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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:8665
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-04-05 21:40:58
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

市政排水管网优化设计思路分析

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 汪瑶琪
资料简介

摘要: 随着城市现代化的快速发展,传统的市政排水管网设计方法已难以满足人们的具体应用需求。排水管网的设计与施工是市政工程建设的基础。其服务质量不高,在很大程度上阻碍了城市现代化的快速发展。在此基础上,相关设计人员应明确现行市政排水管网设计过程中存在的问题,并从实际情况出发,对管网系统进行科学优化设计。在设计中存在着缺乏系统合理的规划设计,系统设计标准相对落后,未能实现排水管网设计的精细化等问题。

市政排水管网优化设计思路分析

汪瑶琪

武汉理工大设计研究院有限公司 湖北武汉 430000

摘要:随着城市现代化的快速发展,传统的市政排水管网设计方法已难以满足人们的具体应用需求。排水管网的设计与施工是市政工程建设的基础。其服务质量不高,在很大程度上阻碍了城市现代化的快速发展。在此基础上,相关设计人员应明确现行市政排水管网设计过程中存在的问题,并从实际情况出发,对管网系统进行科学优化设计。在设计中存在着缺乏系统合理的规划设计,系统设计标准相对落后,未能实现排水管网设计的精细化等问题。

关键词:市政排水;管网优化;设计;思路分析

导言:市政排水管网的设计关系到居民的正常生活和城市的建设,对城市的发展具有重要意义。在市政排水管网设计中,应尽量采用科学的方法,减少排水对城市建筑物的破坏。排水工程管网的设计对道路的使用影响很大。优质排水工程管网的设计可以延长道路的使用寿命,有利于城市建设,因此应引起重视。

1优化市政排水管网设计的必要性和可行性

城市排水管网投资作为我国城市建设的重要组成部分,在整个排水系统投资中占有绝对重要的地位。因此,对城市排水管网进行优化设计具有重要意义。随着我国经济的快速发展和大量城市道路的建设,排水管网得到了广泛的应用。但是,也存在许多负面问题。城市排水管网系统作为现代城市基础设施,其建设是城市水污染防治工程的关键内容。因此,在充分满足各种约束条件的基础上,实现排水管网埋深、管径等因素的优化,最大限度地降低污水管网建设所需的投资成本,是排水管网优化设计的主要目标。就目前情况而言,计算机技术在各行各业得到了广泛的应用,在人们的生产和生活中具有很好的渗透性,可以应用于市政排水管网的优化设计,使用软件,合理编制相关程序,提高设计效率。

2当前市政排水管网存在的问题

2.1 路面排水问题

如果长时间不处理路面积水,会渗入路面接缝或流进松散的坑中,对道路内部结构造成破坏。因此,应及时采取一定措施,将道路积水排净。在这一过程中,路面的排水工作可以通过向两侧排水的方式进行,避免长时间停留在结构层内,导致路面材料强度降低。特别是在层间接缝处,如果缝隙中长期存在游离水,在荷载交通和高速行驶的连续作用下,游离水会产生动水压力,对基层产生冲刷作用,同时沥青也会剥落,造成混凝土面板空鼓、积泥,沥青路面开裂、松脱和坑洼等病害。

2.2绿化带排水问题

我国市政排水管网的设计一直是在人行道、行车道和非机动车道上进行的,但关键是往往没有考虑绿化带的排水设计。绿化带位于人行道和车行道之间,对排水工程管网的功能影响是毋庸置疑的。此外,为了响应国家的绿化政策,城市中的绿化带越来越多,绿化带的排水系统设计也不容忽视。绿化带可以净化城市环境,为城市增添景观。在设计绿化带排水系统时,必须注意绿化带排水系统与其他排水工程管网系统的区别,这体现在土壤质量上。绿化带土壤多为易生粘性土,透水性强。绿化带将定期浇水,并始终有残留水。如果残水不能及时排出,将渗透到两侧道路,对道路平整度和质量造成影响。

2.3 路基排水问题

公路质量的优势体现在路面上。路面质量是保证车辆在行驶过程中的舒适性的基本要求,而路基是路面的基础。只有路基始终处于良好状态并保持干燥,路面才能处于足以支撑车辆重量的状态,以防止路面变形和道路损坏。只有保护好路基,才能保证公路的质量。影响路基强度和造成路面破坏的因素大多与地下水和地表水的存在有关。在大多数情况下,引起路基变形和路基病害的主要原因是地下水。因此,在高等级公路建设中,路基排水应被考虑在重要的位置。随着我国国民经济的快速发展,极大地促进了高质量、高速度公路运输业的发展。因此,对高质量路基的设计规律和施工技术的研究是亟待解决的问题,对路基排水的研究也是非常重要的。

2.4排水应急措施不当, 信息预测不准确

在网络时代,一些市政应急措施的预测要及时、有效、快捷、方便。例如,在一些降水频繁的城市和社区,降水的实现和预报应该在不同的地区进行。在城市建设和规划初期,可以确定该地区的排水能力和应采取的排水措施。这将得益于互联网技术和计算机技术的高速发展。从目前的情况来看,由于大多数城市对市政排水系统的设计重视不够,很难利用计算机技术和信息技术对其进行有效的控制和预测程序,在排水管网的设计和规划、运行、调度等方面,后期维护管理环节存在很多弊端。

3 市政排水管网的科学性优化设计要点

3.1环刚度的优化设计要点

在市政排水管网系统埋地设计过程中,环刚度是一个综合的抗外压荷载参数,决定着系统能否长期安全运行。因此,环向刚度的设计是保证管网系统稳定的关键,相关施工人员应予以重视。其优化设计的关键在于环刚度的选择。具体来说,如果管道材料的环刚度过大,会造成材料和成本的极大浪费。反之,排水管过小,容易因变形过大或屈曲失稳等问题而不同程度损坏排水管材料。此外,外压荷载对市政排水管网系统的影响更为复杂。它的主要作用是地面产生的静载荷和土壤的实际重量。具体来说,在外压荷载作用下,管道材料与管道所在土壤处于共同的作用状态,即共同承担系统的外压荷载。由此可见,环向刚度的优化设计应根据排水管敷设后周围的土壤条件而定。

3.2设计算法的应用要点

以污水厂的设计算法为例, 相关设计人员采用了最小费用的生成树科学技术, 将Dijkstra算法引入到市政排水管网的优化设计过程中。这样,生成树技术的权重可以随着埋深、流量和管段长度的变化而变化。在这种情况下,设计者可以实时得到排水管网中的水流方向。然而,传统的平面布局优化设计方法,即有向图法,在实际应用中缺乏一定的稳定性。由此可见, 无向图的变权值Dijkstra设计算法, 真正实现了科学性的优化设计。相关研究表明, 市政排水管网的优化设计, 应用该算法将具有处理信息量、计算速度快的特点。

3.3排水管网的平面设计要点

为实现市政排水管网的科学优化,有关设计人员应以工程量最小、节能减排、畅通为实际布局原则。首先,在线路设计过程中,系统的干、支管应按照线性布置的基本原则进行设计,以保证设计的合理性。此外,在设计中应充分利用排水管网区的地形条件,减少管道埋深和工程造价,避免不必要的高程上升。其次,市政排水管网的设计应划分合理的埋深范围。必要时,应避免大量的深埋管道,通过管道中途提升泵站,节约综合成本。最后,对于管网设计方案的选择,可以在相同管径的假设下,以开挖施工成本为依据。这样就可以有针对性地调整初始设计方案,即引入排水线路的概念,采用动态规划的方法来解决这一问题。然而,城市排水管网的优化设计方案很容易被排除在外。在此基础上,相关施工人员可以将排水管网中的所有布置点形成设计决策图,在此基础上选择的系统设计方案将更加实用。

结束语

市政排水工程是一项复杂而有序的工程。目前,我国城市排水系统还不完善,不能继续沿用原有的排水方式。要不断完善和优化现行排水设计方案,采用最新的数学模型计算方法,在排水工程的合理应用中,利用互联网和计算机技术,合理确定排水系统中管径和埋深的设计参数,并与为降低工程造价,提高市政排水整体水平,协调环境效益、经济效益和社会效益的统一。

参考文献

[1]吴珂, 朱磊.市政排水管网设计要点分析[J].科技信息, 2018 (2) :390.

[2]刘海涛, 李莉.市政排水管网优化设计的方法研讨[J].西南给排水, 2019 (4) :18-19.

[3]刘氚, 谭洪强.市政排水工程规划与规划设计研究[J].交通标准化, 2018 (11) :180-183.

作者简介:汪瑶琪,女,1991.10.01,湖北省孝感市人,硕士,现从事市政给排水设计工作