城市給排水工程設(shè)計(jì)探討

鄒登峰 江 俊 徐賓鴻

（襄陽市市政公用工程設(shè)計(jì)研究院，湖北 襄陽 441100）

1 概述

該工程是襄陽市某地區(qū)的管線系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)，涉及給水管線設(shè)計(jì)、污水管線設(shè)計(jì)和雨水管線設(shè)計(jì)。給水管線全長為465m,給水管線的管徑采用分別DN300、DN400、DN600的鑄鐵管。其中DN600管徑的管線作為主給水管道縱貫市區(qū)，DN400管徑管線作為給水主管線連接城市居民小區(qū)的給水管，DN300管徑管線為道路的支管道。在給水管線槽的設(shè)計(jì)上，采用兩側(cè)寬度為0.3m且厚度為300mm的天然砂礫石鋪墊；污水管線的全長為460m,管徑為D600和D500。D600為排水主管道，D500為排污的支管道，用在道路的兩旁，把污水從路面排到污水管主管道中。管道坡度為0.003，用厚度300mm的天然砂礫石鋪墊，按照施工要求進(jìn)行；雨水管線的全長為440m左右，采用D1000的PE管作為主管道鋪設(shè)，D600作為支管道，為小區(qū)提供雨水排放。

下面對(duì)城市給排水工程在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面具體分析。

2 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 給水系統(tǒng)的組成

城市給水系統(tǒng)的目的是為了保證城市對(duì)水資源的需求，以不同的取水和凈水方式與相對(duì)應(yīng)的管線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，達(dá)到水量、水質(zhì)和水壓的要求。城市給水系統(tǒng)一般由取水、凈水、輸水和配水組成，每一個(gè)程序都有不同的作用，但有相互聯(lián)系，彼此牽制。

2.2 取水、凈水和輸水

取水是城市給水的第一步，指從自然水資源中將水抽走的過程，即把水通過泵站和取水管道抽取到自來水水廠中。自然水資源既可以是地下水資源，也可以是江河湖等地表水資源。

凈水是指將取來的水在水廠中通過反應(yīng)沉淀池、過濾池、活性炭吸附池、清水池等一些列措施后，達(dá)到凈化水的目的。

輸送水也就是配送，在取來的水經(jīng)過凈化后已成為能夠供人們使用的自來水，這就需要用泵站將水配送到用戶的手中。

2.3 清水池設(shè)計(jì)

清水池原來只用于水廠的建設(shè)中，但是隨著城市的發(fā)展，高層建筑日益增加，對(duì)給水量和給水壓都有了更高的要求，因此清水池的應(yīng)用也變得更加廣泛。

對(duì)于清水池的設(shè)計(jì)要綜合考慮三個(gè)方面，分別是清水池強(qiáng)度、抗裂度與防水防滲。清水池的強(qiáng)度要求即在池滿載水時(shí)，池壁要有足夠的強(qiáng)度承受其自身重量和來自水的壓力；清水池由于長期受到水壓的作用力，池壁也比較容易產(chǎn)生裂紋。尤其是在清水池的四角部位，要選用比較嚴(yán)密的鋼材與水泥；清水池對(duì)防水防滲要求是很高的。就防水而言，通常要設(shè)計(jì)多道措施，一是在池壁內(nèi)粉刷上水泥漿防水層，二是在赤壁鋪上一層高分子材料，三是在池體的回填土采用壓實(shí)系數(shù)較高的素土。防滲也是清水池需要注意的方面，在池底部要鋪設(shè)密實(shí)度較高的混泥土，水泥質(zhì)量在320kg/m2左右最為合適，水灰比不超過0.55。

2.4 給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

2.4.1 給水管網(wǎng)布置

一是配水管網(wǎng)宜布置成環(huán)狀，供水要求不高時(shí)，可為樹枝狀，等到水量發(fā)展時(shí)，再連接成環(huán)狀；二是城鎮(zhèn)生活用水管網(wǎng)要嚴(yán)格和非生活用水區(qū)分開來；三是當(dāng)輸水管和管網(wǎng)延伸較長時(shí)，為了維持管網(wǎng)末梢的服務(wù)水龍頭二級(jí)泵房的揚(yáng)程勢必很高，引起泵房附近干管中壓力過高，既不安全也不經(jīng)濟(jì)，可在管網(wǎng)中間適當(dāng)位置增設(shè)加壓泵房，例如在襄陽市給水管網(wǎng)內(nèi)設(shè)置了多個(gè)加壓泵房；四是在晝夜用水量相差很大，高峰用水時(shí)間較短時(shí)，可考慮在適當(dāng)位置設(shè)置調(diào)水池和泵房，利用夜間蓄水，日間供水，增加高峰時(shí)的用水量；五是在城市地形高差較大時(shí)，可以采取分壓供水或局部加壓的方式。

2.4.2 定線設(shè)計(jì)

在城市平面圖上定出管線的位置，干管盡量布置在主干道上，兩側(cè)有相當(dāng)數(shù)量的用戶群。干管定線時(shí)，要避免穿越重要街道?？梢詤⒖级?jí)泵房的供水方向，將幾條干管平行地布置在用水量較大的地區(qū)。

2.4.3 管頂埋深

管頂埋深與不同地區(qū)的氣候狀況和地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。以北方地區(qū)為例，天津?yàn)?.8-1.2m，哈爾濱為2.0-2.5m以下。管頂埋深還要考慮管材質(zhì)地、管材強(qiáng)度、管徑寬度等。

3 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中，都要用水，水在使用過后會(huì)受到污染，需要排除。另外還有降水，也需要及時(shí)排除。將城市污水、降水有條理的排除于處理的工程就是排水系統(tǒng)。

3.1 污水管道

根據(jù)城市地形特點(diǎn)和污水處理廠、出水口的位置，先布置主干管和干管。城市污水主干管和干管是污水管道系統(tǒng)的主體，主干管一般布置在排水區(qū)域內(nèi)地勢較低的地帶，沿集水線或沿河岸敷設(shè)，便于支管和干管的污水能自流入。污水干管一般沿城市道路布置，通常設(shè)置在污水量較大或地下管線較少一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下。當(dāng)?shù)缆穼挾却笥?0米時(shí)，可以考慮在道路兩側(cè)各設(shè)一條污水干管，便于維修和管理。

3.2 雨水管渠

雨水管渠的設(shè)計(jì)步驟如下：

3.2.1 根據(jù)城市規(guī)劃和排水區(qū)的地形，在規(guī)劃圖上布置管渠系統(tǒng)，劃分干管匯水面積，確定水量方向。繪制水力計(jì)算圖。

3.2.2 確定各段管渠的匯水面積和水流方向。

3.2.3 依據(jù)地形等高線，確定管渠段起點(diǎn)的地面標(biāo)高。

3.2.4 以排水區(qū)內(nèi)的地面性質(zhì)確定各類地面的徑流系數(shù)，按加權(quán)平均方法求整個(gè)匯水區(qū)的徑流系數(shù)。

3.2.5 根據(jù)街坊面積大小，地面種類、坡度，覆蓋情況以及街坊內(nèi)部雨水管渠的完善情況，確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。

3.3 排水泵站選擇

排水泵站主要由泵房、集水池、格柵、輔助間和變電室組成。排水泵揚(yáng)程一般不高，但是流量比較大，尤其是雨水泵站和合流制泵站的水泵。排水泵站的型式常用開式葉輪泵和螺旋泵，因?yàn)樗樗s質(zhì)含量較大，為了免于堵塞，開式葉輪泵中僅有一個(gè)開式葉輪。污水泵站選用PWL立式離心污水泵；流量較大時(shí)，可以選擇ZL型軸流泵；排除含有腐蝕性物質(zhì)時(shí)，選擇PWF型耐腐蝕泵。

3.4 污水處理

城市污水處理按程度劃分為三級(jí)，一級(jí)處理是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，通常采用物理方法，即由格柵、沉砂池、沉淀池等構(gòu)筑物組成；二級(jí)處理的主要任務(wù)是大幅度的去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物，采用生物處理法，如活性污泥法和生物膜法；三級(jí)處理目的在于進(jìn)一步去除二級(jí)處理中未能去除的一些污染物質(zhì)，如除氮、除磷與水體富氧化。

4 結(jié)語

現(xiàn)代化城市給水排水工程是城市建設(shè)的重要組成部分，與人們的日常生活也是密切相關(guān)。做好城市的給排水設(shè)計(jì)，是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要一步，政府部門和相關(guān)企業(yè)要投入更多的精力和資金，深入研究城市給排水的系統(tǒng)工程。

[1]趙洪賓.給水管網(wǎng)系統(tǒng)理論與分析[M].北京理工大學(xué)出版社，2006.

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[3]劉麗江.給水管道常見問題及措施[J].黑龍江科技信息，2008(11).