新时期给排水设计在城市古城改造中的运用研究_杨冬妮.pdf

1工程概述昭馀古城东西长835 m，南北约698 m，本次设计范围包含整个古城范围。设计改建巷道长度约11.789 km，新建规划巷道长约1.079 km，合计12.868 km。同期改造污水管网、给水管网、消防管网、电力管网、通信管网、热力管网、照明路灯，环境卫生以及重要景观节点、街景绿化等市政设施配套工程。基础设施及道路系统改造工程建成后昭馀古城可以完备供给自来水、排雨水、排污水、通消防、通电、通路、通信、通暖气等设施，起到改善古城内居民的生活条件，提升古城的旅游价值。其中，一级铺装巷道长1.496 km，二级铺装巷道长1.122 km，三级铺装巷道长10.25 km。2设计理念及原则2.1设计理念在遵循国家相关标准与要求基础上，对昭馀古城基础设施及道路系统进行改造，给排水系统为本次改造工程中十分重要的部分。在改造过程中，要做好古城保护，避免破坏古城，维持现有古城街道现状1。要积极与规划、消防等各个部门进行沟通，并能在控制投资费用情况下，设计出改造设计方案。古城的给排水设计要能实现传统文化与现代审核的平衡与统一，在保护古城区传统风貌与历史遗存的基础上，满足居民的【作者简介】杨冬妮（1990），女，天津人，工程师，从事工业建筑给排水及市政给排水研究。新时期给排水设计在城市古城改造中的运用研究Study on the Application of Water Supply and Drainage Designin the Reconstruction of Ancient City in the New Period杨冬妮（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381）YANG Dong-ni(North China Municipal Engineering Design&Research Institute Co.Ltd.,Tianjin 300381,China)【摘要】以昭馀古城改造项目为例，分析了给排水设计在城市古城改造中的运用，从给水系统、排水系统、消防系统 3部分出发，结合古城改造实际情况，阐述了制订科学合理设计方案、降低水资源消耗与浪费、加强污水净化，减少环境污染的设计理念，提出新时期给排水系统设计要坚持宜居城市的理念，提升改造后为古城的宜居性，保证设计质量，应加强现场勘查，利用先进的设计软件与技术，选择专业团队设计出高质量的给排水改造方案。【Abstract】Taking the reconstruction project of Zhaoyu ancient city as an example,this paper analyzes the application of water supply anddrainage design in the reconstruction of the ancient city.Starting from the three parts of water supply system,drainage system and fireprotection system,combined with the actual situation of the reconstruction of the ancient city,it expounds the design concept of formulatingscientific and reasonable design scheme,reducing water consumption and waste,strengthening sewage purification and reducingenvironmental pollution.In the design of water supply and drainage system in the new era,we should adhere to the concept of livable city,improve the livability of the reconstructed ancient city,and ensure the design quality.We also should strengthen on-site investigation,useadvanced design software and technology,and select professional teams to design high-quality water supply and drainage reconstructionschemes.【关键词】给排水设计；古城改造；给水工程；排水工程【Keywords】water supply and drainage design;renovation of the ancient city;water supply works;drainage works【中图分类号】TU991；TU992【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）01-0049-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.01.216Public Utilities Design公用工程设计49Construction&DesignForProject工程建设与设计基本生活需求。坚持宜居城市的理念，让古城更加宜居，应通过给排水系统的改造与优化提升古城生活品质；同时，要与旅游结合在一起，为古城旅游业的发展提供支持。在设计过程中，应保持古城的风貌与文化符号，避免破坏原有风貌，所有检查井等都要设计为隐秘式，不延伸出地面。在城市古城改造中给排水设计要坚持人本理念，能为人们提供更高的服务和生活品质，让人们享受到良好的古城内涵与品质。2.2设计原则2.2.1符合地质条件古城给排水系统管网的改造与优化设计中，要提前做好地质调查，确保管网的更新与设计能符合地质情况，并能采取针对性设计，保证给排水管网在建成之后能正常运行。2.2.2符合城市改造原则在给排水系统的改造与优化设计过程中，要求能与城市改造实际情况相一致，应对改造的经济成本进行估算，并将管网改造的各项细节落到实处。同时要与古城的发展规划相一致，以减少未来的改造与维修次数。2.2.3经济性与科学性原则古城给排水系统的改造与设计优化必须坚持科学性原则，能确保不会对环境造成污染，且能减小改造与施工难度，在材料选择上要保证物美价廉；同时，也要注意给排水系统在施工过程中不会威胁周围的建筑物安全。坚持经济性与科学性原则，最大限度地发挥给排水系统的作用与价值。3给排水设计在城市古城改造中的运用3.1给水工程设计由于昭馀古城的给水管网改造难度较大，面对的问题较多，挑战更加严峻，设计单位要对原有管网路线及相关资料进行了解，并能在保护古城安全、保护老管道的基础上，提出科学的、可行的改造设计方案2。给水工程主要将古城内现有的给水管网进行翻新改造，结合给水管网适当扩大管径。增设地下式消火栓，设置消防栓时将间距控制在50100 m，确保室外消防栓能覆盖整个古城。古城固有的管线存在垂直交叉节点多、线路多等问题，还会受到实际施工现场直线缓坡的影响，所以，无法实施中长距离的管道。在原有管线勘查基础上，能使用的管道继续保留，不能使用的需更换为新管道。同时，要注意新旧管线的交叉穿越问题，如果设计不合理，会对老管线造成损害3。在纵面设计过程中，要求能对管道的敷设土深度、管道穿越、管网安全保护等进行综合考虑，确保纵向管道设计的合理性。主要区域给水管网呈环状布置，其他为枝状布置。改造后的给水管网主要用于古城内的生活、道路浇洒、绿化灌溉和消防水池补水等。综合各种给水管材经济技术指标对比分析，并结合古城本身对供水安全性要求较高的特点，以及当地供水公司及用水单位意见，本工程给水管材建议选用优质HDPE给水管（PE100级、1.0 MPa）作为给水管道（管径DN40DN200 mm），总长约9 km。3.2排水工程设计由于古城内道路相对较窄，建筑物众多，如果采用分流改造会对古城产生极大影响，且施工难度会增加；同时对建筑内部雨污分流不彻底，完全实现雨污分流难度增大，所以，本次改造设计依然采取截流式合流制。排水工程主要将古城内现有老旧排水管网进行更换更新。根据古城保护规划以及建设计划，结合道路坡向，更换老旧排水管线，需将古城内雨污水收集后，沿东西南北4个方向排入周围相交道路的市政排水井。对于无法同时敷设雨水和污水的街道，首先应做好污水管设置，雨水则采用地面漫流方式进行排除，由下游雨水口收集。1）在古城改造过程中，要重视对古建筑、老建筑的保护，由于古城的建筑历史悠久，屋顶的抗渗能力相对较弱，且无法对屋顶进行绿化改造，所以，在本项目中可采取海绵城市改造方案，通过加强径流消纳和加强减污两种方式完成。当古城内有充足的绿地空间时，可以断接改造原有雨水立管，屋顶雨水可以引到绿地空间，这样不仅可以消纳屋顶雨水，还能提升对雨水的回收利用。如果没有绿地空间，则可以在雨水管下设置雨水罐等装置，收集屋顶雨水。2）雨水收集可以采用两种方式，分别为线性排水与雨水管道。采用线性排水沟渠排水要注意雨水中夹带的泥沙等，要求雨水管渠在满流时，管道内的最小设计流速与最大线性流速分别为0.75 m/s、10 m/s。雨水管道也是如此。3）排水管道采用HDPE钢带增强波纹管（环刚度不小于10 kN/m2），HDPE钢带增强波纹管能有效降低成本，与其他材料相比能节省50%的材料耗费。在塑料价格不断增加背景下，HDPE钢带增强波纹管中聚乙烯的占比只有2/3，整体价格相50对较低。管道接口做法参考青岛市发布的OGGD-0401埋地聚乙烯（HDPE）排水管道工程技术规定（暂行）。4）古城原有的化粪池经常会出现破损、堵塞等问题，给老城居民的生活及游客体验产生极大影响，化粪池设计应采用玻璃钢化粪池，具体选用与埋设见国家建筑标准设计图集14SS706玻璃钢化粪池选用与埋设。3.3消防工程设计1）古城消防用水量可按照30 L/s设计，采用环状低压消防给水系统，且确保古城建筑的防护间距符合要求。消防水鹤已经在很多国家开始普及，我国很多城市也运用了这种消防设施，所以，本次古城给排水系统改造中也设计了消防水鹤。消防水鹤是由引水倒流管道、消防水带接口等地上部分，以及主控水阀、排放余水装置等地下部分组成。消防水鹤在寒冷的冬季也不会冻住，可以采用保温措施进行良好的防冻保温，即使在冬季也能正常使用。同时，消防水鹤在使用过程中能摆动，可以伸缩，能满足消防的个性化需求。2）消防管道采用1.6 MPa的钢丝网骨架塑料复合管，管径DN200 mm，总长约5 km。钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管属于新型材料，在纯PE管上缠绕经过包覆处理的高强度钢丝，能有效增强管道的强度，确保管材公称压力符合实际使用需求。钢丝网骨架塑料复合管从里到外依次为内层塑料、专用热熔胶、缠绕钢丝网、专用热熔胶、外层塑料。钢丝网骨架塑料复合管重量较轻，便于运输与安装，具有较强的耐压性，能避免出现开裂问题。3）消防栓系统设计过程中还要注意保护半径与最大布置间距。在户外低压消火栓的保护半径为150 m。室外低压消火栓间距X=127 m。在消防栓布置过程中，要确保古城全区域都能得到消防栓保护，且在两个消防栓的保护半径之内。4给排水系统设计优化策略4.1加强现场勘查古城地下管线分布众多，地上建筑物密集，在改造前设计人员要进行实地勘查，了解古城给排水管线及地下其他管线的实际情况，掌握一手资料，为给排水设计方案的设计提供依据。如果不做现场勘查，不仅无法确保方案的针对性，还会在给排水施工过程中发生安全事故产生质量问题。因此，必须做好现场勘查工作，确保给排水设计的整体质量。在现场勘查过程中，必要时可以采用先进的设备与技术，以提升勘查质量与效率，为给排水系统设计与优化提供依据。4.2采取数字化设计为确保古城改造中给排水系统设计的可靠性与合理性，应在给排水系统设计过程中使用先进的技术。比如，采用BIM技术构建管道模型，可以更加直观地了解地下管线情况，为给排水设计提供精准支持，同时也能及时发现隐蔽工程，在提升设计质量的同时，也能为给排水工程的安全施工提供支持。数字化设计是未来给排水系统设计的主要方向，通过数字技术的有效应用，可确保给排水系统设计的精准性与可靠性，使给排水系统满足古城发展的实际需求。4.3选择专业的设计团队相比于新城给排水系统设计，古城改造中给排水系统设计难度更大，对设计人员的专业性要求更高，所以，在项目开始前要选择专业的设计团队，确保设计团队具备专业的理论知识与技能，丰富的古城改造经验，并有能力胜任此项工作。设计团队选择过程中，要检查其相关的证书，并对其历史案例进行检查，通过综合分析最终确定最优设计团队，确保给排水系统设计的整体质量。5结语给排水设计在城市古城改造中应要与古城改造相结合，做好前期现场勘察，保证给排水设计的科学性与可行性，并在保证质量与安全基础上，有效控制成本费用。同时，为保证给排水设计的有效性，要不断优化设计方案，为给排水工程施工提供指导，确保给排水工程施工的有序进行，推动古城改造工作的顺利开展。【参考文献】1曲振军,邸文正.基于多目标优化算法的市政给排水管网改造模型J.工程建设与设计,2022(8):36-38.2何欣蔚,吕飞.“老年友好”导向下的城市老旧社区改造策略研究:以苏州市古城区为例J.建筑与文化,2022(4):128-129.3杨舒雯.城镇老旧小区给排水系统改造问题分析及对策J.江西建材,2021(4):233-234.【收稿日期】2022-08-19Public Utilities Design公用工程设计51