌暗沟或明沟排水，渗漏严重，对地下水水资源影响较大。

3 工程方案设计

3.1 确定防洪标准

根据国家《防洪标准》（GB 50201—94）及《城市排洪工程设计规范》，综合保护对象的范围及其重要性，该排洪沟工程的洪水重现期以25年进行设计[2]。设计流量小流域洪峰流量计算供水，计算后按下式进行核算，即：

=××（1）

式（1）中：为设计暴雨强度，L/s·hm2；为径流系数，汇水面积的平均径流系数按地面种类加权平均计算，本工程采用综合径流系数，径流系数取值为0.7；为汇水面积，hm2。

本工程采用当地水文局的暴雨强度公式，表达式为：

=1 887×（1+0.707lg）/（+9.350.031）0.695（2）

式（2）中：为设计重现期，年；为降雨历时，min。

=1+2（3）

式（3）中：2为管渠内雨水流行时间，本项目取1=5～10 min。

3.2 工程平面布置方案

结合工程所在地的规划资料，经多次实地踏勘方案比较，确定排洪沟平面布置方案为沿规划线型布置，最终排入麦架河，本方案排洪沟总长度为3 194 m。根据园区内功能区划分排水区域，进行排洪沟水力计算。本工程的污水管道平面布置原则与排洪沟一致，为了尽量减少占地、节约投资，本工程污水管道拟沿大沟两侧设置，排至麦架河拟建截污干管，最终接入拟建麦架污水处理厂。

3.3 工程设计方案

3.3.1 排洪沟设计

本项目排洪服务范围为东至云环路中段，西至茅关片区，北至麦架河，南至尖山居住区，总服务面积12.26 km2。根据汇水面积划分、雨水汇入点及排洪沟的设计坡度，进行水力计算，确定排洪沟的断面尺寸及设计坡度[3]。排水沟各阶段的水力计算结果如表1所示。

表1 排洪沟水力计算表

桩号管长/m累计汇水面积/hm2集水时间t1重现期P径流系数ψ暴雨强度/L/（s·hm2）管道输入能力Q/（L/s）设计流量Q/（L/s） 中环路—建安路段1 140.00200.008.00250.6302.2242 362.6036 266.12 恒大城段390.00400.008.00250.6284.9070 421.4768 376.10 湿地公园段530.00640.008.00250.6266.55129 117.70102 353.93 燕京啤酒段360.00986.008.00250.55255.77144 051.29138 703.34 马掌坡至麦架河段2 357.001 226.008.00250.55204.73144 051.29138 047.22

3.3.2 排洪沟断面确定

中环路-恒大地块段大沟长度为1 140 m，大沟断面为4 000 mm×3 000 mm，白云北路—恒大地块段支沟长440 m，断面为2 400 mm×2 000 mm，恒大地块段大沟长390 m，大沟断面为6 000 mm×3 000 mm，湿地公园—燕京啤酒厂段大沟长890 m，大沟断面为10 000 mm×3 000 mm～11 000 mm×3 000 mm，马掌坡路—麦架河段大沟长度为2 357 m，大沟断面为11 000 mm×3 000 mm。

3.3.3 污水管设计

污水管沿大沟布置，中环路—建安路段大沟右侧设污水管，污水管管径为1 000 mm，恒大城段大沟右侧设污水管，污水管管径为1 200 mm，湿地公园段不设污水管，燕京啤酒段大沟右侧设污水管，管径为1 200 mm，马掌坡至麦架河段大沟两侧设污水管，左侧污水断面为500～800 mm，右侧污水断面为1 200 mm，在与道路相交段埋设预留管，收集道路污水。

3.3.4 方案的确定

根据工程的整体布置原则和周边环境特点，整个方案共分为三段（湿地公园段、啤酒厂段和污水管道段）进行设计。湿地公园段采取如下方案：取消原湿地公园污水厂尾水管，污水厂尾水管可接入3 000 mm×3 000 mm大沟内的设计方案，其大沟总长337 m，工程投资额为287万元。啤酒厂段的方案为：充分利用原有渠道，采用明暗沟相结合的方式，其中K0+720～K0+862段暗沟，造价每米为3万元，其他地方为明沟，造价每米为2.5万元，总工程造价876万元。

4 环境保护措施

本项目在施工期对环境存在着一定的影响，属于可以控制和防范的，但是在施工期仍必须严格按照施工要求，加强环境保护[4]。

本方案根据有关规定和要求，给出如下具体措施。

4.1 大气保护

为了保证施工生产区和生活区的大气环境质量满足规定的标准，使用燃油的机械应安装除尘装置，排出的烟尘须与统一型号的柴油机烟尘限度值相一致，如果使用汽油机械和设备，汽油机械污染负荷须低于机动车辆汽油机械污染排放标准。为避免运输物质的洒落形成粉尘危害，运输水泥、石灰、砂子和垃圾的车辆必须掩盖起来，同时施工道路及交通道路应定期洒水以避免道路上次生飘尘造成的空气污染。

4.2 环境保护措施

在施工过程中应采取拦挡措施，施工完毕后，及时拆除临时建筑物，清理丢弃的杂物，恢复地貌及植被，以保护生态环境。施工弃渣要运到指定地点堆放，并要及时平整、压实，以免飞扬。

4.3 人群健康防护措施

狠抓环境和饮食卫生，垃圾、粪便应及时清理，做好施工期的卫生防疫工作，加强卫生保健宣传教育，并建立健全卫生防疫制度。施工期间要定期对施工人员进行各项体标检查，排除传染病源。施工过程中严格按照环保要求施工，禁止超标的污染物排入项目区内。

5 结语

本工程属于城市基础设施项目，完善片区内防洪体系，可确保城市防洪安全，保障国家财产和人民生命财产安全；尽快修建该防洪渠工程，将进一步改善片区的外部环境，促进白云区经济的发展，建成后，经济社会效益十分显著，能确保居民及企业生命财产安全及水体环境。可实现当地居民经济持续、稳定、协调、健康发展，为实现国民经济战略目标创造稳定的建设环境。

［1］杨慧.景观排水沟设计研究［D］.长沙：中南林业科技大学，2014.

［2］林燕紫.市政道路锯齿形与缝隙式排水沟优化设计研究［J］.福建建筑，2018（10）：110-113.

［3］周科，杨振枢.景区道路的中央排水沟设计初探［J］.山西建筑，2017，43（8）：132-133.

［4］张学明.明沟排水系统设计浅析［J］.陕西水利，2012（3）：94-95.

TU992

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.14.055

2095－6835（2019）14－0122－02

刘建军（1975—），男，贵州贵阳人，2000年毕业于重庆建筑大学城市建设学院，学士学位，高级工程师，主要从事城市市政工程设计工作。

〔编辑：严丽琴〕