市政道路给排水优化设计研究

李豪豪 广州市科城建筑设计有限公司

1 前言

为了确保市政道路给排水充分发挥其功能，需要相关部门重视市政道路给排水设计及其规划中存在问题的解决，并积极采取有效的措施做好相关问题的处理，这也是城市建设中需要重点关注的内容。

2 市政道路给排水系统在城市运行中起到的作用

在城市运行期间，无论是生活还是企业生产都会产生污水及废水，并且是无法避免的。与此同时，城市地面还会出现地下水情况，这些不同来源的水源都是直接影响城市正常运行的主要因素。为了消除这些影响，市政部门需要加强城市道路给排水系统的建设，以此促进城市道理的顺畅运行，从而展示城市最直观的现象。

一般而言，在整个排水系统的建构中，主要由废水处理厂以及排水管道的系统和最终的废水处理设施组成，其中，在整个排水系统中废水管道系统是用于废水运输。无论是生活废水还是工业产生的废水，经过自然现象产生之后需要通过管道将其运输到指定的位置。对于排水管中收集到的废水进行处理，这是废水厂的工作职责，对收集来的废水进行净化处理，从而促进水资源的循环利用。

所以，对城市给排水系统进行优化设计不仅仅只是为了将城市运行过程中产生的废水排走，同时也是为了促进城市的水资源循环利用，以此确保城市各个区域的水资源可以不断地再生。

3 我国市政道路给排水的规划现状

我国的水资源十分短缺，水资源的人均占有量仅占到世界1/4的平均水平。通过相关报道得知，现阶段全国的城市水源仅仅30%满足卫生标准，在全国范围内的七大水系超过50%的江段受到污染，而城市将普遍面临着水资源的短缺和水环境的恶化等挑战，这也是目前城市和国家发展中需要面临的重大课题，因此对市政道路的给排水规划与设计开展探讨十分有必要。

在我国市政道路排水系统的规划中，所采取分析的工具以及规划的方法还较为落后，并没有对因地制宜多样性以及设计多目标化给予关注，这也是导致城市普遍出现水质污染情况发生的因素之一，使城市水环境受到严重破坏，城市内部水资源出现供需的失衡状态，此类问题也对城市的内部居民生活和城市的现代化发展产生了不利影响。

4 对市政道路给排水系实施有效的优化设计对策

4.1 给排水管道设计

（1）确定给排水量只有合理确定市政道路给排水量，才能科学地开展设计工作。给排水量涉及多个不同方面，必须科学统计公共与消防等不同用途的用水量。排水量与雨水、废水流量具有非常紧密的关系。对于某工程来说，需要充分考虑雨水的流量。只有准确地预判降雨量，计算道路排水量，做好各项排水措施，才能保证给排水系统发挥作用。

（2）选择给排水管道给排水管材的种类繁多，性能各异。因此，在设计时，必须考虑到排水系统的实际需求，保证所选择的管材与工程需求相符。对于某些工程来说，为了保证排水管道能抵抗较大压力，必须以金属管材作为主要管材。

4.2 优化路面的排水设计

在设计路面表面排水的过程中，主要设计目的是为了加快降落在路面表面上的水快速地排出去，从而防止里面产生的积水现象引发一些行车的安全隐患。根据观察实际路面的设计情况可发现，很多设计师往往不太重视路面表面的给排水系统，当道路内部安排了合理的排水设计，就会认为道路的表面就不再需要给排水系统，这完全是错误的想法。对于道路表面以及道路内部的排水设计来说，这两者相辅相成，一旦道路上出现过多表面排水的情况，同时没有实施相应的措施，道路的内部给排水系统就会形同虚设。因此，加强重视市政道路表面以及内部的排水设计，并提出一定的建议与想法，这样才能有效缓解并优化市政道路的给排水设计。

4.3 路基的给排水设计

路基是道路的重要基础，承受着路面通行车辆的压力。因此，路基必须具有较强的稳定性，以满足强度方面的实际要求。路基是路面的下部结构，雨水的渗透会直接影响路基的稳定性。为了顺利实现路基排水目标，应做到以下几方面。

第一，要根据道路排水的需求，在路基的不同位置安装好排水管道。同时，合理地布置这些管材，将排水管材的价值发挥到最大。

第二，要与经验丰富的设计人员加强沟通和交流，认识到排水系统在道路养护中的重要性。同时，要与其他工程施工环节相互配合，合理协调好施工。

第三，要全面了解工程所在地区的降雨情况，并以此为依据，科学制定给排水设计方案，确保能及时排出道路上面的积水，避免影响人员和车辆的通行。

第四，设计人员必须在设计图纸上，对给排水系统分布情况精准标注，以便于施工的顺利进行。

4.4 优化绿化带的排水设计

在现代城市建设的过程中加强城市的绿化设施是非常重要的，城市道路的两侧都应该铺设面积大小差不多的绿化带，由此促进城市的美好景观，同时还能让行人在视觉上感受城市的美丽。但是绿化带的铺设会导致地面产生积水的现象，长时间的积水会影响城市道路的路基以及路面，从而降低城市道路使用的年限，这对城市给排水系统设计带来了一定的挑战。根据实际情况了解，需要对绿化带展开相应的排水设计。

首先，设计人员需要对绿化带泥土层的两层砌上混凝土封闭墙，从而有效避免绿化带的积水流到路基。其次，在绿化带的区域中每间隔35m 左右的距离设置一个集水井，在集水井中设置一些导出管，主要是为了将一些积水导出到排水管中，通过这种方法可以有效缓解并解决城市绿化带排水的问题。但是这种处理方式需要较高的成本才能运行，在实际的施工过程中，很多施工单位将碎石代替混凝土，同时在碎石中添加一些透水性较差的黏土，这样做的目的是为了避免绿化带中的积水渗透到路基中。

据观察，这种方式对于排水的效果非常高，同时还能节省市政给排水系统优化设计的成本，以此优化城市道路绿化带的排水效果，并延长道路的使用寿命。

4.5 做好对排水系统流量的合理设计

在城市市政道路的排水系统规划和设计中，主要涉及两方面内容，分别包括工业污水与生活污水流量计算、降雨降雪流量的计算。在污水排量（Q污）的计算中，可依据Q污=Q民用+Q工业进行计算，其中Q民用是城市内居民所产生生活污水的总量。同时Q民用=N·n·KZ/（24×3600），其中N是实际居民的总人口，n是污水的定额，单位为L/（人·d），KZ是变化调整的系数，能够从相关设计规范的表格内选取。Q工业是工业企业的污水总排放，涵盖企业的后勤污水排放，其可以依据工厂的生产定额以及员工人数进行计算，而企业的后勤污水则可依据生活污水的定额进行计算。在降水流量（Q降水）的计算中，可依据Q降水=F·q·Ψ进行计算，其中Ψ是径流的系数，可根据相关设计规范的表格内选取，F是汇水的面积，主要依据坡度等相关影响，对道路沟渠的集水面积实施估算，在道路呈现平坦状态时，对分支管道分布的面积实施估算，而q是暴雨的强度，依据相应公式计算。

4.6 BIM技术在给排水设计中的应用

（1）参数调整。BIM建模是建立在大量数据参数的基础上的，设计师通过BIM技术能够模拟工程三维模型，对工程量进行明确，进行水力计算。

另外，借助BIM技术设计师可以在部分参数调整后，使系统中的其他相关参数自动进行调整，提高了工作效率，降低了参数调整工作量。比如平面位置参数调整之后，空间数量参数随之变化，工程量明细表也可以进行自动更新，降低了工作量，提高了整体的准确性。比如在对市政给排水系统参数进行调整时，与之相关的消防设施参数等数据信息也会自动改变，设计人员只需要进行材料表调整操作就可以完整修改。同时，借助BIM 技术设计人员还可以直接在数据信息模型中对相关参数进行获取，如卫生器具参数。

（2）管线综合优化市政道路给排水工程复杂性强，很多都是地下隐蔽性工程。而且地下电力、天然气等系统和给排水系统之间错综复杂，在设计时需要对上述因素进行考虑，避免给排水系统和其他系统之间相互影响，为后期的建设项目施工和维护奠定基础。BIM 技术在城市给排水系统配置设施设计中的应用为给排水系统建设人员提供了便利。通过系统预置计算模式可以对施工设计模拟新方案的数据通过图纸来展示。

同时，BIM技术还可以对地下管线三维位置情况和布置进行展示，方便设计人员对地下管线的交叉情况进行了解，防止不同系统之间相互影响，为设计人员管线设计优化提供基础。在BIM数据库中，有很多建筑外观建模方法的标准，设计人员及管理人员还可以从中获取其他类型建筑项目的设计、建材使用、施工等情况，为新建项目提供参考和指导。

（3）数字建模。BIM技术在给排水工程中的应用主要包括以下几步，第一对管道类型进行确定，了解相关信息；第二建立三维数字模型，进行模型数字化和系统碰撞检测，并进行管线优化和调整；第三借助BIM技术对工程量进行确定，明确所需要的材料及相关机械设备配置，提高数据统计的准确性。在BIM技术下，给排水系统、电气系统、消防系统、暖通系统等都处于同一设计环境，通过平面视图和三维立体视图可以对项目的碰撞点进行确定，及时发现、解决其中存在的碰撞问题。

5 结束语

综上所述，在开展城市道路给排水优化设计期间，加强城市自身的坚实也是非常重要的环节之一，如果整体设计不达标，城市在运行期间就难将废水排出，从而直接影响了城市居民的生活饮水以及周边环境的情况。由此可见，市政部门应该加强市政道路给排水系统的设计，将设计和城市的整体规划结合到一起，从而获得最优质的设计方案，这样才能有效发挥市政道路给排水系统的功能以及促进城市的可持续向发展。