(湖北省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院， 湖北 武漢 430071)

1 市政給排水系統(tǒng)中的問題

1.1 水資源沒有得到充分利用

城市化進(jìn)程的推進(jìn),提高了道路的硬化比例,削弱了地表徑流的下滲能力,導(dǎo)致地下水得不到及時(shí)補(bǔ)給,影響了水循環(huán)。我國對于雨洪資源的利用認(rèn)識較晚,與一些發(fā)達(dá)國家的雨洪利用率相比,現(xiàn)有的程度還跟不上城市建設(shè)的進(jìn)程。這種情況的產(chǎn)生主要有兩種情況,一是傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)不完善,存在雨水、污水公用一個(gè)排水管道的現(xiàn)象,造成了雨水污染。二是城市內(nèi)排水受到本地氣候的影響較大,導(dǎo)致排水不及時(shí)。

1.2 給排水設(shè)施老化

首先,城市建設(shè)太快,城市的排水系統(tǒng)建設(shè)跟不上城市化的進(jìn)程。其次,建筑面積不斷擴(kuò)大,用地的逐年增加,相對的縮小了排水構(gòu)筑物的規(guī)模。另外,沒有對低下空間進(jìn)行精密的規(guī)劃,導(dǎo)致地下管道安排不合理,地上設(shè)施太多,占用空間大。最后,沒有對已建立的排水管道進(jìn)行定時(shí)的維護(hù)和更新,造成排水管道老化嚴(yán)重,城市地下管網(wǎng)改造速度緩慢。

1.3 對于強(qiáng)降雨的應(yīng)對能力較差

近年來,受整體氣候環(huán)境的影響,地域性極端天氣頻發(fā),尤其是短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)降雨,這種強(qiáng)降雨天氣會帶來大量的地表徑流,現(xiàn)有的城市排水系統(tǒng)建立不完善,并不能夠應(yīng)對這種變化,排流不暢會導(dǎo)致城市內(nèi)澇的發(fā)生,造成水污染,給人們的正常生活帶來極大的不便。

2 城市道路排水與凈化

傳統(tǒng)城市路面材料透水性差,道路標(biāo)高低于其他界面,在降雨時(shí),道路匯集雨水,將其排入雨水管網(wǎng),再排入城市及其附近的水體中。在雨水排放與收集的過程匯總會對原有的雨水管網(wǎng)造成壓力,使雨水管荷載超重,造成城市局部內(nèi)澇。同時(shí)雨水?dāng)y帶著大量來自城市道路、建筑表面等污染物,成為城市最大的面源污染之一。因此在進(jìn)行道路的雨水管理時(shí),可以通過景觀綠化,形成城市綠道的方式,將斑塊化的綠地聯(lián)系成一個(gè)整體,形成統(tǒng)一的綠色鏈條收集與凈化雨水;不僅能夠消減雨水的污染,使凈化后的雨水能夠補(bǔ)充地下水的同時(shí),還可以減輕道路管網(wǎng)的壓力。

2.1 合理引導(dǎo)水流方向

城市道路已有綠化帶通過道牙以打孔的形式,使雨水能夠進(jìn)入綠化帶之中,在有些地方可將道路做成收集水池,配合采用濕生植物。當(dāng)雨水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),設(shè)置溢流管,將管道與城市道路相結(jié)合。這種方式處理與傳統(tǒng)的雨水排放所不同,能夠補(bǔ)充地下水同時(shí)延長雨水匯入城市管道時(shí)間,控制短時(shí)間內(nèi)的徑流系數(shù),減輕城市管網(wǎng)的壓力。

2.2 利用植物進(jìn)行生態(tài)凈化

改造原有綠地植物構(gòu)成與土壤構(gòu)成,改為雨水種植池的形式,采用適應(yīng)性良好的濕生植物與旱生植物相結(jié)合,土壤最上面一層是卵石與沙石,短時(shí)間內(nèi)存儲雨水,然后再滲入土壤之中,緩慢凈化來補(bǔ)充地下水。這樣在做到雨污分流的同時(shí),減輕了雨水管道的荷載,利用自然元素來處理雨水,真正做到海綿城市,讓自然去做功。

3 給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在對給水排水管道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)，我們需要涉及到一系列相關(guān)內(nèi)容，對這些內(nèi)容設(shè)計(jì)的科學(xué)與否，直接影響著整個(gè)管道設(shè)計(jì)的效果。下面將對所有具體項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)一步探討與分析。

3.1 基本結(jié)構(gòu)形式的選擇

在進(jìn)行市政給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該做好管道結(jié)構(gòu)形式的選擇工作。主要考慮的因素有：管道的具體功能，如用于給水還是用于排水、管道所處的實(shí)際工作環(huán)境、管道的口徑大小與規(guī)定流量大小、管道的埋置深度以及周圍的地質(zhì)與水文、相關(guān)經(jīng)濟(jì)控制因素等等。管道結(jié)構(gòu)形式主要分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、鋼管、鑄鐵管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵、混凝土管、砌體蓋板涵、鋼筋混凝土管等等。在實(shí)踐過程中，需要綜合考量，通常的工程實(shí)踐中，不同的管道工作環(huán)境會對應(yīng)不同的管道類型，例如在非承壓的管道中，常常會選擇使用鋼筋混凝土管道、現(xiàn)澆混凝土箱涵、蓋板涵等；而在承壓的管道中，常常會應(yīng)用到的管道類型為PVC、PE、玻璃鋼管以及其他金屬管道。另外，在應(yīng)對一些較復(fù)雜的地質(zhì)情況時(shí)，如管道布置于河渠、公路和鐵路等特殊地段時(shí)，需要根據(jù)具體的情況來對管道進(jìn)行選擇，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，從而實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)效果。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐

在進(jìn)行管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，工程技術(shù)人員需要結(jié)合既定的管道基本特征、預(yù)埋地層厚度、載荷指數(shù)、地表下層的水位情況以及管道的強(qiáng)度、剛度情況來展開管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要反復(fù)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算與復(fù)核，進(jìn)而得出管道的壁板厚度、質(zhì)量等級等相關(guān)具體參數(shù)。作用在地下管道的荷載有恒載和活載。恒載包括結(jié)構(gòu)自身重力、上層覆蓋土的重力、結(jié)構(gòu)物本身長度內(nèi)水流的重力；活載有汽車荷載和某些情況下地下水的壓力等。另外，在實(shí)際的工程中，會存在某些管道必須進(jìn)行加固處理才能達(dá)到既定的強(qiáng)度與剛度要求，針對此類管道，必須要在科學(xué)計(jì)算之后，確定具體的指標(biāo)，進(jìn)而采取相關(guān)加固措施。常用的加固措施主要包括采用鋼筋混凝土包管等，這里需要注意到的是，在進(jìn)行具體的加固操作時(shí)，必須要依據(jù)具體的工程實(shí)際情況選擇對應(yīng)的加固方式與方法，切不可固守于某一種加固措施。

3.3 敷設(shè)方式的選取分析

在進(jìn)行管道敷設(shè)方式的選取時(shí)，同上述其他操作手段的選擇一樣，需要結(jié)合具體的情況與工程來進(jìn)行選擇，影響敷設(shè)方式選取的因素有很多，例如管道預(yù)埋的深度、地表以及地表之下可能存在的影響實(shí)際管道鋪設(shè)的阻礙等。敷設(shè)方式也有較多的種類，如架空式、溝埋式、頂管等等。在具體的應(yīng)用中，溝埋式較為普遍，其次為架空式，在特殊地段無法開挖施工時(shí)，通常采用頂管施工。不同的敷設(shè)方式對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有較大影響，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況分別設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.4 抗浮穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

影響管道抗浮穩(wěn)定性的主要因素就是實(shí)際工程區(qū)域水位高低，當(dāng)敷設(shè)地段地下水位較高時(shí)，管道抗浮穩(wěn)定性將會受到嚴(yán)重影響。在進(jìn)行市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要對抗浮穩(wěn)定進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，避免可能出現(xiàn)的浮管現(xiàn)象。

3.5 抗震設(shè)計(jì)

管道的抗震設(shè)計(jì)可以從較多的層面上得到體現(xiàn)。例如，在選擇管道的走向時(shí)，盡量避開抗震不利的場地、地基不穩(wěn)區(qū)域以及可液化地基，由于管線服務(wù)區(qū)域的限制無法避開抗震不利場地時(shí)，應(yīng)采取有效措施對地基進(jìn)行處理，例如換填、砂石擠密樁、拋石擠淤等方法。另外，在對管道的材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要選取抗震性能較優(yōu)越的材料，并輔以減小變形影響的構(gòu)造措施。除此之外，在對地基與支墩等項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要將抗震性能考慮在內(nèi)，最大化地降低因震動(dòng)而造成對管道功能的負(fù)面影響。

4 總結(jié)

總之，在市政工程給排水設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)采取科學(xué)合理的手段，加深工作人員對該項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的認(rèn)識，同時(shí)有效提升項(xiàng)目的設(shè)計(jì)水平，不斷優(yōu)化給排水設(shè)計(jì)，以避免市政道路出現(xiàn)積水問題，進(jìn)而為人們的出行安全提供保障。

[1]程碧波．對市政道路給排水設(shè)計(jì)的相關(guān)分析[J]．山西建筑，2015(15)．

[2]郁瑞麗．市政道路給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J]．建材與裝飾，2016(06)