刘继强
身份证号：11010519701025****
摘要:本工程通过对某组老旧小区室外污水管道三种不同改造策略的单独描述和优缺点综合分析，阐释了类似工程实施过程中需要考虑的关键因素和必需环节，同时对城市统筹建设的思路也进行了一定程度的剖析。这对未来城市建设布局和各类管线改造提供了前瞻性的参考依据，也为各相关管理和运营单位提供了工程借鉴的案例。
关键词:室外污水管道；污水管道水力计算；木支撑开槽；污水管道改造策略；设计管道坡度；设计管径
城市老旧小区各类基础设施的改造一直是市政工程建设的重点和难点，而管线改造则由于其隐蔽性、现状设施的综合影响以及建设时空的不确定性，更加增大了其能否有效实施和未来能否有效运营的压力。
1.概述
该老旧小区共分为三组，历史建设时间均为2002-2003年，距今已接近20年，并分别属于两个片区管辖。由于片区管辖范围的变化、室外污水管道施工时间的延长以及室外快速路高架桥建设期间对地下管线的自由切改，导致三个老旧小区室外污水管道的建设和连接出现混乱，经常出现污水外溢甚至室内返水的现象，对当地的居民正常生活造成不利影响。经过现场调研和与当地管理部门咨询交涉，其主要改造难点如下：
（1）室外快速路立交工程至今由于手续问题尚未正式移交，资料缺失，部分桥区切改竣工资料无法获取，以致对现状管线梳理排查造成较大困难。
（2）部分污水管道实施过程中其高程存在倒坡情况，导致污水排放不畅，容易淤积堵塞。
（3）部分污水管道已经塌落破损，造成管道断流。
（4）部分雨污水管道在建设时存在错接/断头现象，导致雨天雨水混入污水管道而产生雨污混流污水外溢的情况。
（5）小区局部地块设计时并未进行统筹考虑而使其现状高程低于市政道路，雨季容易使小区内部污水排放量增加而出现污水外溢现象。
2设计标准
2.1污水量标准
污水量标准的确定与居住人数、生活用水量标准及用地性质有关。采用适宜的污水量标准，会产生最佳工程效益，而标准过高会产生工程投资的浪费，标准过低则又会影响运行使用。
根据《城市排水工程规划规范》（GB50318-2017），城市污水量应由城市给水工程统一供水的用户和自备水源供水的用户排出的城市综合生活污水量和工业废水量组成。城市污水量宜根据城市综合用水量（平均日）乘以城市污水排放系数确定。城市污水排放系数取0.9。
2.2污水管道水力计算
本次改造工程污水管道水力计算可采用以下公式：
Q=Av=A×n-1×R2/3×i1/2
式中：Q——设计流量（m3/s）
v——流速（m/s）
n——粗糙系数
（本工程钢筋混凝土管取0.013）
i——水力坡降
A——水流有效断面面积（m2）
R——水力半径
2.3管材
本次改造工程污水管道采用防腐蚀承插口钢筋混凝土管材，管道接口处最大允许转角为1°，其管材等级应依据管道覆土深度、基础形式与生产厂家综合确定。
2.4开槽方式
在考虑周边环境和地质条件的情况下，本工程可统一采用木支撑开槽，详见图1。
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3.第一种污水管道改造策略
将A小区门前已存在d300室外污水管道继续使用，向西北方向连接，其中有一段d300污水管道由于现状污水检查井盖无法打开而使物探无法实测其管道内部高程，可假设其设计管道坡度与之前实测d300污水管道相同，然后继续沿此西北方向新建d300污水管道至该路段立交桥和B小区沿路底商之间路段后再调转90度向西南方向与B小区和C小区合并后的d300污水管道连接，该路段现状图详见图2。
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B小区和C小区将继续沿用现状d300室外污水管道，其中起点部分一段d300污水管道由于相关现状污水检查井盖无法打开而使物探无法实测其管道内部高程，但可通过打开起点污水检查井盖实测其管内底标高而验证起点管内底高程可以某一假定坡度与后续可实测污水管道进行连接，同时与A小区d300新建污水管道连接之前的一段路程需要以d300的管径翻建由于桥区改造而受到影响的污水管道，然后再与A小区新建污水管道连接后以d400的设计管径继续沿西南方向修建至现状污水检查井，汇入下游现状污水管道，其污水管道平面布置图详见图3。
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在第一种污水管道改造策略的基础上，将A小区污水室外管道以单独的路由接出，沿南侧现状路以d300设计管径接入现状污水检查井。B小区和C小区仍沿原路由进行设计，只是在与A小区原污水管道连接点后污水管道仍使用d300设计管径连接至下游现状污水检查井，其污水管道平面布置图详见图4。
5.第三种污水管道改造策略
本污水管道改造策略是对第一种污水管道改造策略的优化。由于考虑未来A小区室外东北侧新建其他污水管道的接入，将与B小区和C小区接入之前的d300管径调整为d400管径并将B小区和C小区与A小区汇合之前的新建污水管道在考虑水流通畅性和不可预见外来污水并入的情况下，也调整为d400管径，同时再将接入现状污水检查井的西南方向的污水管道在考虑施工方便和不影响居民施工期间出行的情况下整体向南偏移调整至立交桥区下合适位置，其污水管道平面布置图详见图5。
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6.三种改造策略分析
第一种改造策略的优点是可以就近的将三个小区的污水管道以经济合理的方式连接起来，并同时合理运用了无存在问题的现状污水管道，同时找到了合适的下游现状污水检查井，以此作为污水管道改造后污水排放的最终出路，但缺点是A小区的室外污水管道的实施所占用的路由会对该路段的交通和居民的出行带来很大程度的影响，同时施工机械在现场的安置也是较为困难的问题。第二种改造策略和第三种改造策略均是对此策略的进一步优化，其中第二种改造策略有效地对路由进行了分置，形成了小区分组，各寻出路的效果，但缺点是A小区新选择的路由地下现状管线较为复杂，局部污水管道设计需要考虑倒虹或者转弯避让等各种措施来实现和下游现状污水检查井的衔接，各种措施的采用均会在满足整体污水通流的基础上，对其污水排放的中间过程产生一定的干扰和限制作用；而第三种改造策略则是在保留第一种改造策略思路的前提下，对其局部进行了调整，首先新建污水管道西南方向的路由位置由现状道路转移至立交桥区下，其次在三个小区污水管道连接处的各自前端将污水管径的设计均放大一级，这种改造策略的优势是有效增加了施工的合理性，同时考虑了该片区未来污水管道建设的情况和其他不可预见的汇入更多污水的可能性，但由于在立交桥区下进行施工，需要更多的结合快速路桥梁建设，以及当地地勘的资料来综合分析污水管道施工时对桥梁基础可能造成的影响，同时未来对该种改造策略的专项桥梁安全性论证会成为该改造策略能否有效实施的重要佐证材料。
结论
三个改造策略各自均具有其独特的优势和短板，最后实施策略的选择需要建设单位、施工单位、现状管线管理单位、道桥管理单位、实施后运营管理单位等多个部门综合考虑各种因素后进行确定。管线分流的策略会减少污水排放过程中由于各种限制性因素带来的路由唯一性，同时可有效的规避桥区下施工带来的各种困难和未来桥区由于本次施工建设而引起的不确定的安全性因素，但现状可实施的条件、有效路由的选择和工程成本的增加会带来其推行的难度，因此其未来的建设仍需结合该片区的城市区域规划方向和其他相关市政工程的实施一并汇入，统筹考虑。
参考文献
[1]GB50318-2017，城市排水工程规划规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[2]GB50014-2006，室外排水设计规范（2016年版）[S].北京：中国计划出版社，2016.
[3]中国建筑标准设计研究院.市政排水管道工程及附属设施[M].北京：中国计划出版社，2007.