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市道路給排水工程設計問(wèn)題
隨著(zhù)人民日益增長(cháng)的對美好生活的需要,道路給水排水的設計問(wèn)題也越來(lái)越被設計者所關(guān)注,在考慮交通便利以及自身的使用年限的同時(shí),還要考慮對加強該地區交通聯(lián)系,完善路網(wǎng)結構,為沿線(xiàn)用地開(kāi)發(fā)建設提供全面的市政配套服務(wù)功能,提升土地利用價(jià)值,吸引商業(yè)投資等許多問(wèn)題。
1道路給排水系統的作用
道路給排水系統的主要任務(wù)保證交通便利,居民用水供水方便以及道路雨水積水的排放,若排除不及時(shí)就會(huì )威脅行車(chē)、行人安全,以致中斷道路交通,給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴重的不便。設計給水和排水工程有著(zhù)很重要的作用,因此下面著(zhù)重介紹了給水工程和雨水工程的設計原則以及實(shí)際工程的設計案例。
2管道設計原則
2.1給水管道布置原則
(1)為保證供水的安全可靠,給水管道網(wǎng)布置呈環(huán)狀。(2)如果路基與路肩距離超過(guò)40米,給水管道的布線(xiàn)設計盡可能的增大,至少是雙管雙側。(3)在新建管網(wǎng)的干管上每隔200m設置一處DN200預留支管及路口按規劃新建給水管。(4)根據規范,兩個(gè)消火栓之間距離不能超過(guò)120米,而且必須設置在干管上。(5)閥門(mén)按n-1原則設置,在給水管網(wǎng)中除在各交叉路口處設置閥門(mén)外,在直線(xiàn)段上每500m距離亦應設置閘閥,使管網(wǎng)的供水安全性進(jìn)一步提高,不會(huì )因局部管道故障而造成大面積區域的停水。(6)主干管隆起處安裝排氣閥,低處安裝排泥閥。
2.2雨水工程管道布置原則
(1)雨水管線(xiàn)或雨水明溝可就近接入現狀雨水系統或排水明渠。(2)路基段雨水管主要布放在綠化帶的兩側或機動(dòng)車(chē)道外側。(3)盡量保持現狀排水和防洪系統不變,對受到本工程影響的現狀排水和防洪系統進(jìn)行恢復或改建。(4)雨水經(jīng)左右支管至檢查井匯入道路下的雨水干管,水力計算為滿(mǎn)流,雨水管道根據實(shí)際情況,可以選擇管頂平接或水面平接。雨水管道與道路應成一條直線(xiàn),坡度一致,可以減少埋深降低施工難度。(5)雨水干管按30-40m間距設置雨水檢查井,道路兩側每隔120m左右設雨水預留管,雨水預留管除特殊注明均為DN600,分別以i=0.002坡向干管檢查井。(6)道路兩側結合邊坡情況設置排水邊溝、截洪溝和急流槽,分段排入設計雨水管渠或就近排入現狀河道。
3工程實(shí)例
該地區地形地貌比較復雜,北部大多都是高丘山地,山巒重疊,中部則是丘陵、臺地;南部沿海多為臺地、平原。亞熱帶季風(fēng)氣候,海洋性氣候清晰,豐富的光熱和水資源。其主要特點(diǎn):氣候溫暖,雨量充沛,干濕晴朗;秋冬季干旱夏季經(jīng)常發(fā)生臺風(fēng)暴雨天氣。極端氣候事件頻發(fā),2018年全市年降雨量1983mm,汕尾城區降雨量1862.4mm,海豐縣降雨量2172.6mm,陸豐市降雨量1913.2mm。主要河流有汕尾螺河,黃江河,烏坎河和赤石河境內四大水系,252公里總長(cháng)度的3613.7平方公里的流域面積。汕尾境內,汛期長(cháng),約1495mm,全市年平均產(chǎn)量為7.8十億立方米的水平均徑流深。全年氣溫較高,平均溫度為22.8℃,夏天炎熱且潮濕,溫度約在26.3℃之間。五月至九月間多雨,有時(shí)雨勢頗大。夏秋之間,時(shí)有臺風(fēng),五月至十一月期間都有可能受不同強度的熱帶氣旋吹襲。在北太平洋西部、東海及南海上,每年平均有30個(gè)熱帶氣旋形成,其中半數達到臺風(fēng)強度,最高風(fēng)速為每小時(shí)118km或以上。平均全年雨量2214.3毫米,8月份雨量最多,1月份最少。該區東部瀕臨黃江、大液河,西部臨惠東縣吉隆河,北部臨惠東西枝江與白盆珠水庫、南部面向紅海灣,境內有海豐縣第二大河流一赤石河。赤石河發(fā)源于高12-56m的白馬山,由大安水、明熱水、鵝埠水三條支流組成,向南流入九龍灣,干流長(cháng)36km,流域面積382km2,占合作區陸地面積78.6070。河流徑流量平均28.468億m3,每平方米徑流1321mm(變化在900-1550毫m)。河流平均破降5.21‰,落差1180m,可利用落差100m,水能理論蘊藏量1.29萬(wàn)千瓦。赤石河上游與下游多山丘,中游有赤石盆地。明熱河為赤石河一級支流,發(fā)源于峰高1282m的禾鐮石,于鯉魚(yú)鋪匯入赤石河。長(cháng)22km天然落差1282m,集雨面積108km2。
3.1工程概況
該項目位于廣東省的東南部,總面積468.3km,其中包括了當地四個(gè)小鎮,我們選取其中某段道路進(jìn)行討論。該條道路呈南北走向,沿線(xiàn)與高鐵、公路相交,全長(cháng)約6.0km,按城市主干路標準建設,雙向8車(chē)道,設計時(shí)速50km/h,紅線(xiàn)寬60m。市政給排水設計內容主要包括:道路紅線(xiàn)范圍內給水工程、雨水(防洪)工程設計?,F階段路網(wǎng)條件僅能滿(mǎn)足該地區居民基本的出行要求,各等級的路網(wǎng)密度明顯偏低,各等級道路分配不合理,內部道路系統框架未形成,片區間缺乏有效的聯(lián)系通道。區內城市建成區規模不斷擴張,區內部交通網(wǎng)絡(luò )及道路交通設施難以滿(mǎn)足未來(lái)的道路交通發(fā)展需求,難以適應未來(lái)產(chǎn)業(yè)新城的快速化發(fā)展要求。
3.2給排水工程現狀及管道規劃
3.2.1給水工程現狀及管道規劃(1)當前現狀。經(jīng)實(shí)際了解,該地區現狀供水能力為0.6萬(wàn)m3/d。根據現場(chǎng)踏勘及物探資料,該道路兩側無(wú)現狀給水干管,部分村落有零星給水支管。(2)規劃水源及管網(wǎng)。在該地區市政工程詳細規劃中,本項目片區新建中心水廠(chǎng),片區用水由中心水廠(chǎng)供給。根據該地區的給水工程規劃圖,該道給水管道為雙側布置,同時(shí)根據規劃布置給水主管及再生水管。道路起點(diǎn)南山路至創(chuàng )智路段為規劃2根DN1000給水主管,創(chuàng )智路至望鵬大道規劃為2根DN600給水主管;道路起點(diǎn)南山路至創(chuàng )智路段為規劃1根DN600再生水管,創(chuàng )智路至望鵬大道規劃為1根DN300再生水管。
3.2.2雨水工程現狀及規劃(1)雨水工程現狀。根據現場(chǎng)踏勘及收集資料,周邊現狀為農田、池塘及自然沖溝,分別較多水系,現狀無(wú)市政排水管道。其中,在道路樁號K0+460處與現狀里坑河交叉、在K0+700處與現狀鯉坑水庫泄洪沖溝交叉,在K1+460處與現狀2×1.5排水溝渠交叉,在K2+200處與現狀2×1.5排水溝渠交叉,在K2+8800處與現狀1.6×1.0排水溝渠交叉,在K3+320處與現狀洋坑河交叉,東線(xiàn)K4+220處與現狀大蕉園河交叉,在K5+100和K5+700處與現狀沖溝交叉,K5+700西線(xiàn)K3+560至K5+460為現狀公路改造,其中在K3+660處、K4+300、K4+840、K4+920、K5+040、K5+440處于現狀過(guò)路涵管交叉。(2)雨水工程管道規劃。根據當地雨水工程規劃圖,道路雙側布置雨水管,雙側布置DN600-DN1350雨水管,雨水沿道路坡向就近排入現狀河道或相交道路雨水管。該地區建設區內主要的河流為赤石河,中心區及各分區均受到赤石河干流洪水影響,故赤石河干流防洪標準為200年一遇;里坑河、洋坑河、大蕉園河、新屋河及田寮河規劃按50年一遇防洪標準。赤石片水系的里坑、長(cháng)坑、大蕉園河,規劃水系基本保持現狀走向,根據規劃防洪排澇能力進(jìn)行河道綜合整治,結合片區科教研發(fā)、休閑旅游、生態(tài)農業(yè)為主導的遠景功能提升區的定位,構建一幅依山傍水的優(yōu)美景象。
3.3工程設計
3.3.1給水工程管道設計根據現場(chǎng)踏勘及物探資料,無(wú)現狀給水主干管,部分村落有零星給水支管道路起點(diǎn)南山路至創(chuàng )智路段,道路紅線(xiàn)寬度大于40m,道路西側綜合管廊內敷設DN1500給水干管,同時(shí)廊內設計DN200-DN400配水管,東側人行道下設置DN200-DN400配水管道。應當設置DN600的給水管道在道路西側的機動(dòng)車(chē)道下,設置DN600的給水主管在東側綠化帶下。關(guān)于橋梁,在兩側人行道夾層上設置兩根DN400的給水管道。起點(diǎn)南山路至創(chuàng )智路段,敷設DN600的再生水管在道路西側的綜合管廊內。創(chuàng )智路至終點(diǎn)望鵬大道段,本次設計于道路東側綠化帶下新建DN300再生水管道,東側橋梁段在橋梁人行道夾層上敷設過(guò)橋。
3.3.2給水工程管材及附屬構筑物根據規范,給水管管材小于等于DN800采用球墨鑄鐵管橡膠圈接口,大于DN800時(shí)采用鋼管焊接接口。原水管統一采用鋼管??紤]市政消防要求,在人行道上布設室外消火栓,消火栓采用SSF-150/65室外防撞地上式消火栓,沿道路兩側布置,間距100m~120m。根據實(shí)際情況,為方便用戶(hù)接駁,按間距200m左右設置預留支管及閥門(mén)井,給水預留支管管徑為DN200。為了方便檢查維修管道,閥門(mén)井應設置在路口處。管道基礎一般采用200mm厚砂墊層基礎,遇軟弱土基礎需換填夯實(shí)或根據地質(zhì)實(shí)際情況另行處理。管道沿線(xiàn)除規劃路口外按規劃預留支管,其余路段每隔200-240m預留給水支管。管道回填時(shí)回填石粉渣至管頂以上50cm,其余部分回填優(yōu)質(zhì)原土。管道設計工作壓力為0.6MPa,試驗壓力為1.1MPa。在人行道、綠化帶中的給水檢查井采取輕型井蓋及井座,在機動(dòng)車(chē)道中的給水檢查井采取Ф700球墨鑄鐵防盜井蓋及支座。為日后維護管理方便,新建給水管道在三通、四通、拐彎、變徑處及管道直線(xiàn)段沿線(xiàn)每隔一定距離設置標志樁,具體參照深圳市水務(wù)集團有限公司相關(guān)標準執行。
3.3.3雨水工程設計(1)雨水量計算。根據規范,設計雨水量采用下列公式計算:(2)防洪計算。洪峰流量計算采用“推理公式法(新雨型)”,部分支流的上游段采用“廣東省洪峰流量經(jīng)驗公式”進(jìn)行估算。
3.3.4雨水工程管材及附屬構筑物根據規范,雨水管我們設計使用II級鋼筋的混凝土管。雨水支管應當與已經(jīng)建好的道路兩側的匯水管相連。雨水口的規格,我們可以使用聯(lián)合式雙箅的雨水口,連接管采取DN300鋼筋砼管;對于路口處的雨水口,連接管采取DN400鋼筋砼管。雨水口都使用球墨鑄鐵箅圈、箅子,深度為1.0m。雨水檢查井井蓋應采用Φ700一體式網(wǎng)格防墜、防沉降、防噪音、防跳動(dòng)、防位移的球墨鑄鐵井蓋。在人行道、綠化帶及非機動(dòng)車(chē)道中的雨水檢查井采用輕型井蓋及井座,在機動(dòng)車(chē)道中雨水檢查井采用重型井蓋及井座,檢查井均按有地下水按國標圖集選用。管中心至管頂以上0.5m以?xún)冗x取合適的碎石渣回填,管頂若超過(guò)0.5m,回填可選取合適的原狀土,機動(dòng)車(chē)道下檢查井外壁0.5m以?xún)冗x取合適的石粉渣回填到頂。
4存在問(wèn)題
由于路網(wǎng)規劃尚未完善,周邊用地屬性、道路節點(diǎn)標高、給排水節點(diǎn)標高等詳細規劃尚未最終明確,對給排水管道的方案設計影響較大。缺乏現狀管線(xiàn)勘探資料,由于尚未平整開(kāi)發(fā),現狀的水系、溝渠、池塘等在道路施工的時(shí)候可能會(huì )被截斷,這就可能導致暴雨時(shí)候的排水不暢,造成內澇,因此,須考慮近期的排水出路,連通現狀水系溝渠等,保證排水有序。新建雨水管道接入下游規劃雨水管渠中,由于前期施工導致遠期規劃雨水管渠未進(jìn)行設計,使道路雨水管道沒(méi)有布置。為解決近期設計道路排水出路問(wèn)題,應考慮將近期設計雨水管道就近接入周?chē)w和排水渠,待遠期下游規劃雨水管渠設計施工完畢時(shí),接入規劃雨水管渠中,實(shí)現了市政道路排水近遠期結合,保證近期設計道路排水通暢。
5結束
隨著(zhù)現在人們生活質(zhì)量的提高,交通是否便利越來(lái)越影響人們出行的質(zhì)量,道路給排水管網(wǎng)設計成為影響交通通暢非常重要的因素之一,作為一名道路給排水工程的學(xué)者,必須要求具有非常專(zhuān)業(yè)的相關(guān)的知識,在實(shí)際的工程項目中,一定要將自己所學(xué)到的知識利用起來(lái),嚴格的做好每一個(gè)環(huán)節,以保證最終的工程質(zhì)量滿(mǎn)足社會(huì )的需求。
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作者:劉海威 單位:安徽建筑大學(xué)
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