市政排水工程管网设计与施工质量控制探讨

何朝贵

广西壮族自治区建筑科学研究设计院 广西 南宁 530000

1 市政排水工程管网优化配置原理

在市政管网中包含给排水系统、供暖系统、供气系统、电力通信系统等。给排水管网系统是城市市政管网至关重要的组成部分，是处理厂和用户的连接纽带。排水管网包括各类雨水进水口、雨污水管道、检查井、排水泵站及其附属设施。管道可分为污水管道、雨水管道和合流管道三种。城市排水工程属于一项系统工程，一旦在设计阶段或施工过程中出现问题，会对城市市政排水管网运行状况造成一定影响，使市政排水管网出现排水不畅、工作效率不高等情况，同时还将对市政工程的整体经济效益造成一定影响。为有效完善城市市政排水管网优化配置工作，规划单位应对整个区域的管网进行合理布置，设计单位应在设计过程中对管道走向和管径大小进行合理设计并符合区域规划要求，施工单位应对施工质量进行严格控制，管理部门应对排水管网维护运行的成本以及降低城市市政排水管网投资等问题给予高度重视，这样不仅可以使得城市市政排水管网整体系统的可靠性得到一定程度的提升，同时也能促进新技术的发展与推广。

2 市政排水设计中存在的问题

目前，我国市政排水系统设计过程中普遍存在以下问题：（1）排水管网规划缺乏合理性，主要表现有市政排水管道坡度及管径设计值略小，无法满足实际排水需求；雨水排水系统设计未充分结合道路竖向设计、地形地势、规划路网、雨水汇水面积等因素或未与该区域已有道路排水系统相结合，严重影响雨水排水系统的排水能力。（2）缺乏与其它市政管线的统筹规划，主要表现有规划设计缺乏整体性和前瞻性，存在部分管线规划设计无依据的情况。（3）排水系统的选择缺乏科学性，排水系统的科学性不仅对排水系统的规划设计和施工建设具有直接影响，还对所在区域或城市的环保工作、市政建设具有较深远的影响。从实际情况来看，部分地区在进行排水系统选择时存在一定的盲从性，没有结合城市自身的实际情况，导致其功能实现的可能性较低，影响市政排水系统功能的发挥。

3 市政排水工程设计的工作内容

3.1 前期工作内容

设计工作开始之前，需要完成的主要工作内容包括：（1）对当前城市污水系统及市政排水系统进行调查分析，了解存在的主要问题并加以分析评价；（2）结合调查数据预测目标区域污水量，并根据相关规范标准和政府具体要求确定目标区域的污水排放标准和排水体系；（3）以问题为导向，以相关规范标准和实际案例为依据，针对现存问题提出针对性的解决策略，明确规划设计的原则；（4）根据排涝分区的标准对目标区域进行合理的污水分区，并确定污水收集系统、路面排水系统布局方案；（5）根据设计工作需求，详细测量、收集、计算相关数据，为设计工作提供更加充足的数据信息支持；（6）结合实际情况制定近期工作建议和保障性措施[1]。

3.2 设计工作内容

设计过程中的主要工作内容包括：（1）排水管网设计。一方面应尽可能缩短线路长度，以达到快速排水的效果；另一方面应尽可能避免管道穿越山洪地区，以此避免渗水事故的发生，提高管道的安全性；（2）雨水管道设计。在具体设计过程中，应根据雨水汇入面积和径流大小设置管道大小和排水方向来提升雨水管道设计的科学性和合理性,为居民出行提供更加便利、安全的道路条件；（3）污水管道设计。明确污水系统流域分区，合理布置污水管道走向，使污水尽量按重力流方式排出，用较短的管线排出较大面积的污水，布置中尽量减少埋深，尽量避免采用顶管或者污水提升泵站，减少工程投资和后期运维费用。

4 市政排水工程设计的要点

4.1 排水管道设计要点

进行排水管道设计过程中，结合项目排水（雨污）设计的实际情况和具体要求，设计单位应明确排水管道的设计要点：（1）科学设定管道走向与设计参数。在进行排水管道设计时普遍会遇到在原有管网基础上进行优化改造的情况，受新旧管网系统设计差异性、现场环境复杂等因素的影响，管道设计具有较大的难度。鉴于此，设计单位在进行排水管道设计前，应着重加强相关数据信息的收集和调研，以此全面而深入地了解目标区域的原始管网状态、周边环境条件及相关数据参数，以便对管道走向和参数进行科学设计。（2）做好排水管道横断面布置设计。在项目排水（雨污）设计过程中，设计单位应考虑到多种管线的协调布置，并根据每种管线的参数情况布置在合适的位置，以减少管线的交叉及埋深。同时应考虑到有些管线不与道路同步施工，在布置排水（雨污）管线位置时尽量避免后面实施的管线在施工过程中对其造成影响。（3）确保管线过街预留工作合理性。很多城市都有明文规定，新建或改建道路在规定时间内不得进行开挖施工，因此市政排水管线过街预留设计的合理性至关重要。在项目排水（雨污）设计过程中，设计师每隔80～120m便预留一个支管和检查井，在道路交叉口及间隔500m左右均设计有预埋过街管，同时积极与道路工程相关部门协调，使部分涵洞具备预留管线通道的功能。同时应根据当地相关部门要求，预留距离和空间足够的过街管，以满足后期使用需求[2]。

4.2 排水管道布局要点

进行排水管道布局过程中，充分考虑项目排水（雨污）设计的实际情况，设计单位应明确以下设计要点：（1）结合目标区域用水特征，明确排水管道布局侧重点。区域用水特征对于排水管道的布局具有直接的影响，因此在布局过程中充分了解目标区域的用水特征，针对性地制定排水管道布局规划侧重点。如城市老城区主要以住宅为主，其区域用水具有排水时间和排水点分散的特征，因此为满足居民的排水需求，排水管道布局规划侧重于提高排水管道的覆盖率；而像一些开发区或工业区主要以企业和工厂为主，其区域用水具有排水点和排水时间集中、排水量大的显著特征，因此排水管道布局的侧重点是提高排水管道的排水量。（2）合理规划排水分区，科学进行排水管道布局。根据所属流域对目标区域进行排水分区，可实现目标区域排水情况的细化，从而有利于设计师进行更加细致、科学的布局规划。在排水（雨污）设计时，项目设计单位根据所属流域将项目所在区域进行排水分区，然后根据各区域具体的汇水面积对排水管道进行合理布局，在确保分区排水需求得到满足的基础上，实现排水系统建设资源的合理化配置。

5 施工质量控制措施

5.1 施工测量

5.1.1 施工准备

测量人员需进行方案核实，校验各项工程参数，全面落实各项测量工作。测量前期，需校准仪器读数，确保读数准确。管道施工时，再次复核测量结果，参照水准点闭合参数控制规范±12Lmm。其中，L具体表示两个水准点的间隔距离，单位为km。闭合参数核准后，再审核控制桩位置角的规范性。此位置角的控制规范为±40n。其中，n表示监测点数量。水准点添加时，以不易相撞点为首选，各水准点间隔应控制在100mm以内。

5.1.2 中线测量

中线测量期间，需在管线起始点、管线终末点、管线平面折点、管线竖向折点各个位置增加中心桩。桩顶位置使用中心钉，在各个关键位置添加方向桩。中心桩编码确定后，使用钢尺测量中心顶间距[3]。

5.1.3 埋设坡度板

坡度板的装设间隔设计为10m，管道各向折点位置，需添加一个坡度板。采取人工挖土施工方法，埋设坡度板后，再进行开槽施工。工人可采取机械挖土形式，配合人工处理方式，清除底面杂物。坡度板两侧超出槽边的长度应控制在30cm以内，以此保持坡度板埋设固定性。

5.2 管槽支护

有些项目管槽位置需添加钢板桩，打桩前期需在沟槽两侧10cm位置设计打桩线。钢板桩选用拉森钢板桩，内侧支护结构使用钢管，管长需依据沟槽深度进行选择。校准钢板桩位置，钢板桩具有基坑支护功能，需从外观结构、结构长度、结构宽度、结构宽度等方面，逐一进行质量检查。如果钢板桩表现出较为严重的锈蚀质量问题，需测量钢板桩断面参数，进行折减处理。

5.3 土方开挖

管沟施工前期，需勘测工程地质、水文等情况，及时给出全面的技术安全方案。施工前期可进行挖坑试验，查看坑内积水与地质，核实勘测结果，选出合适的开槽方案。如果地下水位较高，需进行排水处理，使用明沟进行疏水。如果无法使用明沟排水方法，可使用井点降水方式，以此保证槽底排水质量，不可积存较多水分，防止出现浮管问题。管槽施工需参照工程实况，拆除障碍设施，进行初期开挖与平整处理。开挖施工期间，设定两个检查井为一个工程段。开挖平整处理完成，使用经纬仪进行检测，间隔10m设计一个沟槽边线桩。

5.4 管道安装

管材安装需保证管材质量，以此减少安装问题。项目使用的管材，其阻水能力主要参照接口质量。施工中，需加强管材质量检查，防止管材表面出现裂缝、麻面等质量问题。管口椭圆度的参数偏差，应符合接口间隙的设计规范，保持接口施工面的平整性，使接口可正常使用。管材质量控制工作，主要由管材生产单位进行检查，采取逐根检查方式，标记管材编号，杜绝劣质管材进场。管道安装期间，用料强度应大于5MPa，检查基础项目高度的规范性。基面测量放样后，核准管道位置，再找准管道边线位置，从走向、高度两个方面控制管线敷设质量。管道施工前期，需进行多种勘测工作：仔细核实原管连接高度；测定管道敷设的坡角、管道中位、挖沟边侧、周边建筑方位等信息；检查土料堆积的边缘位置，规划其余临时用地的区域。挖沟前期探测坑深，查明地下管线的分布状态，每次探坑间隔20m，探查的基坑深度应大于3m。如果管线分布错乱，管线位置探测不清晰，需增加探坑点位。管线探测完成，交由施工管理方进行交底核实，让工程管理单位进行线路保护。挖坑后如出现塌方问题，需使用沙包、木板进行基础加固处理，防止涌出淤泥、流砂等用料，必要时给予基坑支护处理。如果基坑表层的各类排水装置，在挖坑时失去排水功能，需据实增加排水管线。在排水项目完工后，再进行受损排水项目的修缮与更换。挖沟至底部位置时，需预留保护结构，结构厚度为0.4m，防止基底出现超挖现象。基底施工前期，逐层去除保护结构。如果基底出现超挖问题，应使用石屑进行回填。如果地质状态与图纸方案存在出入，应由设计、监理多个单位共同商讨处理方案。当基底土质有淤泥时，及时申报施工问题，清除污泥进行换砂。管垫层施工，需参照基础结构参数，测量放出同等的垫层高度，同步设计木桩，木桩间隔取10m。依据垫层面特点进行标高设计，准确检测平垫层，给予人工夯实处理，同步记录垫层工程数据。如果碎石垫层表层有水，需暂缓浇筑施工。应保持垫层干燥后，再行浇筑垫层。使用机械设备进行垫层用料运输，将用料运送至基坑边侧，在坑底处存放用料，进行人工摊铺处理。参照垫层面的前期设计高度，进行平整度检查。利用振捣设备处理垫层用料，防止出现工程下沉问题[4]。

5.5 沟槽回填

5.5.1 刚性管道沟槽回填

沟槽回填压实应逐层进行，且不得损伤管道；管道两侧和管顶以上500mm范围内胸腔夯实，应采用轻型压实机具，管道两侧压实面的高差不应超过300mm；管道基础为土弧基础时，应填实管道支撑角范围内腋角部位；压实时，管道两侧应对称进行，且不得使管道位移或损伤；同一沟槽中有双排或多排管道的基础底面位于同高程时，管道之间的回填压实应与管道与槽壁之间的回填压实对称进行；同一沟槽中有双排或多排管道但基础底面的高程不同时，应先回填基础较低的沟槽；回填至较高基础底面高程后，再按上一款规定回填；分段回填压实时，相邻段的接茬应呈台阶形，且不得漏夯；采用轻型压实设备时，应夯夯相连；采用压路机时，碾压的重叠宽度不得小于200mm；采用压路机、振动压路机等压实机械压实时，其行驶速度不得超过2km/h；接口工作坑回填时底部凹坑应先回填压实至管底，然后与沟槽同步回填。

5.5.2 柔性管道沟槽回填

回填前，检查管道有无损伤或变形，有损伤的管道应修复或更换；管基有效支承角范围应采用中粗砂填充密实，上与管壁紧密接触，不得用土或其他材料填充；管道半径以下回填时应采取防止管道上浮、位移的措施；管底基础至管顶以上0.5m范围内，必须采用人工回填，轻型压实设备夯实，不得采用机械推土回填；回填、夯实应分层对称进行，每层回填土高度不应大于200mm，不得单侧回填、夯实；管顶0.5m以上采用机械回填压实时，应从管轴线两侧同时均匀进行，并夯实、碾压；管道位于车行道下，铺设后即修筑路面或管道位于软土地层以及低洼、沼泽、地下水位高地段时，沟槽回填先用中、粗砂将管底蔽角部位填充密实后，再用中、砂分层回填到管顶以上500mm。

6 结语

市政排水管网是城市建设的重要组成部分，其规划设计的科学性与合理性对城市的宜居水平和建设发展具有重要的影响。新时期，相关管理部门和规划设计单位应充分了解市政排水设计存在的普遍性问题，明确市政排水设计的工作内容和排水管道设计的要点。在此基础上，加强排水管网施工监管，针对排水施工实际存在的不足，积极采取对应措施，发挥城市排水功能，力争获取较高的施工收益。为我国城市建设工作的开展提供更有力的支持。