公路市政改造的雨水管道设计分析

公路市政改造的雨水管道设计分析

廖泽新

广东名大集团有限公司525000

摘要：随着城市化进程的推进，在城市基础设施建设中市政雨水管道工程是其重要组成部分，与防洪排涝、城市环境卫生有着紧密的联系，对于城市建设与发展来说起着重要的作用，城市排水系统的完善与否在一定程度上与城市居民生活舒适性和便利性有关，同时也能有效减轻灾害性气候对城市发展所带来的破坏，本文就对公路市政改造的雨水管道设计方面问题进行分析。

关键词：公路；市政改造；雨水管道；设计

随着城市建设的不断发展与完善，城市基础设施建设更加完善，与此同时在城市发展的过程中一些问题也逐渐暴露出来，如城市排水设施建设不完善等，导致城市内涝严重，城市内涝主要是由于连续降水和强降水所导致，降雨范围集中，强度大，在长时间下会导致部分地区大面积积水，在遭遇强暴雨气候的袭击下，洪水增阿基，如不能及时得到疏导与漂流，则会在短时间内形成汪洋一片，对于人们的日常出行及交通行驶都带来了严重的阻碍。因此加强对城市雨水管道的设计十分必要。

一．雨水管道常见问题

（一）机械化程度低

我国现有雨水管道建于20世纪中期，管道设计理念和设计方法较为落后，且管道材料在经过长期的外在因素影响下，导致管道裂缝等问题发生。同时即便在新建雨水管道中机械化程度较低，在经开启检查中存爱碾压变形等问题，导致开启困难[1]。在灾害天气下如暴雨天气，地面积水对于检查井开启检查工作带来了一定的难度，对于检查井位置难以进行明确，在开启时水流会给工作人员的生命安全带来威胁。

（二）管道验收不严谨

部分地区在管道验收中是在管道覆土完成后进行，通过闭水试验的方式对管道进行验收，在地下水位较高的地区采用负压试验，在管道封堵后将管道中的积水抽干，并对地下水的渗入量进行观察，从而对雨水管道的合格性进行检查，但这种验收方法主要是担心验收不合格，在覆土和修复前一旦发现问题所产生的修复费用会大大增加。

（三）水利条件遭到破坏

在原有已经修建的地下管线中，如雨水、煤气、电力、通信等和现建的污水管发生冲突，则通常会降低坡度来使新建污水管道通过原建管线，导致坡度偏小，产生流速偏低等问题，如降低坡度仍然无法通过时，则会采用增设交叉井的方式[2]。这种方式虽然可以有效确保管道施工作业正常进行，但会使污水重力流水利条件遭到破坏，使流速小于设计流速，从而导致污水杂质下沉，产生堵塞、淤积等现象。

（四）管道清掏技术落后

在雨水管道的日常维护中，管道清掏工作是重要内容，并占据日常维护工作的一半以上，与西方发达国家相比较而言，我国清掏技术相对比较落后，且近年来清掏技术没有得到发展与改良，导致一些管道不能有效清掏，管道严重堵塞，进而对雨水管道的运行通畅带来严重的影响，排水效率低，产生一定的安全隐患。

二．公路市政改造的雨水管道设计分析

（一）项目概况

以某市改建工程为例，该路段总路线长度为2.644km，道路全线为公路式断面，该项目实际改建长度为2.199km，下穿铁路支线段纳入到铁路支线改建工程中。该项目除了对现状路面结构改造外，还要在两侧非机动车道和人行道，在非机动车道下同步增设排水管道，改造后道路性质为公路二级，横断面形式和道路功能变为城市道路模式[3]。

（二）参数确定

为对各项水利参数及管道断面尺寸进行明确，确保设计的合理性与经济性，就要对雨水管道进行水利计算，在计算前明确相关参数，避免使雨水管道发生淤积、冲刷等问题，确保可以正常工作。首先设计充满度，雨水管道系统根据满流设计，即h/D=1，由于雨水中含有一定的泥沙等无机物质，溢流时对环境影响较小，与重现期暴雨强度降雨历时一般补偿较高，因此这种设计不会造成较大的影响。其次在流速设计中，由于雨水会将地面泥沙带入到雨水管道中，为避免泥沙在管道中沉积，应规定雨水管道最小流速应大于污水管道最小流速，在满流时最小流速应设计为0.75m/s[4]。为避免雨水管渠管壁被冲刷而损耗，在雨水管道最大流速设计时也进行了明确的规定，对于金属管道最大设计流速为10m/s，非金属管道最大设计流速为5m/s。雨水管最小坡度设计应与雨水管内最小设计流速坡度相等，雨水管常用管径最小值为200mm，最小设计坡度为0.01，其他管径最小坡度在设计手册中已经明确。在雨水管道规划和方案设计时，首先应明确基本任务，对相关资料进行搜集，同时对雨水管道建设施工现场进行勘探，划分排水流于，进行雨水管道定位，明确雨水管道埋深位置。根据现场勘探结果，结合以往的施工设计经验，明确雨水泵站规模和设计方式，确定雨水管网控制点、设计管段设计流量、雨水管管径、雨水管道连接方式、标高系统确定等，再根据施工设计方案进行投资估算，绘制规划图，进行文本编写[5]。其中在雨水管道埋深设计中，通常在干燥土壤中雨水管道埋深最大不超过8m，在石灰岩、流砂及多水地层中最大埋深不超过5m；而雨水管道最小埋深则应符合街区雨水接管排水设计要求，同时还要满足荷载和冰冻要求。

（三）施工图设计

在道路施工图设计完成后进行雨水管道施工图，通常设计步骤为设计准备，管线设计，附属构筑物设计，施工图绘制，工程概算等。在设计准备工作阶段中，对于雨水管道的施工设计图应配合道路建设，在设计前期阶段比污水管道设计相对简单，设计内容主要包括对雨水管道施工图相关资料进行收集，如构筑物资料、现状管线、降雨、地质等，在明确施工设计任务及资料搜集后，到施工现场进行勘探。在管线设计中设计内容主要包括对雨水管道管径、雨水流量的计算，进行管线定位，明确雨水管道管材，确定雨水管接口，制定明确的施工方法、标高系数及回填要求。对于附属构筑物的设计，附属构筑物主要包括有检查井、雨水井、出水口、连接暗井，其中在检查井设计中为连接上下游管道，在雨水管道系统中应设置检查井，通常检查井设置在雨水管道交汇、管道尺寸、转弯、坡度均匀和跌水等，或间隔在一定距离直线管段上，在直线管段上雨水检查井应在最大间距执行。污水管要在泵站前和设置沉泥井，通常不设沉泥井，这和雨水管有一定的差别，雨水管主要是由于在雨水中夹带着地面上的泥沙等无机颗粒，因此需要设置沉泥井来截流砂砾，在大口径雨水管设置中沉泥井距离较长，对管径小于600mm管道可适当缩短[6]。而雨水口通常是在合流管渠和雨水管渠上收集雨水的一种构筑物，主要是由连接管、井筒和水箅所组成，一般雨水口深度应在1m以内，在有冻胀影响地区可适当增加其深度，采用无沉泥井形式设计，雨水口连接管与排水灌渠检查井相连，如排水管径超过800mm，可以在排水管和连接管连接处另设检查井，或设计连接暗井。

结语

雨水管道可以对地面中因暴雨形成的地面径流进行汇聚，避免发生洪涝灾害，在市政管道设计中通过科学合理的设计，保证城市居民正常的出行和生活秩序，在市政雨水管道设计中应明确施工设计方案，选取相关设计参数。

参考文献

[1]王强，关芳，崔硕，赵志勇.基于海绵城市理念的北京永定河文化新区雨水系统规划研究[J].北京水务，2015（05）：1-5.

[2]周炜.新室外排水设计规范对新建市政道路工程设计的影响[J].城市道桥与防洪，2015（08）：81-82+108+12-13.

[3]王锡祥.城市市政排水的规划设计原则及对策[J].江西建材，2014（18）：9+7.

[4]李创宇，厉勇，汪望淮.城市雨水管道系统设计理论与标准问题的探讨——以锡东新城雨水专项规划为例[J].江苏城市规划，2011（04）：14-17.

[5]顾玮，蔡伟红.全阶段城市排水管道系统规划及城市雨水利用研究[J].科技创新导报，2011（11）：54-55.

[6]丁宏达.重力流雨水管道动态规划系统分析[J].建筑技术通讯（给水排水），1983（05）：2-7.