基于城市内涝探析市政管网的建设措施

2021-02-28蒋宗富何青

工程建设与设计 2021年24期

蒋宗富，何青

（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，杭州 311122；2.北京中联环工程股份有限公司，杭州 310012）

1 引言

城市建设过程中对道路的硬化处理，让雨水很容易聚集在地表，形成城市内涝问题，严重影响城市居民的出行，甚至会增加人们出行的危险性，因此，需要针对城市内涝情况展开深入分析，以寻求更好的市政管网建设措施，由此充分发挥管网的排水效能，减少雨水的地表集聚，改善城市环境。

2 项目概况

某项目为市政管网改造建设项目，位于南方某城市，城市内建设有地铁、立交桥、地下通道等设施，由于城市内涝的影响，这些设施难以在雨季正常运作，严重影响了城市交通运输。目前，城市建设过程中对路面的大面积硬化处理使地表土壤失去了排水功能，需要城市市政管网承担排水任务，因此，从本质上来看，城市内涝问题主要源于管网系统的排水能力不足，无法及时将城市降水排出，导致雨水集聚在地面上，形成内涝。基于此，需要通过改造优化现有管网设施，使其满足城市排水需求，消除内涝问题。

3 市政管网建设措施的探析过程

3.1 管网建设参数计算

暴雨强度是一项重要的城市排水需求参数。一般来说，如果管网能够及时排出暴雨强度最大情况下的城市降水，就可以避免内涝的发生。因此，在管网建设中，需要先计算出城市暴雨强度，然后根据该参数进行管网建设措施的设定，如管径等，以提高各项建设措施的合理性。在暴雨强度计算中，通常用式（1）计算暴雨强度：

式中，q为暴雨强度；t为降雨时长；P为重现期；n、b、c、A1均为需要以统计的方式确定的地方参数。从式（1）可以看出，暴雨强度会随着重现期的变化而变化，且重现期越高，暴雨强度越大，城市管网建设中需要的排水管直径也会越大。为此，考虑到全球温室效应加剧、城市环境的特点以及城市降雨量逐年增加的现状，在计算暴雨强度时，应适当增加P值，以增加排水管道的管径，提高管网的排水能力，使此项目的建设能够更好地解决内涝问题。此外，式（1）中，t=t1+mt2（其中，t1为地面集水时间；t2为管内雨水流过时间；m为折减系数）。根据该公式可以看出，只有当t=t1时，地面集水量会达到最大，而对于t1，我国通常采用经验数值5~15 min，由此可计算出水流量最大时，管网内雨水流过应当达到的时长。此后，还可以按照公式t2=ΣL/60v（L为各管段的长度；v为各管段的水流速度）计算各管段的长度，以及管道水流速度，为管网项目提供更多的建设用参数。此外，还要根据上述计算出的各项参数，按照公式Q=ψqF计算出管道流量（其中，Q为雨水流量；ψ为系数＜1；F为汇水面积），由此帮助人们制定精准的管网建设措施和各项参数实施参数，保证管网建设可以有效应对内涝问题。

3.2 积水点调查

在管网建设中，为了更好地解决内涝问题，需要对当前的内涝积水现状进行全面调查，并统计近期内涝积水信息，同时，前往内涝积水点进行现场考查，由此为管网建设工作收集更多的资料信息，保证优化建设措施的准确性与合理性。在该项目的积水点调查中，发现近年来一旦出现强降雨，城市区域内一定会存在积水路段，经调查后发现，城市下水井的蓄水池均为小型混凝土蓄水池（见图1），该蓄水池可以存储一般降水情况下的雨水，但很难实现对强降水情况下的雨水收容，经资料分析统计，该城市内现存14个积水点，城市内涝情况见表1，内涝现场图如图2所示。

图2 内涝现场图

表1 城市内涝情况表

图1 蓄水池图

基于此，可以了解到积水点形成的原因，主要为以下3点：（1）蓄水池规模较小，目前所用的蓄水池难以容纳强降水情况下的雨水，导致雨水集聚在地表，形成了城市内涝问题。（2）根据排水规划，管网将雨水收集后，会将其统一排放到附近的湖中，若遇到强降雨情况，被排入湖中的雨水会被泵站抽取后，排入市区附近的河流。但事实上，由于该湖属于景观湖，对水质存在要求，因此，泵站并未启用，而是通过积水点周围的雨水管排水，但是，积水点区域内的雨水管难以承载此排水量，形成了积水问题。（3）目前，整体管网设施体系已经老化，性能逐渐下降，因此，难以有效应对排水压力，加剧了内涝问题。

3.3 管网建设需求分析

通过对上述积水点调查结果进行分析，可以得出市政管网的建设需求包括以下3点：（1）扩建蓄水池，增强蓄水池的雨水容纳能力，使雨水能够顺利地经由排水口和管道进入地下，防止其聚集在地表；（2）对积水点周围的雨水管进行改造，考虑到积水点周围雨水管的排水压力较大，因此，需要通过更换直径更大的管道，设置更大规模的管道系统，从而提高雨水管的排水速度，避免雨水聚集；（3）更新老旧管网设施，使管网系统能够恢复良好的作业状态，由此更好地治理内涝积水问题，创设良好的城市人居环境。

4 市政管网的建设措施总结

4.1 扩建蓄水池

根据上文论述，在管网建设中，蓄水池扩建是一项重要的建设措施，其能够提高城市的雨水收纳量，有效缓解城市内涝的问题。在此过程中，需要准确运用各项蓄水池施工技术措施，以保证管网蓄水池建设效果。在施工技术操作中，首先，要运用专业的仪器设备进行测量，然后按照设计方案，确定蓄水池的施工参数。其次，对蓄水池进行砌筑。在此过程中，注意砌筑灰缝宽度应当控制在约10 mm，并且不得超过12 mm，也不能低于8 mm，且要选用饱满度＞85%的砂浆填缝，但严禁用水泥浆填缝。此外，还要注意，配置好的砂浆需在3 h内用完，如果此时的温度＞30℃，则应尽量在2 h内用完。此外，待砌筑完毕后，还要进行抹灰，先将池壁打毛，再运用M10的水泥砂浆，分层抹灰。最后，对砌筑、抹灰完毕的蓄水池进行满水试验，确认无问题后，才能将其投入使用，以保证施工技术落实效果。在试验中，进行3次充水，第一次与第三次充水后要观察24 h，第二次冲水后要观察72 h，且每次充水后均要测试渗水量，一旦发现渗水量过大，则要立即做出处理，确保此项建设措施的落实效果能够达到预期[1]。

4.2 做好积水点管网改造建设

在积水网点管网改造中，需要先对相关参数进行计算，再对照当前所使用管网系统的参数明确需要改造的部分，然后围绕积水点调查结果，结合周围建筑物、构筑物的建设情况，以及地下管线的埋设情况进行改造设计。待设计方案完成后，再按照现行的规定和标准，结合实际情况，制订合理科学的施工方案，之后以该设计方案和施工方案为依据，展开积水点管网改造建设施工。在施工中，应当注意，由于城市地下环境较为复杂，为了避免施工操作破坏周围的建筑、构筑物地基，以及管线，需运用全站仪、水准仪等专业仪器，严格遵照现行的测量规范、标准，进行测量定位，以精准地确定施工方位，保证此项管网建设工作效果。在此过程中，还要做好施工设计交底，并组织技术负责人、施工班组管理者，围绕设计图纸、施工方案进行充分交底，使其能够准确了解施工方案，减少错误、不当施工操作的出现，深入优化改造建设质量，以有效治理城市内涝问题，提升管网建设水平。此外，也要注意，由于管网改造建设属于隐蔽工程，必须在每一个施工步骤完毕后，进行检查验收，确认无问题后，才能继续开展后续施工环节，由此保证整体建设效果，深入优化内涝治理下，管网建设效果[2]。

4.3 及时更换老旧管网设施

在管网建设中，进行老旧管网设施更换时，需要施工人员对城市整体的市政管网体系进行检修，以确定管网的老化程度，为更换工作提供依据。在此过程中，需要先向有关部门索取管网系统的历史建设资料，然后通过翻阅该材料了解当前管网的情况，再到现场对管网的运行情况进行检查，由此确定需要更换的老旧设施类型与数量。之后，基于此进行设施采购、安装。在设施采购中，需选择口碑好、资质高的供应商进行采购，且在设施运抵后，做好验收工作，并仔细查看数量、型号是否符合要求，同时，也要重点测试设施的性能，确保其质量与性能可以满足需求。在设施更换安装中，需要注意做好新设施与旧设施之间的衔接，并严格按照现行的施工规范、标准进行设施安装，而且还要在安装完毕后，进行相应的性能试验，确认无问题后，才能将其投入使用，以保证管网建设效果[3]。