雨水专项规划设计与市政雨水施工图差异化探讨
2021-08-27韩伟
韩伟
(山东滨地建筑设计院有限公司,山东 滨州 256600)
0 引言
雨水专项规划设计可为后续市政雨水施工图的设计提供理论依据。市政雨水施工图设计在雨水专项规划基础上进行更进一步的研究、推算,需要明确管道的排水量及高程控制[1];并通过对城区场地地块实际排水的进一步论证,保证在设计上避免降雨重现期内出现积水现象[2]。本文以某片区雨水专项规划设计与市政雨水施工图为例,对其存在的差异情况进行探讨,以期进一步提升雨水施工图设计的准确性。
1 雨水专项规划设计
1.1 服务面积控制
按照每条道路围合的区域,将地块划分为三角形、梯形等形状。每个地块就近将雨水排入周边市政管线内(图1)。通过雨水收集服务面积的确定,为后续管道雨水量计算提供理论依据。
1.2 雨水量计算
根据图1划分的地块面积,按照《室外排水设计规范》[GB 50014—2006(2016版)][3]中综合径流系数、设计雨水重现期以及地面集水时间t1的数值选取,按照公式(推理公式:QS=qΨF)、地区暴雨强度公式及降雨历时t(t=t1+t2)进行计算,确定每一管段内的排水量,得出相应排水数据。
1.3 雨水管径及坡度
根据计算的每段管道排水量,按照规范要求,控制管道在满流时流速不小于0.75m/s。同时,在《给水排水设计手册》上查找管道管径-坡度-流速-流量四者之间的对应关系,在满足流量和不小于最小流速的前提下,选择管道坡度及管径,从而确定每一段管道的管径及坡度。
1.4 雨水管道高程控制
通过设计确定管道起末端走向、管径及坡度后,将城区雨水管网进行规划,形成整体排水系统[4]。按照现状及规划道路场地高程,确定出某一最不利线路,线路最起端作为高程控制点(一般控制管道埋深2.0~2.5m)。根据规范要求,在管道变径处采用管顶平接样式连接,由上而下通过推算坡度差、变径差,确定出每一段管道起末端高程数据(图2)。
2 市政雨水施工图设计
2.1 服务面积的确定
市政雨水施工图设计时,大多以周边场地的征地面积作为雨水管道服务面积。以此面积计算、确定雨水量,控制预留预埋接口。以图3为例,住宅用地范围内的雨水排水将主要向道路一排放;商业服务用地范围内的雨水主要向道路二排放。道路三与道路四仅收集少量用地范围内雨水。
图2 雨水管径、坡度及标高控制图
图3 场地用地范围平面图
2.2 市政雨水施工图管径的确定
市政雨水施工图设计时,雨水管道起端管径控制主要由收水面积确定。如果仅收集道路雨水,根据道路红线宽度不同,起端雨水管径一般为DN400-600。在有预留服务面积的雨水接口时,将会有大量雨水涌入管道内。为了保证管道能顺利排除雨水,需调整后段管径,将管道变径调整为DN800-1200。
由于服务面积内会有相当长的雨水管道,其管道管径、坡度、埋深需要根据服务面积范围进行推算、确定预留的雨水接口管径及深度,最终形成图4平面及纵断面样式。
图4 市政雨水平面及纵断面图
3 差异化分析
3.1 计算收水服务面积不同
雨水专项规划设计时,收水面积是按照理想状态划分的(图1)。将由道路分割成的地块按照等腰三角形和梯形划分,分割的服务面积数量多,向周边道路四散排水,就近接入相邻道路雨水管内。
在道路雨水施工图设计时,收水面积基本是按照道路周边的实际地块征地面积确定(图3)。案例住宅小区及商业服务区有2处雨水排口,排向右侧道路一的雨水管;商业范围服务区有1处雨水排口,排向左侧道路一的雨水管。
不难看出,雨水规划设计与市政雨水施工图设计计算的雨水收水面积不一样,存在面积差。实际施工图设计时,雨水收水服务面积大。
3.2 雨水管渠的降雨历时t值
雨水管渠的降雨历时t由两部分组成:t=t1+t2(其中:t1——地面集水时间,一般是5~15min;t2——管渠内雨水流行时间)。
由于地块面积的不同,地块内雨水管道长短不一,势必造成雨水在管道内的流行时间t2不同。在本文案例中,雨水专项规划划分雨水收水面积小,相对于控制t2的时间短;施工图设计中,划分雨水收水面积大,相对于控制t2的时间长。故相对应的雨水计算公式中,雨水管渠的降雨历时t值也不同[5]。
3.3 最不利端处管道管径及埋深不同
雨水管的作用是收集道路路面及场地服务地块雨水。在雨水专项规划设计时,着重考虑道路下主要雨水管径、坡度及埋深控制,对于仅收集道路路面雨水的管段会忽略掉,不予在图面中体现。因此,雨水专项规划设计的管道起端管径往往会偏大,管道埋深也大。
市政雨水施工图设计的最不利端管道起端由于仅收集道路路面雨水,因此管道管径一般会在DN400-600之间。此时管道埋深只需要达到规范规定的最小埋深深度控制要求即可,管道埋深相对较浅。在管道有预留场地接口后,由于大量场地雨水的涌入,管道管径应在此处对接口下方扩径,以满足同时收集路面雨水及场地雨水的需求。
通过比对发现,在最不利端管道的起端位置,雨水专项规划设计与市政雨水施工图设计是有差异的。施工图设计时的管道管径及埋深均比雨水专项规划要小。
3.4 差异处理
在市政雨水施工图设计时,参考相应雨水排水专项规划数据的同时,还应该根据场地现状适时调整,对排水专项规划数据进一步修正。通过与场地现状结合,完善市政雨水施工图设计,形成优质的设计成果,满足实际需求。
(1)施工图设计时,应与现场实际结合,确定设计道路周边用地是否已出让,是否有现状雨水对接口等。根据出让土地面积大小及雨水对接口位置,确定雨水管道收水范围。
如在建小区,设计雨水出水管管径为D1000,规划确定的管径为DN1200。施工图设计时,在收集小区雨水后,需要复核此段规划管径,根据收水范围扩大情况实时增大雨水管管径。
(2)对于降雨历时t,是在服务面积确定的基础上,按照雨水流水流经线路,准确确定流行时间,矫正专项规划的不足。
根据周边在建小区及用地范围,按照管道内雨水平均流速v=1~1.2m/s考虑,根据预测管道长度L,除以平均流速v,得出时间t。
(3)对于不承接其他道路雨水来水的管道,起端仅需考虑收集道路及绿化带雨水,管道埋深满足规范最浅控制要求即可。
在设计有预留支管接入时(收集场地雨水),将管道管径由初始的DN400-600扩大为DN1000-1200,同时增大管道埋深至2.0~2.5m,以满足场地排水需求。
4 结语
通过对比分析某片区雨水专项规划与市政雨水施工图设计的差异,在管道服务面积、降雨历时t、管道埋深控制方面,雨水专项规划与施工图设计有所偏差。在雨水专项规划指导施工图设计时,要充分考虑服务面积等因素的差异,与道路周边实际情况结合,确定所需雨水管径及埋深,以满足城市排水需要。