排水工程与其他专业在设计配合上的思考

2020-02-15何树福

建材与装饰 2020年30期

何树福

（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川成都 610000）

0 引言

排水工程是城市基础设施的重要组成部分，它与人民的生活息息相关，排水设施是否完善，直接关系整个城市的经济发展和人民的生活质量，完善齐全的排水设施为城市高效率、高质量运转创造了条件。排水不仅仅是一门孤立的学科，它与规划、道路、桥涵、地勘、工程经济以及施工等其他专业紧密相关。

1 排水与规划

排水设计应以批准的城镇的总体规划和排水专业规划为主要依据[1]，通常规划超前、指导项目，但实际上项目本身更具体、更复杂，当外部环境发生变化，之前的规划往往并不适宜当前项目，如果完全按照规划来做设计将会出现很多新的问题，如果从项目本身需求来做，又不符合规划要求，使设计无据可依。因此在设计过程中如何协调与规划之间的关系值得双方思考，建立必要的协调机制将有利于将排水落到实处，从而实现经济与功能最优。

平原地区一项目，道路本应采用低填浅挖，尽量减少道路的与自然地面的高差，减少两侧地块开发所需借土，但实际设计却填筑了约1.5m 左右路基，原因大致有两个：①由于平原地区，地下水丰富，为避免地下水长期侵蚀路基，将道路人为抬高；②为了满足排水的需要，保证管道最小坡度、覆土及过流能力。城市开发过程中，原始植被地表被硬化地面取代，径流系数由原来的0.2 激增至0.9，径流量大大增加，洪峰提前，加上现代城市缺少调蓄装置，雨水迅速汇入城市防洪通道，直接造成河道泛滥。如果城市开发前就人为的挖深、拓宽防洪通道，河道水位降低的同时地下水位随之降低，避免路基长期受地下水侵蚀的问题，防洪通道深了，亦无须抬高道路就能保证排水管道顺利接入防洪通道，这样两侧地块开发所需的借方就能大大减少，此举更能有效遏制城市因防洪通道行洪不足而被淹的发生。

2 排水与道路

目前遇到的市政道路大致分为两类：①位于城市核心建设区，规划资料完整，道路竖向规划合理，并配有相应的排水规划，排水设计有据可循；②位于非城市建设区，项目为公路兼市政道路，配套部分市政管线，所在区域通常没有详细排水规划，道路平纵通常比选确定，纵面设计更多考虑随坡就势以及挖填平衡，前期如果与排水专业脱节，不考虑区域内雨污水排除问题，就会造成局部低洼点路段雨污水无法通过重力排除，如果逆向排水，挖填方巨大，通常还需设置提升泵站，而这明显与排水设计理念不符。

市政道路狭义上理解就是公路配套市政设施，应首先考虑两侧地块开发的便利性，其次考虑市政设施布置的合理性，最后才能考虑随坡就势、挖填平衡。在缺乏规划或者规划滞后的情况下更应该重视道路专业同排水专业的沟通，带着规划思维做设计，必定能事半功倍。

3 排水与桥涵

市政道路中桥涵非常普遍，排水不可避免与之存在交叉。当道路跨支流时，雨水需要直接排入支流，而污水需要跨越支流排入道路下游的污水干管，如果采用架桥，污水管不能从桥上通过，通常从河底下方穿越，如果道路下游坡降足够，则最终能通过重力排除，但也存在桥头两侧挖填方偏大的情况，如果采用倒虹吸，虽然能减少挖填方，但后期淤堵的风险明显加大，后期管养成本增加。除了架桥就是设涵洞，当道路防洪标准高时，涵顶覆土足够，污水管可从涵洞上方通过，足够的覆土深度也能为其他市政管线通过预留条件；当道路防洪标准低时，或者受其他因素影响不能抬高时，涵顶覆土很小，污水管就只能从涵洞下方穿越，在保证涵洞泄洪能力的同时，可将涵洞适当“打扁”，降低其净高，使污水及其他市政管线从涵洞下方穿越后能尽快爬升至原有埋置深度。

4 排水与地勘

地勘对于排水设计既亲密又陌生，排水涉及地基承载力、软基、挖方坡比、支护措施、地下水等都属于地勘，避开地勘搞设计是不切实际的，但排水设计中体现地勘的地方相对太少，设计中多为通用处置措施，很少针对不同项目的地质情况进行专门的设计，当遇地质条件不好时就该加强地基处理，做好边坡防护，相反就该减少地基处理，保证安全的情况下加大挖方坡比，节约工程造价。地下水对排水管具有腐蚀性，当腐蚀性太强就需要加强防腐设计甚至更换成其他管材，地下水位过高时泵站设计就必须考虑抗浮，沟槽、基坑开挖还必须考虑降排水措施等。地勘布孔主要服务对象为路桥，排水通常根据附近钻孔进行推测，而实际排水设计中经常遇到深基坑、深沟槽的情况（≥5m），它们的边坡防护一直是设计的重难点，因此地勘布孔应充分考虑排水需求，报告中应针对排水提供相关的指导性意见，如开挖坡比、防护措施以及适宜类管材等。

5 排水与工程经济

排水数量表通常只统计检查井个数、种类、管道长度及挖填方量等项目，由于检查井有不同型号、不同埋深、不同开孔个数，很难通过单一的公式进行精确计算，也就无法提供检查井细部工程量，如混凝土、钢筋、砂浆等数量给造价人员，没有具体的数量他们也就没法精确的计价，而目前市政行业通常采用综合单价的方法，该方法优缺点均比较明显。上述困难，两个专业更应该一起认真理清思路：①可以在造价专业自身的算量软件基础上实现检查井细部数量的批量化计算，如广联达就具有自动识别检查井的功能，只要导入满足软件计算要求的cad 图纸，并通过特定的公式就能实现检查井细部数量的精确批量计算；②由排水设计人员将检查井井表转换成Excel 表格，再由造价人员导入编制好的特定的Excel 表格中，同样能实现检查井细部数量的精确批量计算。

6 排水与建筑、机电等

排水泵站在市政项目中使用较多，当道路标高受到桥梁、铁路等各种控制因素制约而无法抬高时，雨污水往往汇集在路段低洼处无法通过重力排除，通常需要设置排水泵站。泵站虽小，但涉及的专业较多，如泵站工艺、民用建筑及构造、水工结构、市政供配电、电气控制、室内照明、消防、给排水、柴油发电机组以及室外景观等，想要做好泵站设计工作非常不易，不仅需要各个专业密切配合，更需要各个专业大胆创新，才能设计出建设费用低、寿命长、养护成本低、安全高效的排水泵站。暴雨来临时，排水泵站的每一次失效，轻则瘫痪交通，重则出现人员伤亡，因此每个相关设计人员应投入更多精力做好排水泵站的研究设计工作，尊重规范和经验的同时，跳出常规思维，用开放、创新的态度投身到项目设计中。

7 排水与施工

现场施工人员对图纸、规范以及图集不熟悉，偷工减料、野蛮施工等问题，都在一定程度上影响排水的效果。如某项目施工现场，沟槽存在超挖现象，管道基础悬空，擅自改现浇为预制，人工夯实或小型机具夯实改为大型机具压实，漏做支墩、流槽，分层回填厚度过高，井周采用大块石料回填，擅自调整盖板覆土，随意调整检查井规格尺寸等问题层出不穷，专业设计人员不能时时刻刻待在工地，当监理未能充分行驶监督义务时，施工单位就拥有极大的自主权，因此定期组织设计人员回访尤为必要，对于违反设计图纸要求的施工作业进行更正，存在重大质量安全的须上报相关主管部门，责令其返工，并形成正式书面文件。

8 排水专业自身的思考

8.1 关于塑料管及塑料检查井

根据《室外排水设计规范》（GB 50014）要求，提倡新材料的使用，如塑料检查井、塑料管、钢塑复合管等。常规钢筋混凝土管多为两米一节，接口形式主要为橡胶圈接口，施工过程中如果管道的接口没有连接到位，长期的渗漏就会造成脱节、断裂，轻则导致污水渗漏、污染环境，重则中断污水的排放路径，使上游污水外溢，影响城市居民正常的生产与生活[2]。目前新管材重量更轻，最大能做到8m 一节，施工速度大大提高，管道接口形式多样，如：热熔挤出焊接、电热熔带焊接、热收缩管（带）、卡箍连接、法兰断面的橡胶圈密封连接、法兰端热熔对接、锥形承插式电熔连接、承插式橡胶密封圈连接、柔性套筒连接等，接口密封性大大优于钢筋混凝土的橡胶圈连接。钢筋混凝土管对酸碱的耐腐蚀性均较差，在地下水盐碱度较高的地方均不宜使用，而新材料很少存在这些问题。

目前排水用到的新材料越来越多，但很多新材料没有相应的国家规范及行业标准，因此具有科研能力的设计院在使用新材料的同时更应开展相关的基础研究，积极取得实验数据，用科学的方法指导设计。以下是笔者认为有必要进行拓展研究的内容：

（1）新材料管道及检查井在荷载增加情况下的变形研究、荷载不变随时间的变形研究、特殊（地震）情况下的变形研究等；

（2）新材料管道接口稳定性及寿命的研究。

8.2 关于管线综合

市政管线总类繁多，如输配水、雨污水、通信、燃气、电力等，除了平面布置，管线竖向布置同样重要，由于预留管的存在，导致各管线不可避免的出现很多竖向交叉，其中雨污水为重力管，不能任意调整标高，输配水管为有压管，不宜陡升陡降，电力和通信考虑到穿线坡度也不宜变化过大，燃气作为危险有压管应尽量避免埋深过大，转角过多，在项目设计开动前，统筹考虑所有管线，给每种管线指定一个合理的平面位置及埋深区间显得尤为必要。