姜龍春

悉地（蘇州）勘察設(shè)計顧問有限公司泉州分公司（362000）

試析市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計

姜龍春

悉地（蘇州）勘察設(shè)計顧問有限公司泉州分公司（362000）

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，政府部門開始重視城市排水系統(tǒng)方面的建設(shè)。作為城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分，排水系統(tǒng)主要由排水管網(wǎng)和污水處理廠組成，同時肩負(fù)著城市防汛排水、雨污水收集等重要工作。文章將結(jié)合實際情況對市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計進(jìn)行分析，旨在推動我國城市化進(jìn)程。

市政道路；污水管網(wǎng)；優(yōu)化改造設(shè)計

近幾年,我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市的規(guī)模逐漸擴(kuò)大,城市生產(chǎn)活動所產(chǎn)生的污水也在逐漸增加。然而，由于部分城區(qū)的排水管網(wǎng)年久失修，失去了排水管道原有的職能,無法滿足社會發(fā)展的需要。文章將結(jié)合實際情況對市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計進(jìn)行分析,以期為今后的相關(guān)工作提供參考。

1 市政道路污水管網(wǎng)的現(xiàn)狀

雖然現(xiàn)階段我國城市各個方面的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也較為完善，但是部分舊城區(qū)的污水管網(wǎng)年代久遠(yuǎn)，使用時間較長，致使部分管道嚴(yán)重老化，在為人們的生活帶來不便的同時，還直接影響到了管道的正常使用。首先，部分城區(qū)的排水管網(wǎng)在修建時沒有進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，使得地下排水管道呈現(xiàn)出一種混亂的狀態(tài)。相關(guān)工作人員在設(shè)計初期沒有合理的考慮排水管網(wǎng)的服務(wù)范圍、使用人口的數(shù)量以及人們生活所產(chǎn)生的排水量等客觀因素，致使排水管網(wǎng)在建設(shè)完成并投入使用后，排水、收集廢水的能力較差，無法滿足城市發(fā)展的需要。其次，由于舊式管網(wǎng)的設(shè)計使用年限較短，設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)也相對較低，施工過程中所使用的排水管的口徑較小，過水能力較差，再加上在施工過程中普遍存在的管網(wǎng)接口密實性較差的現(xiàn)象，使得部分積水、臭氣從管道內(nèi)溢出。在施工結(jié)束后，相關(guān)工作人員未定期對管道進(jìn)行維護(hù)與檢查，使得管道內(nèi)部淤積嚴(yán)重，嚴(yán)重影響到了排水管道的正常工作。最后，由于部分城區(qū)的排水管網(wǎng)在建設(shè)初期所收集的資料不夠全面，污水管網(wǎng)設(shè)計的過程中存在布置不合理等現(xiàn)象，致使管網(wǎng)中雨污管混接、雨水口堵塞等情況普遍存在。在后期施工過程中，相關(guān)的施工單位沒有按照施工圖紙中的細(xì)節(jié)及各項要求進(jìn)行施工，為后期的檢修、改造等工作造成一定阻礙。

2 市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計的重要性

傳統(tǒng)的污水管道在設(shè)計過程中通常是利用計算器對水管內(nèi)的水力進(jìn)行計算，這種計算方法會給工作人員帶來較大的工作壓力，增加工作量且嚴(yán)重浪費時間，使得污水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計無法達(dá)到最優(yōu)。隨著我國近幾年科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子計算機(jī)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于社會中的各個領(lǐng)域，并在各個領(lǐng)域中充分發(fā)揮自身優(yōu)勢。因此，在優(yōu)化改造設(shè)計污水管網(wǎng)的過程中應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，在有效提高工作質(zhì)量及效率的同時，還可以提升各項數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，為污水管道的設(shè)計提供了可靠的參考依據(jù)，從而為污水管道的優(yōu)化改造奠定堅實基礎(chǔ)。相關(guān)人員進(jìn)行污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計的過程中，應(yīng)不斷引進(jìn)先進(jìn)理論技術(shù)，使設(shè)計方案可以達(dá)到最優(yōu)，并有效節(jié)約工程建設(shè)的成本。與此同時，我國城市規(guī)模的逐漸擴(kuò)大為污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計工作帶來一定的困難，因此如何使污水管道改造設(shè)計方案達(dá)到最優(yōu)是現(xiàn)階段相關(guān)部門需要考慮的重要問題。良好的污水管網(wǎng)可以為城市發(fā)展提供有力保障，相關(guān)工作人員在優(yōu)化改造設(shè)計污水管網(wǎng)的過程中應(yīng)遵循客觀規(guī)律并堅持科學(xué)、合理的原則，使污水管網(wǎng)在今后的使用過程中可以充分地發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益、社會效益，推動我國城市化進(jìn)程。

3 市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計主要內(nèi)容

3.1 管線平面優(yōu)化改造設(shè)計

近幾年我國科技水平的顯著提升為排水技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，使得排水技術(shù)日益完善成熟，合理管線平面設(shè)計也隨之產(chǎn)生。這種設(shè)計主要是通過利用三種權(quán)值法來優(yōu)化改造設(shè)計污水管網(wǎng)，可有效保證施工過程中的各個管道地面坡度倒數(shù)、管道長度和各個管段均滿足最小覆土條件，且將設(shè)計的挖方量控制在最小范圍內(nèi)，同時采用最短路生成數(shù)算法來對管線平面布置進(jìn)行設(shè)計，然后再根據(jù)設(shè)計出的管線平面布置對管徑、埋深、提升泵站等方面進(jìn)行設(shè)計，最后再進(jìn)行分析，選出成本較低且質(zhì)量較高的設(shè)計方案作為最終的污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計方案。

3.2 管道參數(shù)優(yōu)化改造設(shè)計

管道參數(shù)優(yōu)化改造設(shè)計主要是指將已經(jīng)確定的污水管網(wǎng)優(yōu)化改造設(shè)計方案中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新計算使其符合參數(shù)優(yōu)化需求的一種方式。通常情況下，在確定管道流量后，可以滿足設(shè)計方案中管徑、埋深等參數(shù)的方案有很多，這時相關(guān)工作人員就應(yīng)將其中的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以達(dá)到優(yōu)化管道參數(shù)的目的，從而篩選出符合施工要求且造價低、質(zhì)量高的設(shè)計方案。近幾年較為常用的參數(shù)優(yōu)化方式主要分為兩種:第一，直接優(yōu)化法。這種優(yōu)化方式只需要根據(jù)性能指標(biāo)的變化計算出其中的影響參數(shù)，再與其他設(shè)計方案中的參數(shù)進(jìn)行比較，從中選出符合市政道路污水管網(wǎng)優(yōu)化改造需求的設(shè)計方案，是一種較為簡便的方式。第二，間接優(yōu)化法。由于直接優(yōu)化法在計算過程中所涉及的計算數(shù)據(jù)過于龐大,在計算過程中會經(jīng)常出現(xiàn)疏漏現(xiàn)象，使得計算結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性及可靠性，而間接優(yōu)化法是建立在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，將施工現(xiàn)場的實際情況與數(shù)學(xué)模型緊密結(jié)合來實現(xiàn)對污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計，使得計算結(jié)果更加準(zhǔn)確[1]。

4 市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計注意事項

在對市政道路污水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化改造設(shè)計的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)注意從以下方面進(jìn)行考慮:

第一，流速方面的設(shè)計。通常情況下，管徑半徑的大小會受到污水流速的影響，成反比增長，即當(dāng)污水流量減小時，管徑半徑會增大。因此，相關(guān)工作人員在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到流速方面的問題，盡量通過明確的條件來限制污水流速。

第二，充滿度設(shè)計。在優(yōu)化改造設(shè)計污水管網(wǎng)的過程中應(yīng)盡可能選擇管徑較小的水管，從而降低工程造價。然而在實際設(shè)計過程中，并沒有對管徑大小進(jìn)行明確的規(guī)定。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)明確污水管網(wǎng)管道內(nèi)污水的流量與流速，從而計算出管道內(nèi)污水最大充滿度，并將這項數(shù)據(jù)作為選擇水管時的最小管徑，在保證污水管網(wǎng)施工質(zhì)量的同時降低工程造價。

第三，污水管網(wǎng)布置設(shè)計。由于城市市政道路的地形錯綜復(fù)雜，因此相關(guān)工作人員在設(shè)計的過程中應(yīng)因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來選擇污水管網(wǎng)的布置形式。平行式管網(wǎng)布置形式主要是被應(yīng)用在地勢變化較為明顯的地區(qū)，在施工過程中應(yīng)保證污水干管與等高線相互平行；交叉式管網(wǎng)布置形式主要被應(yīng)用于地勢相對平坦的地區(qū)，并且保證污水管與等高線相互垂直。工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況合理選擇管道布置形式。

第四，管材優(yōu)化選擇。隨著近幾年我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型管材應(yīng)時而生。相對于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土管道來說，新型管材具有耐腐蝕、使用壽命長、搬運簡便等特點，可以有效降低工程造價、縮減工期，提高了施工效率和施工質(zhì)量。

第五，審查管網(wǎng)現(xiàn)狀資料。由于城市污水管網(wǎng)改造涉及到眾多管線，因此在進(jìn)行城市污水管網(wǎng)改造之前應(yīng)對現(xiàn)階段城區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)現(xiàn)狀資料進(jìn)行詳細(xì)審查。根據(jù)建設(shè)單位所提供的管線施工圖，充分掌握城區(qū)各個污水管線的平面位置、水流走向、埋深情況等，再根據(jù)從養(yǎng)護(hù)管理部門獲取的管道使用信息勘察污水管網(wǎng)，以保證管網(wǎng)改造施工過程中有據(jù)可依。此外，在設(shè)計污水管網(wǎng)時應(yīng)注意結(jié)合城市建設(shè)規(guī)劃的實際情況，并完善現(xiàn)有的各項資料，做好城區(qū)各個污水管網(wǎng)的規(guī)劃工作，使污水管網(wǎng)改造工程與城市規(guī)劃中的具體要求相符，同時應(yīng)根據(jù)城區(qū)現(xiàn)有的污水管網(wǎng)構(gòu)建相應(yīng)的地理信息系統(tǒng)，及時排查管道中可能存在的錯接亂接現(xiàn)象，為人們正常生活提供有力保障。

5 總結(jié)

綜上所述，市政道路污水管網(wǎng)建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的一項重要內(nèi)容，關(guān)系到城市排水暢通以及城市污水的回收，可直接影響到城市今后的發(fā)展。因此相關(guān)部門在優(yōu)化改造污水管網(wǎng)的過程中，應(yīng)注意根據(jù)城市的地質(zhì)地形對各個城區(qū)的排水管進(jìn)行規(guī)劃，并依照城區(qū)內(nèi)的地形特點采取不同的設(shè)計方案，在保證工程施工質(zhì)量的前提下降低工程成本，在施工結(jié)束后按照相關(guān)規(guī)定對污水管網(wǎng)進(jìn)行定期檢修以延長管道的使用壽命，為城市今后的穩(wěn)定發(fā)展提供有力保障。

[1]徐黎.淺談市政道路污水管網(wǎng)的優(yōu)化改造設(shè)計[J].建材與裝飾,2015(46):191-192.