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試析城市排水管道應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

發(fā)布時間:2017/07/17 19:42:24   Click:

城市排水管道是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施,被稱為維系城市生命的脈絡(luò)。城市排水工程指城市生活污水、工業(yè)廢水、大氣降水(含雨、雪水)徑流和其他棄水的收集、輸送、凈化、利用和排放。城市排水設(shè)施包括:收集、輸送城市排水的管網(wǎng)、泵站以及污水處理廠和污泥最終處置及相關(guān)設(shè)施。城市排水工程是對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有全局性、先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是城市水污染防治和城市防洪、排澇、排漬的骨干工程。近年來,城市化的急劇膨脹,地下使用的增加,以及氣候環(huán)境的惡劣,使得城市排水管道系統(tǒng)面臨較為嚴(yán)峻的形式。

一、 城市排水管道存在的意義

城市排水管道作為最基礎(chǔ)的公用設(shè)施,對于城市正常秩序的維護(hù)有著至關(guān)重要的意義。首先,城市排水管道保證了城市居民日常廢水、工廠生產(chǎn)廢水以及日常雨水的正常排放,維持日常生活生產(chǎn)的正常進(jìn)行。其次,部分廢水的回收,以及污水處理,美化城市環(huán)境,保護(hù)人民群眾的健康。再者,城市排水管道也是城市防澇的主要手段。隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步,城市排水管道的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。城市排水管道應(yīng)用的好壞是衡量現(xiàn)代化城市水平的重要標(biāo)志,是改善城市投資環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。

二、 城市排水管道應(yīng)用的現(xiàn)狀

因為城市排水管道設(shè)置于道路下面,所以管材既要要承受管頂覆土荷載與交通荷載組成的外荷載,帶壓排水管道還要考慮排水時的內(nèi)壓荷載。管材要具有抵抗較高外壓和一定的內(nèi)壓共同作用的能力,這是城市排水管道選取適用管材的首要條件。同時,排水管道因為大多排放的是污水,所以管材還要能夠承受土壤的侵蝕、地下水的腐蝕對管材外表面的破壞以及內(nèi)壁承受污水熱腐蝕、微生物產(chǎn)生的硫化氫的腐蝕等。我國城市排水管道根據(jù)管道材質(zhì)不同可分為鋼管、鑄鐵管、混凝土管和鋼筋混凝土管、塑料管(包括鋼塑復(fù)合管)四大類。近年來,隨著新技術(shù)的不斷引進(jìn)與發(fā)展,塑料管的原料合成生產(chǎn)、管材管件制造技術(shù)、設(shè)計理論和施工技術(shù)等方面的發(fā)展和完善,使塑料管在市政管道工程中占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。

塑料管道之所以被越來越多的城市規(guī)劃所運用,具有如下幾點優(yōu)勢:

1. 強度和剛度在表面上來看,塑料水管不如鋼管或者鋼筋混凝土管,但實際上由于塑料的彈性,同樣外壓負(fù)載下柔性管管壁內(nèi)的應(yīng)力較小,它和周圍的回填土共同承受負(fù)載,管土共同作用,可以擁有鋼管同樣的剛度與強度。

2. 在水力特性比方面,塑料管由于內(nèi)壁光滑,輸送液體時摩阻明顯小于鋼筋混凝土管,所以在同樣坡度下采用小直徑的塑料管就可以輸送大流量的污水。

3. 由于金屬易腐蝕,所以塑料管在防腐蝕耐用性方面占據(jù)絕大優(yōu)勢。埋地排水管輸送的生活污水和雨水具有腐蝕性,或成酸性或成堿性,生產(chǎn)污水如工業(yè)排水更是具有強腐蝕性,塑料埋地排水管的耐腐蝕性遠(yuǎn)勝于金屬管和混凝土管。另外,塑料管還耐磨。

4. 塑料管易于接口與密封,而金屬管或者鋼筋混凝土管在接口密封上就較為困難,而且不能輕易移位。

5. 由于金屬、鋼筋混凝土自身密度大,重量大,所以在運輸施工上較為不便,而且由于接口密封困難,一旦施工后不能輕易移動,為檢查帶來阻礙。而塑料管材料本身就比較輕,易于運輸與搬運,施工起來移動也方便,所以鋪設(shè)安裝上更優(yōu)。

除了城市排水管道,其他公用設(shè)施管線也大量埋于地下,例如用水、煤氣、熱力、電纜、通訊線纜等管道,所以城市排水管道的鋪設(shè)需要將其他管線考慮在內(nèi)。同時,隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展,地鐵在越來越多的城市開始建設(shè)起來,并且開始在城市的地下蔓延起來,城市排水管道的排布難度增大,需要比以往埋得更深。

城市排水管道在施工過程中也存在很多問題,由于城市中開槽敷設(shè)排水管道多在城市要道或者中心地段,受到周圍環(huán)境因素限制,必須做到施工速度快、周期短、占地少,才能發(fā)揮其在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較中的優(yōu)勢。而我國在城市排水管道上起步較晚,城市排水管道工程技術(shù)發(fā)展較早的國家,在開槽挖道、維護(hù)檢測等快速施工方法上較為領(lǐng)先。

隨著社會的不斷發(fā)展,城市規(guī)劃在不斷翻新。然而由于資金原因或行政干預(yù),設(shè)計部門往往不能按規(guī)劃設(shè)計,造成排水系統(tǒng)混亂,對舊管道的改造不徹底,只能解決一時的問題。另外新鋪設(shè)的管道,由于資金原因也是只考慮局部利益忽視了長期發(fā)展。同時,在施工上也不夠規(guī)范,有些施工單位,為了節(jié)省資金,自行設(shè)計或找一些設(shè)計水平較低的人員,他們對設(shè)計規(guī)范了解較少,往往設(shè)計施工后的管道布局排布存在問題。

社會進(jìn)步的同時,生活生產(chǎn)所產(chǎn)生的垃圾物也越來越多。部分垃圾會隨著污水流進(jìn)排水管道,造成管道阻塞等嚴(yán)重問題。我國許多城市排水管網(wǎng)存在雨污混接、管道內(nèi)沉積物累積、管道腐蝕等問題。

三、 城市排水管道應(yīng)用的發(fā)展趨勢及改善措施

管材上,生產(chǎn)技術(shù)和加工工藝的不斷發(fā)展,可以設(shè)計出耐壓耐腐蝕的管道。而混凝土管材雖然存在諸多不足,但是其最大的優(yōu)勢在于資源的回收利用,綠色環(huán)保。加工制造技術(shù)的發(fā)展,可以在使用有利于環(huán)保的工業(yè)廢料時,想辦法增加混凝土管的耐腐蝕性,增加使用壽命。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來說,過去沉重難移動的鋼筋混凝土管、容易腐蝕的金屬管等將會逐步被輕便耐蝕的塑料管材所代替。而且接口方式上會逐漸往柔性接口型式發(fā)展,過去用平口管安裝成管道,用水泥砂漿封縫或用套環(huán)連接防不了污水外溢,而采用膠圈接口或者承接口式排水口。

設(shè)計上,排水管道的排布與安置應(yīng)該更加全面化。土地資源的日益稀缺,地下土地資源逐漸被開發(fā)出來。我國北京、上海等大都市,地下商場、超市等場所遍布,而且地鐵等便捷交通網(wǎng)絡(luò)也開始在各大城市分布起來。另外,電力、熱能、煤氣等地下線路也越來越多,可以說地下線路分布如蜘蛛網(wǎng)般復(fù)雜。這在排水管道的設(shè)計上要求更高,需要顧及各個方面,考慮全面,而且對于施工技術(shù)人員的技術(shù)要求更高。否則,牽一發(fā)而動全身。

施工上,雖然我國今年來城市發(fā)展迅速,但是在城市排水管道的建設(shè)施工上仍然存在諸多問題。而在很多西方國家,有著一套良好的解決辦法。這對于施工建設(shè)單位而言,需要資金與人力的投入,引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),結(jié)合實際情況加以改進(jìn)。另外,就是采用先進(jìn)的檢測技術(shù),定期進(jìn)行檢測,以防惡劣天氣等特殊情況下出現(xiàn),排水系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象。

城市排水管道未來發(fā)展上依然需要解決沉積物堵塞和增加汛期排水量的問題。排水管道中沉積物的來源主要有兩種,一是來自城市不同匯水面的固體顆粒物質(zhì)隨雨水徑流的沖刷進(jìn)入排水管;二是污水管道中懸浮物質(zhì)的沉降。從源頭上杜絕固體沉積物的流入,同時在合適位置設(shè)置沉淀池。同時,為了最大限度排除汛期雨水,減少地面積水時間,可在易積水地段將雨水管道與污水管道連通。另外,進(jìn)水口與排水口應(yīng)該設(shè)置合理隔離物,防止垃圾等物品阻塞出口,使得水不能及時流入與排出。


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