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【摘要】：结合城市生活用水，工业用水的情况，并根据城市暴雨强度，给出城市雨水管和污水管的基本设计方法。
【关键词】：市政给排水雨水管道污水管道合流制管道
中图分类号： TU991.63 文献标识码： A 文章编号：
引言
给水工程完成的是向城镇居民、工矿企业、机关、学校、公共服务部门及各类保障城市发展和安全的用水个人和单位提供充足的水量和安全的水质，包括居民家庭生活和卫生用水、企业生产和生活用水、冷却用水、机关和学校生活用水、城市道路喷洒用水、绿化浇灌用水、消防以及水体环境景观用水等等；并满足各类用户或单位部门对水量、水质、水压的需求。排水工程则是将使用过的污（废）水收集、输送和处理、排放。包括来自人们生活和生产活动排除的水及被污染的初期雨水。给排水工程是城市与工业建设的一个重要组成部分，它的基建计划一般应纳入城市基本建设或工业企业的基础计划之内，因此正确的设计给排水工程具有重大的社会意义和经济意义。
一、雨水管道设计
1．排水体制的选择
城市道路雨水工程设计应以批准的排水工程总体规划为主要依据。排水体制的选择，应根据城镇规划、当地降雨情况、原有雨水设施地形和水体等条件，综合考虑确定。对于新建道路设计应采用雨污分流制排水。
2．径流系数确定
径流系数为雨水流域的排水管道流量(径流)与降雨量之比。在城镇或小区,建筑面积,道路面积及硬化面积比例很大,雨水大部分经雨水管排走,径流系数一般取值在0.4~0.9一般按照《室外排水设计规范》中相关规定记取。
3．暴雨强度的确定
对于城市中的暴雨强度的公式的重现期（P）、径流的系数（ψ）以及降雨的时间（t）上，要依据具体的情况进行分析，对降雨的时间（t），最好采用6～9分钟，对于一般地区设计的重视期P＝1a，像城市中的低洼广场、城市的立交桥以及重要地区，都应当选用P=2～5a，径流的系数ψ＝0.55～0.85。同时要提高城市给排水设施的规划标准，对于老城区进行给排水的改造，在技术、资金充足的情况下，采用100年一遇的特大暴雨的标准，對于新城以及次城区统统采用200年一遇的特大暴雨的标准。
4）管材选用
室外无压排水管一般较为常见的为混凝土及钢筋混凝土管，近几年双壁波纹管、HDPE高密度缠绕管等也在室外排水工程中得到较为广泛的应用。设计时应根据建设要求结合各种管材的特性做到管材选用经济、合理。雨水管道管径小于或等于400mm采用圆形断面的混凝土管，管径大于400mm采用钢筋混凝土管。
5）雨水管道布设
街区内部的地形、道路布置和建筑物的布置是确定街区内部雨水地面径流分配的主要因素，道路通常是街区内地面径流的集中地，所以道路边沟最好低于相邻街区的地面标高。应尽量利用道路两侧边沟排除地面径流，在每一集水流域的起端100～200m可以不设置雨水管渠；雨水口的布置应根据汇水面积及地形确定，以雨水不致漫过路面为宜，通常设置在道路交叉口及地形低洼处。在道路交叉口设置雨水口的位置与路面的倾斜方向有关。雨水管渠的设计流量与地区降雨强度、地面情况、汇水面积等因素有关，由于城市雨水管渠的汇水面积较小，一般属于水文学中的小汇水面积范畴，因此雨水管渠设计流量，可以采用小汇水面积暴雨径流推理公式计算。
二、污水管道设计
城市污水管网主要功能是收集和输送城市区域中的生活污水和生产废水。
污水管网设计的主要任务是如下几个部分:
1)污水管网总设计流量及各管段设计流量计算;
2)污水管网各管段直径，埋深，衔接设计与水力计算；
3)污水管网施工图绘制等;
1．污水管道设计要求
1）污水管道应按非满流设计，不同管段有最大设计充满度要求。
2）最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速。在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。最大设计流速是保证管道不被充数破坏的流速。该值与管道材料有关，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s.
3）规范规定最小管径对应的最小设计坡度：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003。
4）污水管道的埋设深度是指管道的内壁底部离开地面的垂直距离，亦称管道埋深。街坊污水支管起点最小埋深至少为0.6-0.7m,但是如果在北方，比如内蒙古就必须要考虑冻土层的厚度，最小埋深应达到1.2—1.3m，干燥土壤中最大埋深不超过7-8m.
5）管道衔接时要遵守两个原则：其一，避免上游管道形成回水，造成淤积；其二，在平坦地区应尽可能提高下游管道的标高，以减少埋深。管道的常用衔接方法有两种：一为水面平接（管径相同时采用）；二为管顶平接（管径不同时采用）。
2．污水设计流量计算
污水管道的设计流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。查居民生活污水量定额，通常生活污水量为同周期给水量的80%-90%，给水量采用200，假定该区给水排水系统完善，则综合生活用水定额为200×80.0%=160。
则生活污水Q=160×394974/86400=731L/s，由内插法求得，总变化系数K=1.35
故Q=1.35×731=986.85L/s
其比流量为q=986.85/1943.5=0.508L/(s.m)
工业生活污水和淋浴污水Q=计算得A厂和B厂的总流量为Q=7.55+19.69=27.24L/s
工厂生产污水按用水的80%算即Q=277.78L/s。
3．污水管道敷设
污水管道一般沿道路敷设并与道路中心平行。在交通繁忙的道路下应避免横穿埋置污水管道，当道路宽度大于40m且两侧街区都需要向支管排水时，常在道路两侧各设一条污水管道；城市街道下常有多种管道和地下设施，这些管道和地下设施互相之间以及与地面建筑之间，应当很好地配合；污水管道与其他地下管线或建筑设施之间的互相位置，应保证在敷设和检修管道时互不影响；污水管道与其他地下管线或建筑设施的水平和垂直最小净距，应根据两者的类型、标高、施工顺序和管线损坏的后果等因素确定。污水在管道中冰冻的可能性与土壤的冰冻深度、污水水温、流量及管道坡度等因素有关。因污水水温冬季也在4℃以上，所以没有必要把各个管道埋在冰冻线下；在气候温暖的平坦地区，管道的最小覆土厚度取决于房屋排出管在衔接上的要求；为防止管壁受荷载过大，管顶需有一定的覆土厚度。
三、合流制管道设计
合流制管渠系统是将生活污水、工业废水和雨水汇集到同一管渠内排除的管渠系统。合流制排水系统管线单一，总长度减少，管道造价低。合流制管渠系统除应满足管渠、泵站、处理厂、出水口等布置的一般要求外，管渠的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，并尽可能以最短的距离坡向水体。沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，应在其适当位置上设置溢流井，使超过截流干管设计输水能力的那部分混合污水能顺利地通过溢流井就近排入水体。必须合理地确定溢流井的数目和位置，以尽量减少对水体的污染，减少截留干管的尺寸和缩短排放渠道的长度以降低造价。在合流制管渠系统的上游排水区域内，如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设置污水管道。只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流管渠。
结语
综上所述由于市政给排水设施的功能和特性，使其工程规模大，投资额大，施工难度大，工期长且在运行中消耗大量的能源和资源按一般工程的设计经验。因此，在实际工作中，如果能对上述的几个问题认真加以改进,对于缓解城市路面积水，保证排水系统的安全运行，减少水体污染，减轻维护管理的工作量，将起到积极的作用。市政道路排水工程设计具有重要的地位，确保更科学，合理的给排水规划设计将给施工提供更好的条件。
参考文献
[1]王树森.混凝土排水管管道工程施工质量控制[J]混凝土.2010.(02)
[2]秦松伟.李朝峰.浅谈排水管道工程的质量控制要点[J]科技风.2009.(11)
[3]孙耀.提高施工质量防止排水管道堵塞[J]内蒙古科技与经济.2011.(20)
[4]王树森,汤鹏志,尹洁.预防市政排水管道工程质量通病的监理对策[J]中南公路工程.2009.
【关键词】：市政给排水雨水管道污水管道合流制管道
中图分类号： TU991.63 文献标识码： A 文章编号：
引言
给水工程完成的是向城镇居民、工矿企业、机关、学校、公共服务部门及各类保障城市发展和安全的用水个人和单位提供充足的水量和安全的水质，包括居民家庭生活和卫生用水、企业生产和生活用水、冷却用水、机关和学校生活用水、城市道路喷洒用水、绿化浇灌用水、消防以及水体环境景观用水等等；并满足各类用户或单位部门对水量、水质、水压的需求。排水工程则是将使用过的污（废）水收集、输送和处理、排放。包括来自人们生活和生产活动排除的水及被污染的初期雨水。给排水工程是城市与工业建设的一个重要组成部分，它的基建计划一般应纳入城市基本建设或工业企业的基础计划之内，因此正确的设计给排水工程具有重大的社会意义和经济意义。
一、雨水管道设计
1．排水体制的选择
城市道路雨水工程设计应以批准的排水工程总体规划为主要依据。排水体制的选择，应根据城镇规划、当地降雨情况、原有雨水设施地形和水体等条件，综合考虑确定。对于新建道路设计应采用雨污分流制排水。
2．径流系数确定
径流系数为雨水流域的排水管道流量(径流)与降雨量之比。在城镇或小区,建筑面积,道路面积及硬化面积比例很大,雨水大部分经雨水管排走,径流系数一般取值在0.4~0.9一般按照《室外排水设计规范》中相关规定记取。
3．暴雨强度的确定
对于城市中的暴雨强度的公式的重现期（P）、径流的系数（ψ）以及降雨的时间（t）上，要依据具体的情况进行分析，对降雨的时间（t），最好采用6～9分钟，对于一般地区设计的重视期P＝1a，像城市中的低洼广场、城市的立交桥以及重要地区，都应当选用P=2～5a，径流的系数ψ＝0.55～0.85。同时要提高城市给排水设施的规划标准，对于老城区进行给排水的改造，在技术、资金充足的情况下，采用100年一遇的特大暴雨的标准，對于新城以及次城区统统采用200年一遇的特大暴雨的标准。
4）管材选用
室外无压排水管一般较为常见的为混凝土及钢筋混凝土管，近几年双壁波纹管、HDPE高密度缠绕管等也在室外排水工程中得到较为广泛的应用。设计时应根据建设要求结合各种管材的特性做到管材选用经济、合理。雨水管道管径小于或等于400mm采用圆形断面的混凝土管，管径大于400mm采用钢筋混凝土管。
5）雨水管道布设
街区内部的地形、道路布置和建筑物的布置是确定街区内部雨水地面径流分配的主要因素，道路通常是街区内地面径流的集中地，所以道路边沟最好低于相邻街区的地面标高。应尽量利用道路两侧边沟排除地面径流，在每一集水流域的起端100～200m可以不设置雨水管渠；雨水口的布置应根据汇水面积及地形确定，以雨水不致漫过路面为宜，通常设置在道路交叉口及地形低洼处。在道路交叉口设置雨水口的位置与路面的倾斜方向有关。雨水管渠的设计流量与地区降雨强度、地面情况、汇水面积等因素有关，由于城市雨水管渠的汇水面积较小，一般属于水文学中的小汇水面积范畴，因此雨水管渠设计流量，可以采用小汇水面积暴雨径流推理公式计算。
二、污水管道设计
城市污水管网主要功能是收集和输送城市区域中的生活污水和生产废水。
污水管网设计的主要任务是如下几个部分:
1)污水管网总设计流量及各管段设计流量计算;
2)污水管网各管段直径，埋深，衔接设计与水力计算；
3)污水管网施工图绘制等;
1．污水管道设计要求
1）污水管道应按非满流设计，不同管段有最大设计充满度要求。
2）最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速。在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。最大设计流速是保证管道不被充数破坏的流速。该值与管道材料有关，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s.
3）规范规定最小管径对应的最小设计坡度：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003。
4）污水管道的埋设深度是指管道的内壁底部离开地面的垂直距离，亦称管道埋深。街坊污水支管起点最小埋深至少为0.6-0.7m,但是如果在北方，比如内蒙古就必须要考虑冻土层的厚度，最小埋深应达到1.2—1.3m，干燥土壤中最大埋深不超过7-8m.
5）管道衔接时要遵守两个原则：其一，避免上游管道形成回水，造成淤积；其二，在平坦地区应尽可能提高下游管道的标高，以减少埋深。管道的常用衔接方法有两种：一为水面平接（管径相同时采用）；二为管顶平接（管径不同时采用）。
2．污水设计流量计算
污水管道的设计流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。查居民生活污水量定额，通常生活污水量为同周期给水量的80%-90%，给水量采用200，假定该区给水排水系统完善，则综合生活用水定额为200×80.0%=160。
则生活污水Q=160×394974/86400=731L/s，由内插法求得，总变化系数K=1.35
故Q=1.35×731=986.85L/s
其比流量为q=986.85/1943.5=0.508L/(s.m)
工业生活污水和淋浴污水Q=计算得A厂和B厂的总流量为Q=7.55+19.69=27.24L/s
工厂生产污水按用水的80%算即Q=277.78L/s。
3．污水管道敷设
污水管道一般沿道路敷设并与道路中心平行。在交通繁忙的道路下应避免横穿埋置污水管道，当道路宽度大于40m且两侧街区都需要向支管排水时，常在道路两侧各设一条污水管道；城市街道下常有多种管道和地下设施，这些管道和地下设施互相之间以及与地面建筑之间，应当很好地配合；污水管道与其他地下管线或建筑设施之间的互相位置，应保证在敷设和检修管道时互不影响；污水管道与其他地下管线或建筑设施的水平和垂直最小净距，应根据两者的类型、标高、施工顺序和管线损坏的后果等因素确定。污水在管道中冰冻的可能性与土壤的冰冻深度、污水水温、流量及管道坡度等因素有关。因污水水温冬季也在4℃以上，所以没有必要把各个管道埋在冰冻线下；在气候温暖的平坦地区，管道的最小覆土厚度取决于房屋排出管在衔接上的要求；为防止管壁受荷载过大，管顶需有一定的覆土厚度。
三、合流制管道设计
合流制管渠系统是将生活污水、工业废水和雨水汇集到同一管渠内排除的管渠系统。合流制排水系统管线单一，总长度减少，管道造价低。合流制管渠系统除应满足管渠、泵站、处理厂、出水口等布置的一般要求外，管渠的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，并尽可能以最短的距离坡向水体。沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，应在其适当位置上设置溢流井，使超过截流干管设计输水能力的那部分混合污水能顺利地通过溢流井就近排入水体。必须合理地确定溢流井的数目和位置，以尽量减少对水体的污染，减少截留干管的尺寸和缩短排放渠道的长度以降低造价。在合流制管渠系统的上游排水区域内，如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设置污水管道。只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流管渠。
结语
综上所述由于市政给排水设施的功能和特性，使其工程规模大，投资额大，施工难度大，工期长且在运行中消耗大量的能源和资源按一般工程的设计经验。因此，在实际工作中，如果能对上述的几个问题认真加以改进,对于缓解城市路面积水，保证排水系统的安全运行，减少水体污染，减轻维护管理的工作量，将起到积极的作用。市政道路排水工程设计具有重要的地位，确保更科学，合理的给排水规划设计将给施工提供更好的条件。
参考文献
[1]王树森.混凝土排水管管道工程施工质量控制[J]混凝土.2010.(02)
[2]秦松伟.李朝峰.浅谈排水管道工程的质量控制要点[J]科技风.2009.(11)
[3]孙耀.提高施工质量防止排水管道堵塞[J]内蒙古科技与经济.2011.(20)
[4]王树森,汤鹏志,尹洁.预防市政排水管道工程质量通病的监理对策[J]中南公路工程.2009.