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市政給排水設計中應注意的相關(guān)問(wèn)題
市政給排水設施是城市基礎設施重要組成部分,關(guān)系著(zhù)城市地面水的排除,城市污水的處理,使水資源得以良性循環(huán)的基礎設施,對居民居住環(huán)境有十分重要的意義。隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,城市化進(jìn)程加快,市政給排水設施建設得到較快發(fā)展,城市建設必須走可持續發(fā)展道路,但市政道路排水設施普遍存在問(wèn)題成為市政給排水設計工作人員的關(guān)注的焦點(diǎn)。
1.市政給水系統設計問(wèn)題
一般來(lái)說(shuō),許多城市的供水管網(wǎng)建設都滯后于城市水廠(chǎng)建設,存在管徑過(guò)小、布局凌亂、管網(wǎng)老化、管材較差等諸多問(wèn)題,從而造成管道漏損嚴重,用戶(hù)的供水壓力和供水安全得不到保證。
1.1管線(xiàn)設計
(1)一般在定線(xiàn)所用圖至少是本市最近的實(shí)測1:500地形圖,并且有必要時(shí)通過(guò)現場(chǎng)的踏勘來(lái)確定或修正。在實(shí)際操作中,有些管道之間影響比較小,凈距可酌情減少。如規范中規定熱力管與給水管的水平凈距為1.5m,而如今管材的質(zhì)量提高后,根據實(shí)際情況也可以酌情減少兩管道水平凈距,而并不影響管道正常運行。
(2)設計人員應加強對管道基礎、預留預埋、管徑、標高等的標注和說(shuō)明,給出盡可能多的標準圖或詳圖,以避免不必要的損失。在豎向設計時(shí),要按照以下原則進(jìn)行合理布置,保證管線(xiàn)在荷載作用下不被壓壞;在天氣寒冷地區或是冬季,要保證管道介質(zhì)不凍結,滿(mǎn)足豎向規劃要求,按照規范要求布置各個(gè)管線(xiàn)之間的垂直間距。值得注意的是,各個(gè)管材對壓力的承受力是不一樣的,設計最小覆土要根據所選擇的管材實(shí)際情況而定。
(3)當工程管線(xiàn)豎向之間發(fā)生矛盾時(shí)應遵行如下原則:支管避讓干管:可彎曲管避讓不可彎曲管;規劃管線(xiàn)讓現狀管線(xiàn);壓力管避讓重力管;管徑小的管線(xiàn)避讓管徑大的管線(xiàn)。在設計過(guò)程中,這些原則也不是固定的,主要是根據實(shí)際情況而定,盡量減少不必要的損失和麻煩。
(4)在住宅區給水設計應注意:系統設計應充分結合物業(yè)管理需要;設計應考慮當地施工水平的因素:運用新產(chǎn)品應慎重,要深入了解其原理性能,掌握其優(yōu)缺點(diǎn),明確安裝使用的注意事項等;注意其它專(zhuān)業(yè)對給排水設計的要求,如建筑構造、結構構件對管徑、標高的限制。
1.2管網(wǎng)優(yōu)化
給水管網(wǎng)優(yōu)化設計是在已定線(xiàn)下尋求管徑與水力參數的最優(yōu)化組合的解。在已定管線(xiàn)中,合理分配管網(wǎng)流量,采用優(yōu)化算法,優(yōu)化管道設計管徑,根據城市地形特點(diǎn),優(yōu)化組合和分布供水區域,采用不同壓力范圍供水,使整個(gè)系統的運行費用最低。目前在給排水中常用的優(yōu)化算法有如下幾類(lèi):純屬規劃法、非線(xiàn)性規劃法、動(dòng)態(tài)規劃法和遺傳算法。
水資源在時(shí)間與空間上存在分布不均,而且根據要水質(zhì)的不同設置不同的設計方案,區給水系統規劃要優(yōu)化水資源配置。一般在中小型管道系統優(yōu)化設計時(shí),可以選擇遺傳算法求得最優(yōu)化設計方案。綜合地運用直接式管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)和無(wú)負壓管網(wǎng)增壓穩流給水設備,當市政供水管網(wǎng)水量充分,供水壓力相對穩定時(shí),可采用無(wú)負壓管網(wǎng)增壓穩流給水設備。用水非常集中、瞬時(shí)用水量過(guò)大的地方,則應使用直接式管網(wǎng)疊壓供水,以減少峰值流量對管網(wǎng)造成的影響,保證無(wú)負壓設備的正常工作。
2.市政排水系統的設計問(wèn)題
(1)防洪排澇措施。采取防洪排澇措施的好差,直接影響到居民的生命及財產(chǎn)安全,防洪排澇規劃主要針對對象是外洪和內洪,外洪以防為主,如防洪堤、水庫等,而內洪則雨水如何及時(shí)排除或滯蓄起來(lái)的問(wèn)題,這有助于提高人們對防洪排澇重要性的認識,確保人民生命財產(chǎn)安全排洪規劃重現期應根據城市重要性以及當地的歷年雨水量,排洪流域面積等因素綜合考量后確定,大中城市排洪標準不宜小于 10 年一遇(水利標準)。對于山區,考慮到內洪來(lái)得快,退得快,宜采用全抬高方案,但同時(shí)也要考慮村莊現狀,可設置局部的抽排設施。
(2)市政排水的污水處理。規劃設計中既要考慮到城市污水處理能力,還要應用新科技,建設節能環(huán)保,再利用的原則,用生活污水反應器向高效的移動(dòng)床和流化床發(fā)展。還有一種高效載體生物強化工藝, 利用硅藻土的高效載體生物作用( 流化床) 和吸附。污水管網(wǎng)設計的將地面線(xiàn)資料、道路設計結果傳輸給污水設計系統。污水井:以給定的道路中心線(xiàn)為參照線(xiàn),按照設計人員指定的樁號偏距, 沿道路布置污水井,由于污水提升泵站設置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,所以在排水工程設計中,要設計通過(guò)管材、基礎、施工方法等手段,合理選用排水管網(wǎng),確定合理的排水管設計高程,這不僅可以節約投資,還增加了污水的排放效率。
(3)污水計算。污水計算包括排水面積確定、污水管網(wǎng)計算,可以直接用系統提供的圖形量測手段,對管徑和坡度的進(jìn)行確定,幫助設計人員作出正確的選擇。污水管:污水管布置時(shí)其管端必須接在污水并上,污水管的管徑、坡度均由污水計算結果來(lái)確定,標高由系統自動(dòng)計算。給水管網(wǎng)設計,排水工程規劃確定的重要出水口是根據管網(wǎng)系統的布置及當地受納水體的條件確定的,給水管網(wǎng)設計的基本步驟是:設置道路信息;布置給水節點(diǎn);布置給水管;繪圖、排水工程規劃確定的重要出水口是根據管網(wǎng)系統的布置及當地受納水體的條件確定的,要求設計單位按相關(guān)道路的設計,調整相應的排水工程設計,造成了設計工程的排水工程部分造價(jià)增加13% 市政給排水工程規劃編制滯后,造成了一些排水工程不能與道路工程同期設計,同樣造成了設計的重復工作或工程改造的浪費。
(4)管道連接及流速。街道下的污水干管經(jīng)常是在住宅小區規劃沒(méi)有完全確定的情況下布置的,即排水點(diǎn)位置并不確定。為了更好的銜接捧水干管和支管,設計在排水干管上每隔一定距離接出連接管,建筑紅線(xiàn)外和伸入人行道,可以避免以后支管接人時(shí)破損路面,減少施工量和節省投資。為有利于區域內建筑物就近排水,連接管的間距要根據需要,適可而止,避免浪費。要注意避免與其他地下管線(xiàn)發(fā)生沖突。解決措施有:排水管線(xiàn)采用跌水井調節、采用局部增大斷面的方式,確保過(guò)水斷面不減少,不影響排水和在特殊的情況下,可采用倒吸虹管?!妒彝馀潘O計規范》第3.2.6條規定:污水管道在設計充滿(mǎn)度下的最小流速應為0.6m/s。當起點(diǎn)污水管段中的流速不能滿(mǎn)足以上規定時(shí),應符合規范第3.2.9條要求,即在街道下,污水管道的最小管徑為300mm,最小設計坡度為0.003。當管道坡度不能滿(mǎn)足上述要求時(shí),可酌情減小,但應有清淤或防淤措施。
總之,隨著(zhù)我國的城市基礎建設迅速發(fā)展,給排水系統在快速建立和完善,而城市的給排水設施的安全、可靠、完善是經(jīng)濟發(fā)展的有力保證。在新的歷史條件下,城市建設必須走可持續發(fā)展道路,提倡省地節能的理念,這要求我們市政給排水規劃設計必須從解決水資源和具體技術(shù)措施兩個(gè)方面進(jìn)行認真思考與研究,以尋求城市水資源的合理利用,實(shí)現現代化城市的可持續發(fā)展。
1.市政給水系統設計問(wèn)題
一般來(lái)說(shuō),許多城市的供水管網(wǎng)建設都滯后于城市水廠(chǎng)建設,存在管徑過(guò)小、布局凌亂、管網(wǎng)老化、管材較差等諸多問(wèn)題,從而造成管道漏損嚴重,用戶(hù)的供水壓力和供水安全得不到保證。
1.1管線(xiàn)設計
(1)一般在定線(xiàn)所用圖至少是本市最近的實(shí)測1:500地形圖,并且有必要時(shí)通過(guò)現場(chǎng)的踏勘來(lái)確定或修正。在實(shí)際操作中,有些管道之間影響比較小,凈距可酌情減少。如規范中規定熱力管與給水管的水平凈距為1.5m,而如今管材的質(zhì)量提高后,根據實(shí)際情況也可以酌情減少兩管道水平凈距,而并不影響管道正常運行。
(2)設計人員應加強對管道基礎、預留預埋、管徑、標高等的標注和說(shuō)明,給出盡可能多的標準圖或詳圖,以避免不必要的損失。在豎向設計時(shí),要按照以下原則進(jìn)行合理布置,保證管線(xiàn)在荷載作用下不被壓壞;在天氣寒冷地區或是冬季,要保證管道介質(zhì)不凍結,滿(mǎn)足豎向規劃要求,按照規范要求布置各個(gè)管線(xiàn)之間的垂直間距。值得注意的是,各個(gè)管材對壓力的承受力是不一樣的,設計最小覆土要根據所選擇的管材實(shí)際情況而定。
(3)當工程管線(xiàn)豎向之間發(fā)生矛盾時(shí)應遵行如下原則:支管避讓干管:可彎曲管避讓不可彎曲管;規劃管線(xiàn)讓現狀管線(xiàn);壓力管避讓重力管;管徑小的管線(xiàn)避讓管徑大的管線(xiàn)。在設計過(guò)程中,這些原則也不是固定的,主要是根據實(shí)際情況而定,盡量減少不必要的損失和麻煩。
(4)在住宅區給水設計應注意:系統設計應充分結合物業(yè)管理需要;設計應考慮當地施工水平的因素:運用新產(chǎn)品應慎重,要深入了解其原理性能,掌握其優(yōu)缺點(diǎn),明確安裝使用的注意事項等;注意其它專(zhuān)業(yè)對給排水設計的要求,如建筑構造、結構構件對管徑、標高的限制。
1.2管網(wǎng)優(yōu)化
給水管網(wǎng)優(yōu)化設計是在已定線(xiàn)下尋求管徑與水力參數的最優(yōu)化組合的解。在已定管線(xiàn)中,合理分配管網(wǎng)流量,采用優(yōu)化算法,優(yōu)化管道設計管徑,根據城市地形特點(diǎn),優(yōu)化組合和分布供水區域,采用不同壓力范圍供水,使整個(gè)系統的運行費用最低。目前在給排水中常用的優(yōu)化算法有如下幾類(lèi):純屬規劃法、非線(xiàn)性規劃法、動(dòng)態(tài)規劃法和遺傳算法。
水資源在時(shí)間與空間上存在分布不均,而且根據要水質(zhì)的不同設置不同的設計方案,區給水系統規劃要優(yōu)化水資源配置。一般在中小型管道系統優(yōu)化設計時(shí),可以選擇遺傳算法求得最優(yōu)化設計方案。綜合地運用直接式管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)和無(wú)負壓管網(wǎng)增壓穩流給水設備,當市政供水管網(wǎng)水量充分,供水壓力相對穩定時(shí),可采用無(wú)負壓管網(wǎng)增壓穩流給水設備。用水非常集中、瞬時(shí)用水量過(guò)大的地方,則應使用直接式管網(wǎng)疊壓供水,以減少峰值流量對管網(wǎng)造成的影響,保證無(wú)負壓設備的正常工作。
2.市政排水系統的設計問(wèn)題
(1)防洪排澇措施。采取防洪排澇措施的好差,直接影響到居民的生命及財產(chǎn)安全,防洪排澇規劃主要針對對象是外洪和內洪,外洪以防為主,如防洪堤、水庫等,而內洪則雨水如何及時(shí)排除或滯蓄起來(lái)的問(wèn)題,這有助于提高人們對防洪排澇重要性的認識,確保人民生命財產(chǎn)安全排洪規劃重現期應根據城市重要性以及當地的歷年雨水量,排洪流域面積等因素綜合考量后確定,大中城市排洪標準不宜小于 10 年一遇(水利標準)。對于山區,考慮到內洪來(lái)得快,退得快,宜采用全抬高方案,但同時(shí)也要考慮村莊現狀,可設置局部的抽排設施。
(2)市政排水的污水處理。規劃設計中既要考慮到城市污水處理能力,還要應用新科技,建設節能環(huán)保,再利用的原則,用生活污水反應器向高效的移動(dòng)床和流化床發(fā)展。還有一種高效載體生物強化工藝, 利用硅藻土的高效載體生物作用( 流化床) 和吸附。污水管網(wǎng)設計的將地面線(xiàn)資料、道路設計結果傳輸給污水設計系統。污水井:以給定的道路中心線(xiàn)為參照線(xiàn),按照設計人員指定的樁號偏距, 沿道路布置污水井,由于污水提升泵站設置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,所以在排水工程設計中,要設計通過(guò)管材、基礎、施工方法等手段,合理選用排水管網(wǎng),確定合理的排水管設計高程,這不僅可以節約投資,還增加了污水的排放效率。
(3)污水計算。污水計算包括排水面積確定、污水管網(wǎng)計算,可以直接用系統提供的圖形量測手段,對管徑和坡度的進(jìn)行確定,幫助設計人員作出正確的選擇。污水管:污水管布置時(shí)其管端必須接在污水并上,污水管的管徑、坡度均由污水計算結果來(lái)確定,標高由系統自動(dòng)計算。給水管網(wǎng)設計,排水工程規劃確定的重要出水口是根據管網(wǎng)系統的布置及當地受納水體的條件確定的,給水管網(wǎng)設計的基本步驟是:設置道路信息;布置給水節點(diǎn);布置給水管;繪圖、排水工程規劃確定的重要出水口是根據管網(wǎng)系統的布置及當地受納水體的條件確定的,要求設計單位按相關(guān)道路的設計,調整相應的排水工程設計,造成了設計工程的排水工程部分造價(jià)增加13% 市政給排水工程規劃編制滯后,造成了一些排水工程不能與道路工程同期設計,同樣造成了設計的重復工作或工程改造的浪費。
(4)管道連接及流速。街道下的污水干管經(jīng)常是在住宅小區規劃沒(méi)有完全確定的情況下布置的,即排水點(diǎn)位置并不確定。為了更好的銜接捧水干管和支管,設計在排水干管上每隔一定距離接出連接管,建筑紅線(xiàn)外和伸入人行道,可以避免以后支管接人時(shí)破損路面,減少施工量和節省投資。為有利于區域內建筑物就近排水,連接管的間距要根據需要,適可而止,避免浪費。要注意避免與其他地下管線(xiàn)發(fā)生沖突。解決措施有:排水管線(xiàn)采用跌水井調節、采用局部增大斷面的方式,確保過(guò)水斷面不減少,不影響排水和在特殊的情況下,可采用倒吸虹管?!妒彝馀潘O計規范》第3.2.6條規定:污水管道在設計充滿(mǎn)度下的最小流速應為0.6m/s。當起點(diǎn)污水管段中的流速不能滿(mǎn)足以上規定時(shí),應符合規范第3.2.9條要求,即在街道下,污水管道的最小管徑為300mm,最小設計坡度為0.003。當管道坡度不能滿(mǎn)足上述要求時(shí),可酌情減小,但應有清淤或防淤措施。
總之,隨著(zhù)我國的城市基礎建設迅速發(fā)展,給排水系統在快速建立和完善,而城市的給排水設施的安全、可靠、完善是經(jīng)濟發(fā)展的有力保證。在新的歷史條件下,城市建設必須走可持續發(fā)展道路,提倡省地節能的理念,這要求我們市政給排水規劃設計必須從解決水資源和具體技術(shù)措施兩個(gè)方面進(jìn)行認真思考與研究,以尋求城市水資源的合理利用,實(shí)現現代化城市的可持續發(fā)展。
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