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市政设计院中铁城际分享产业园区市政给排水规划设计
市政给排水规划是现代城市建设的重要内容之一。文中对市政给排水规划设计要点进行了简单分析,希望为现代城市市政给排水规划设计提供一些参考。
在现代城市建设过程中,市政给排水规划设计至关重要,其设计方法对提高市政给排水工程质量有着较大作用。因此,探究现代城市市政给排水规划设计要点具有重要的现实意义。
一、产业园给排水规划设计背景
(1)本工程位于一城市农产品加工产业园南部,起点位于现状市政道路交叉口,起点桩号为 K0+023.995.自北向南逐一与多条现状市政道路相交,终点桩号为 K0+645.995.红线设计范围为K0+023.995~K1+645.995.范围长1.622km。工程平面坐标采用2000 国家大地坐标系,高程采用1985 国家高程基准。
(2)产业园区域为温带季风气候,四季分配不均,旱涝洪灾频繁交替,季节性冻土深度在60cm以内。工程所在区域横向跨越淮河流域、长江流域,隶属淮河流域的东部水域面积达13415km2.连接淮河干流水系、洪汝河水系沙颍河水系等多条水系;隶属长江流域的西部水域面积达1682km2.连接汉水水系。区域多年平均地表径流量超39 亿 m3.平均径流深度达257.4mm,径流分布趋势从西南到东部递减,西南径流为300mm,东部平均径流深度达150mm,60%以上径流集中在6 月份到9 月份。同时,城市农产品加工产业园西北角经过一条深0.3m的小河流,流量较小,对给排水规划无影响。
根据城市农产品加工产业园勘察资料,结合区域地质资料,得出区域第四纪地层主要有粉质黏土,出露地层为第四系松散沉积物,地层组成及性质见表1.
由表1 可知,工程力学性质可以满足给排水工程规划对地质环境的要求。最高日用水量由单位用地指标决定,排水系统采用雨污分流制,雨水管道设计流量采用当地暴雨强度公式,雨水重现期为2 年,污水流量为设计给水流量的80%~90%。
二、产业园区给排水规划
(1) 规划在产业园内新建2 座水厂,满足一期用水需求。其中一座水厂的水源为宿鸭湖水库,供水能力为30 万 m3/d,规划用地9hm2;另一座水厂的水源为汝河水,供水能力为20万m3/d,规划用地5hm2.根据城市农产品加工产业园的用地布局,结合主城区自来水厂位置,拟在主干道上布置主干管。依据现行GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》对水厂出水水质的要求,选择的主干管管径为 DN400~DN1200.形成供水环状管网,确保水资源供应安全性;在支路下,进行给水支管敷设,给水支管管径为 DN200~DN300.满足各个街区水资源供应要求。同时,在给水管网布局消火栓。根据 GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》以及 GB 50016-2006《建筑设计防火规范》关于工程所在地块同一时间内火灾次数为2 次,每次灭火用水量为80L/s的要求,由区域内管网直接供给消防用水,相邻消火栓之间距离≤120m,消火栓管径≥ DN150.消防栓给水压力≥0.1MPa。同时,将满足6 层楼房供水需求作为设计供水水压,最不利点自由水头≥28m。在最大用水 +消防用水的情况下,最不利点水头≥10m,并根据GB 50016-2014 《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定,增加个别地段高度超出6 层建筑高度的地段用水压力。
(2)规划采用雨污分流制排水体制,统筹经济、环境、社会效益,改善受纳水体水质,从源头阻断污水入河途径。其中雨水工程规划需要根据城市农产品加工产业园所在区域地形水系、路网规划、地质条件,结合已规划设施、已建设市政设施、造价与维护管理等因素,合理规划雨水管渠系统的分布格局。同时,全面思考雨水工程与城市防洪、防涝设施的衔接,调整规划方案。
(3)在城市现状市政道路交叉口东北角,建设规模为12万 m3/d的再生水厂,规划用地2hm2.根据规划区用地布局,结合主城区再生水厂位置,在主干道上布置主干管。主干管的管径超过DN600但小于DN1000.形成水资源供应高度安全的供应中水环状管网;支路下,则进行中水支管布置,支管管径超过 DN300 但小于 DN400.满足各个街区的中水供应需求。
三、产业园区给排水设计
(1) 产业园区所在道路与现状主干道、次干道相交,具有4 个交叉口,红线宽度为30~35m。在现状环境内,调整平面最小纵坡、最小竖曲线半径、最大纵坡、最小坡长、最小直坡段长度等,妥善明晰竖向控制点的设计标高,确保给排水工程平面线形一定,在顺利排除道路两侧雨水的同时,营造良好的地下管线敷设条件。其中,设计地面线为68.046m,自然地面线为67.914m,管道左侧为65.635m,管道右侧为65.635m,跌水为0.59m。
(2)根据市政给排水工程现状地势由西南部向东北部有序下降的状态,拟合现状地形标高,控制沿线防洪水位标高,洪水位为64.26~67.85m。同时,根据20年一遇排涝水位,设置沿线桥梁水位标高,为纵断面设计标高控制提供依据。在控制纵断面设计标高的基础上,进行纵断面设计,结果见表2.
(3)市政给排水横断面设计需要以节约城市用地、节省工程费用、减少生态扰动为主要原则,并考虑近期与远期给排水的衔接,结合市政给排水布设的工程技术要求科学设计。同时,给排水交叉设计应遵循有序、畅通、安全的原则,确保给排水交叉几何设计与组织方式、工程设施、周边环境相协调,且与路段给排水需求相匹配,用地规模适宜。
(4)为了保证沿线排灌通畅并满足部分地区防洪、排涝、排水、沿线居民生活用水要求,可以进行涵洞设计。涵洞设计受构造物设置间距合理性、区域基础设施排水能力的直接影响,设计人员应提前进入现场,与沿线地方政府、水利部门沟通、协商,了解地方水利规划、水系调整方向,合理归并、调整、取舍涵洞的设计方案。根据现状排水、灌溉要求,沿线排灌用涵洞选择钢筋混凝土管涵,孔径为1.0m、1.5m;在沟渠过水断面较大时,采用钢筋混凝土箱涵,箱涵尺寸由现场跨越沟渠情况、汇流面积决定,跨径为2.0~4.0m,箱涵净高由过水断面面积、路基填土高度决定。
(5)根据 GB 50788-2012《城镇给水排水技术规范》、GB 50013-2018《室外给水设计标准》、GB 50289-2016《城市工程管线综合规划规范》以及 GB 50332-2002《给水排水工程管道结构设计规范》的相关要求,结合当地情况,采用单位用地指标法,计算最高日用水量。在市政建设用地范围内总用水需求量为6.39万m3/d的情况下,用水量随用地类型、用地面积、用地指标的变化而变化,结果见表3.
根据表3.落实近期与远期结合、分期推进的方针,沿着现有道路(或已规划道路)设计给水管网,给水干管无限接近主要用水点。同时根据设计规范,将排气阀设置在管道隆起点、平直段,将排泥阀设置在管道低洼位置。
(6)为避免给水管材选择不当引发事故,结合现有给水技术应用要求,从性能特点、结构、运输方式、连接方式、理化性能、基础处理、使用寿命、工程造价等方面,进行管材性能比选分析,结果见表4.
根据表4. 设计者可以选择聚乙烯管或球墨铸铁管作为给水管材。
(7)根据 GB 50014-2021《室外排水设计标准》,排水管道使用年限50 年。在设计指标明确后,根据现状雨水管道管径(DN1000/DN1200),选择雨水主管管径为DN1000.污水管道主管管径为 DN500.支管管径为 DN400.主要布置在道路两侧红线外。污水管道沿两侧道路平行方向布置。管道排向紧密结合已有污水管道实施情况,在雨污水汇水范围内进行各段管道流量核算,确定 K1+280 段雨水管道收集雨水由南向北排入现状雨水管道,其余路段雨水管道收集雨水则由北向南排入设计雨水管道。在设计重现期一定的情况下,雨水管设计范围由雨水重现期(2 年)、设计降雨经历时间决定。确定设计范围后,设计者可以沿着道路两侧、交叉口,结合市政规划,每间隔一段距离进行雨水支管设置,支管端头位于道路红线范围内,并改造检查井。同理,在道路两侧、交叉口布置污水支管,支管端头位于道路红线范围内,无检查井。
(8)确定雨污水管道设计范围与布置格局后,根据表4.选择钢管、预应力钢砼管作为雨水管材。
四、结语
综上所述,产业园区给排水规划包括给水、排水、中水规划,规划人员应根据城市市政给排水规划项目所在地区地质、水文条件与现状设施资料,在总体规划与上层控制规范的指导下,进行工程给排水规划。同时,设计人员应注重市政给排水设计理念的研究与应用,综合分析区域规划、市政给排水环境,确保设计方案满足市政给排水的近期要求与远期需要,充分发挥各项功能,保障项目质量。(作者:陈强)
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