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摘要：随着我国城市化进程不断加快，大规模的城市基础设施建设和城市改造逐年增加。许多城市由于历史上雨水排水规划起点较低，雨水自流排入河道的雨水管管径偏小，室外自然地坪较低，再加上建设用地不断扩大，汛期时，如遇暴雨台风，高潮位时，往往有不少居住小区、城市道路等积水点或积水路段的形成。这些积水点退水缓慢，形成了不少地方严重的积水，有些积水进入居民家中，给居民的生活、出行带来了很大的困难。雨水管道管径偏小，年久失修，再加上局地地势低洼，所以目前很多城市老城区存在主汛期暴雨积水，严重地影响着居民生活、生产和城市交通安全。
关键词：给排水工程；积水点改造；老城区。
中图分类号：TL353+.2 文献标识码：A文章编号：
城市雨水排放设施是大气降水径流的接纳输送和排出的重要基础设施之一，它是保证城市生产、经营、居住、办公和人民生活的基础公用设施重要组成部分，是城市排除易涝灾害和防治水污染的保障体制，是保障人民身体健康和城市交通安全，为人民创造清洁优雅的生活和劳动环境的重要手段；雨水排水是否通畅，直接关系到人民生活质量，关系到城市经济和社会的可持续性发展，也关系到社会稳定、和谐发展；雨水排水设施的建设和积水点的改造是现代化城市建设不可缺少的工作之一。
随着城镇建设的迅猛发展，雨水地面径流不断增加，房地产的大力开发，常住人口不断增长，人民生活水平不断提高，各方对城市生活和工作环境的要求越来越高，对雨水排放、防汛抗涝的要求也越来越高。老城区原有雨水管已远不能满足城市功能的要求。经常积水的城市道路，严重影响了附近居民的生活和企、事业单位正常办公。因此，积水点改造显得越发迫切，也是提高城市防汛排涝能力，保障人民生命财产，安居乐业的重要举措。从设计角度出发，解决积水点的改造的技术问题，不断提高雨水管網的效能和安全性，是给排水工程设计人员关心的热点问题。
1.积水点成因分析
1.1老城区雨水管道建设时间早，所采用的标准低，因此雨水管道管径偏小。
1.2雨水管道年久失修，存在管道破损、淤积等情况，导致雨水排放困难。
1.3部分地区地势低洼，河道水位高，雨水为淹没出流或半淹没出流，造成排水困难。
1.4有的居住小区建有雨水强排泵站，但是所选择的雨水泵流量太小，无法达到快速退水的目的。
2.积水点改造设计原则
2.1考虑地质条件。雨水管网全部埋于地下，线路较长，水文工程地质条件往往变化很大，要根据不同的地质情况，对管道基础处理分别进行设计，采取最有效的施工方法保证雨水管网的施工质量，为雨水管网的良好运行和管理打下基础。
2.2摸清地下其他公共管线设施埋设情况。城市道路下各种不同功能的管线错综复杂，在平面或立面上经常发生冲突。设计人员需要对雨水管线沿途的地下设施埋设情况通过物探或挖样沟的方法调查清楚，使管线设计更合理、更科学，达到设计雨水排放能力。
2.3采用先进新型管材。传统的市政雨水管道多采用混凝土管，管体自重大、施工难度大、强度小、管壁粗糙，易引起管道流水不畅甚至堵塞。采用新型管材，如UPVC管．HDPE波纹管或缠绕管等则可以大大提高雨水管网的过水能力。
2.4充分利用原有雨水设施。雨水管网在满足排放暴雨水量的要求及考虑施工维修方便的前提下，应节省造价，减少投资，而不是一味地追求加大管径。
2.5符合改造规划。旧城雨水管网的改造设计要强调逐年实施的可能性。根据政府部门对旧城改造规划的具体实施计划(如路网改造等)，确定逐年改造安排，做好经济估算，保证管网改造落到实处。
2.6实施雨污分流。暴雨时，合流制排水管水量过大，会给污水处理厂带来额外的负担，严重影响处理质量，污染河流水质。一旦产生积水，将不可避免地导致路面污水四溢，使居民出行状况恶劣。而且，实施雨污分流也可减轻雨水管负担，使排水更顺畅。
2.7严格控制改造工程工期。应在雨季汛期之后开始施工，并在次年汛期来临之前完工。
3.积水点改造的一般方式
3.1在地下空间充裕，有管位的情况下，增加一条雨水管，形成并联排水模式。
3.2在没有条件增加管位的情况下，考虑原管位翻建，扩大管径。
3.3在河道水位高，而地面低洼处，淹没出流时，应按淹没流计算管径，或放置强排泵站。同时，检验泵前雨水收集管道管径，确保雨水收集能力。
3.4对于原有强排泵站水泵流量过小的，考虑增加水泵数量或换装大流量的水泵。
4.雨水量预测
根据《室外排水设计规范》的雨水量计算公式和相应参数，计算雨水量。
4.1雨水量计算
雨水流量的计算应遵循《室外排水设计规范》GB50014-2006中规定的雨水流量计算公式：即Q= C×A×q
式中：Q——雨水设计流量（L/s）
C——径流系数
A——汇水面积（ha）
q——设计暴雨强度[（L/（s•ha）]
4.2汇水面积
汇水面积是指雨水管汇集雨水的面积。应结合现有雨水口和雨水立管布置计算。
4.3径流系数
径流系数应根据用地性质按“室外排水设计规范”中有关表3.2.3-1的径流系数按面积加权计算而得。
4.4管径和管道坡度的确定
在实际计算中，通常采用根据公式制成的水力计算图或水力计算表。
5.管径管材的选择和对比
雨水收集系统中管道工程投资比较大，从保护环境出发，国外及国内很多城市已经开始大量使用新型排水管材。替代混凝土管出现塑料加筋管（UPVC）、HDPE、玻璃钢夹砂管（RPMP）、塑料螺旋管以及顶管专用钢筋砼管、玻璃钢树脂管等。新型管材具有如下优点：
a比重小、重量轻，施工方便。
b单根管道长度长。
单根管道长度一般为6m，12m，接口数量少，减少接头数量，提高防渗透性能。
c水力性能优异，节约能耗。
具有光滑的内表面，摩阻系数小，水力特性好，可以大大减少水头损失，降低能耗。
d抗腐蚀性能好、使用寿命长。
同时随着新型管材的发展，各种管材价格方面的差距在缩小。设计中应多方面对比，综合考虑，选择合适的管材。
6．雨水管布置
6.1雨水管的平面布置
在管网布局时，充分考虑河道布局特点，力求使雨水通过管道入河距离最短，部分道路交叉部位考虑各方向雨水管道的连接、沟通，充分利用管道过水能力，缩短雨水路径长度。
6.2雨水管竖向高程控制
雨水管起始处最小覆土厚度按规范规定不小于0.7m。在竖向布置时应考虑与其他地下构筑物在相交处相互协调，不破坏其它既有管线及地下建筑。
7.雨水强排泵站
老城区地势较低，汛期河道水位高于城区内小区地平面，即造成较大面积积水，只有等待河道水位降低，城区积水才能慢慢退去。在这种情况下，只能建成圩区，设置强排泵站排水。
7.1新建雨水强排泵站选址
作为积水点改造项目，新建雨水强排泵站通常必须设置在老城区、居民区等已建成的小区中，可供选择的余地不大。同时，应当避免对原有居民区等产生环境影响。考虑泵站启动会产生噪音、夏季集水池积水可能发臭等因素，选址时应离开已有建筑物一定的距离或加上盖建筑物。并应考虑暴雨排水方便，减少管道长度，有条件时可选择靠近河道的空地建造泵站。
7.2泵房形式
泵房形式取决于泵站性质、建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。所以如何选择排水泵房的形式，应该因地制宜地从设计、施工、管理、造价各方面综合分析，通过方案比较后决定。
通常积水点改造中多用合建式湿式泵房。具有结构简单，集水池有效容积的范围大的优点。缺点是养护管理条件差，设备直接浸泡在水中，易受腐蚀。
7.3固液分离（格栅）
在集水池前應安装格栅，去除雨水中较大的漂浮物及杂质等。格栅应考虑清捞方便和人工清污的可能性。
7.4集水池
集水池容积根据进水管的设计流量，水泵抽升能力、台数、工作制度、启动时间、启停次数以及泵站前的进水管道是否可以作为调蓄容积而定。雨水泵房的集水池容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量。
7.5水泵的选型
1）水泵台数要在扬程、流量合适的基础上，根据水泵特性曲线选用，并应考虑到泵站构筑物的经济与工艺布置合理。雨水泵站一般不需要设置备用泵，但工作泵不应少于2台。
2）泵型应根据暴雨水量和提升高度确定，要采用高效率、低能耗，易于检修而又耐用的水泵。在同一泵站内应尽量使用相同类型、相同口径的水泵，以便于维修管理。
3）选泵应根据计算得出的扬程、流量等选择合适的水泵，要求所选水泵的性能曲线应该在设计流量和设计扬程时的工况点接近最佳效率点，在最高和最低扬程之间运行时，处于高效率区的范围。雨水泵站的特点是流量大、扬程低，通常选用潜水轴流泵或混流泵。
7.6圩区周边原雨水管排向河道出口的处理
通常原有雨水管直通河道，为防止汛期河道水位上涨，强排泵站启动时，这些雨水管反灌圩区，因此应考虑在这些雨水管排放口处加装拍门。
7.7原有雨水强排泵站泵流量过小的，应根据原有泵房的空间大小、水泵效率等，考虑增加水泵数量或者更换更大流量的雨水泵。
上海市嘉定区塔城路三皇桥小区，原有一个强排泵站，但是原有的潜水轴流泵流量过小，造成该小区暴雨时路面积水达30~40cm，所以区水务局决定对其进行改造。经实地查勘，该泵站进水管为2条DN600雨水管，能够满足暴雨水量收集。由于该泵站建造时未预留增加水泵的位置，故决定更换2台相同外形尺寸，但是流量更大的潜水轴流泵。换泵后，将可以满足暴雨排放。该工程列入了2013年嘉定区积水点改造工程项目，并将于主汛期来临之前完工。
8.经验和问题
8.1从改造工程建设的实践可知，设计是工程建设的前提，设计的成败决定着整个项目的命运，只有合理的设计，其施工及一系列建设才能最终实现，要做到设计合理，现场调查和方案比选是至关重要的环节。
8.2合理选择设计参数，排水量的预测应从多方面进行预测并要留有余地，并应根据各区域不同的用地性质，因地制宜地采用不同的标准，径流系数采用加权平均法计算。
8.3当积水点附近没有河流时，强排泵站出水直接接入市政雨水管道，将造成市政雨水管冒溢、喷涌，影响道路排水。
工程实例：上海市嘉定区塔城路800弄小区由于地面标高低，河道水位高，暴雨时严重积水。经增设一个雨水强排泵站，单排一路DN800雨水管通入外城河后，经强台风检验，小区内不再积水。但是由于出水管连通了市政雨水管，造成嘉丰路路面积水，暴雨时甚至导致雨水井盖被水冲开。提出的对策是该单排管断开与市政管的连接，只保留通向河道的出水管。该问题已列入2013年嘉定区积水点改造项目，将于2013年主汛期前实施完毕。
参考文献
[1]、周玉文、赵洪宾，排水管网理论与计算[M]，中国建筑工业出版社，2000年12月第一版，P141-145
[2]、北京市市政工程设计研究总院，给水排水设计手册：第五册.城镇排水[M]，中国建筑工业出版社，2004年2月第二版，P162-178
关键词：给排水工程；积水点改造；老城区。
中图分类号：TL353+.2 文献标识码：A文章编号：
城市雨水排放设施是大气降水径流的接纳输送和排出的重要基础设施之一，它是保证城市生产、经营、居住、办公和人民生活的基础公用设施重要组成部分，是城市排除易涝灾害和防治水污染的保障体制，是保障人民身体健康和城市交通安全，为人民创造清洁优雅的生活和劳动环境的重要手段；雨水排水是否通畅，直接关系到人民生活质量，关系到城市经济和社会的可持续性发展，也关系到社会稳定、和谐发展；雨水排水设施的建设和积水点的改造是现代化城市建设不可缺少的工作之一。
随着城镇建设的迅猛发展，雨水地面径流不断增加，房地产的大力开发，常住人口不断增长，人民生活水平不断提高，各方对城市生活和工作环境的要求越来越高，对雨水排放、防汛抗涝的要求也越来越高。老城区原有雨水管已远不能满足城市功能的要求。经常积水的城市道路，严重影响了附近居民的生活和企、事业单位正常办公。因此，积水点改造显得越发迫切，也是提高城市防汛排涝能力，保障人民生命财产，安居乐业的重要举措。从设计角度出发，解决积水点的改造的技术问题，不断提高雨水管網的效能和安全性，是给排水工程设计人员关心的热点问题。
1.积水点成因分析
1.1老城区雨水管道建设时间早，所采用的标准低，因此雨水管道管径偏小。
1.2雨水管道年久失修，存在管道破损、淤积等情况，导致雨水排放困难。
1.3部分地区地势低洼，河道水位高，雨水为淹没出流或半淹没出流，造成排水困难。
1.4有的居住小区建有雨水强排泵站，但是所选择的雨水泵流量太小，无法达到快速退水的目的。
2.积水点改造设计原则
2.1考虑地质条件。雨水管网全部埋于地下，线路较长，水文工程地质条件往往变化很大，要根据不同的地质情况，对管道基础处理分别进行设计，采取最有效的施工方法保证雨水管网的施工质量，为雨水管网的良好运行和管理打下基础。
2.2摸清地下其他公共管线设施埋设情况。城市道路下各种不同功能的管线错综复杂，在平面或立面上经常发生冲突。设计人员需要对雨水管线沿途的地下设施埋设情况通过物探或挖样沟的方法调查清楚，使管线设计更合理、更科学，达到设计雨水排放能力。
2.3采用先进新型管材。传统的市政雨水管道多采用混凝土管，管体自重大、施工难度大、强度小、管壁粗糙，易引起管道流水不畅甚至堵塞。采用新型管材，如UPVC管．HDPE波纹管或缠绕管等则可以大大提高雨水管网的过水能力。
2.4充分利用原有雨水设施。雨水管网在满足排放暴雨水量的要求及考虑施工维修方便的前提下，应节省造价，减少投资，而不是一味地追求加大管径。
2.5符合改造规划。旧城雨水管网的改造设计要强调逐年实施的可能性。根据政府部门对旧城改造规划的具体实施计划(如路网改造等)，确定逐年改造安排，做好经济估算，保证管网改造落到实处。
2.6实施雨污分流。暴雨时，合流制排水管水量过大，会给污水处理厂带来额外的负担，严重影响处理质量，污染河流水质。一旦产生积水，将不可避免地导致路面污水四溢，使居民出行状况恶劣。而且，实施雨污分流也可减轻雨水管负担，使排水更顺畅。
2.7严格控制改造工程工期。应在雨季汛期之后开始施工，并在次年汛期来临之前完工。
3.积水点改造的一般方式
3.1在地下空间充裕，有管位的情况下，增加一条雨水管，形成并联排水模式。
3.2在没有条件增加管位的情况下，考虑原管位翻建，扩大管径。
3.3在河道水位高，而地面低洼处，淹没出流时，应按淹没流计算管径，或放置强排泵站。同时，检验泵前雨水收集管道管径，确保雨水收集能力。
3.4对于原有强排泵站水泵流量过小的，考虑增加水泵数量或换装大流量的水泵。
4.雨水量预测
根据《室外排水设计规范》的雨水量计算公式和相应参数，计算雨水量。
4.1雨水量计算
雨水流量的计算应遵循《室外排水设计规范》GB50014-2006中规定的雨水流量计算公式：即Q= C×A×q
式中：Q——雨水设计流量（L/s）
C——径流系数
A——汇水面积（ha）
q——设计暴雨强度[（L/（s•ha）]
4.2汇水面积
汇水面积是指雨水管汇集雨水的面积。应结合现有雨水口和雨水立管布置计算。
4.3径流系数
径流系数应根据用地性质按“室外排水设计规范”中有关表3.2.3-1的径流系数按面积加权计算而得。
4.4管径和管道坡度的确定
在实际计算中，通常采用根据公式制成的水力计算图或水力计算表。
5.管径管材的选择和对比
雨水收集系统中管道工程投资比较大，从保护环境出发，国外及国内很多城市已经开始大量使用新型排水管材。替代混凝土管出现塑料加筋管（UPVC）、HDPE、玻璃钢夹砂管（RPMP）、塑料螺旋管以及顶管专用钢筋砼管、玻璃钢树脂管等。新型管材具有如下优点：
a比重小、重量轻，施工方便。
b单根管道长度长。
单根管道长度一般为6m，12m，接口数量少，减少接头数量，提高防渗透性能。
c水力性能优异，节约能耗。
具有光滑的内表面，摩阻系数小，水力特性好，可以大大减少水头损失，降低能耗。
d抗腐蚀性能好、使用寿命长。
同时随着新型管材的发展，各种管材价格方面的差距在缩小。设计中应多方面对比，综合考虑，选择合适的管材。
6．雨水管布置
6.1雨水管的平面布置
在管网布局时，充分考虑河道布局特点，力求使雨水通过管道入河距离最短，部分道路交叉部位考虑各方向雨水管道的连接、沟通，充分利用管道过水能力，缩短雨水路径长度。
6.2雨水管竖向高程控制
雨水管起始处最小覆土厚度按规范规定不小于0.7m。在竖向布置时应考虑与其他地下构筑物在相交处相互协调，不破坏其它既有管线及地下建筑。
7.雨水强排泵站
老城区地势较低，汛期河道水位高于城区内小区地平面，即造成较大面积积水，只有等待河道水位降低，城区积水才能慢慢退去。在这种情况下，只能建成圩区，设置强排泵站排水。
7.1新建雨水强排泵站选址
作为积水点改造项目，新建雨水强排泵站通常必须设置在老城区、居民区等已建成的小区中，可供选择的余地不大。同时，应当避免对原有居民区等产生环境影响。考虑泵站启动会产生噪音、夏季集水池积水可能发臭等因素，选址时应离开已有建筑物一定的距离或加上盖建筑物。并应考虑暴雨排水方便，减少管道长度，有条件时可选择靠近河道的空地建造泵站。
7.2泵房形式
泵房形式取决于泵站性质、建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。所以如何选择排水泵房的形式，应该因地制宜地从设计、施工、管理、造价各方面综合分析，通过方案比较后决定。
通常积水点改造中多用合建式湿式泵房。具有结构简单，集水池有效容积的范围大的优点。缺点是养护管理条件差，设备直接浸泡在水中，易受腐蚀。
7.3固液分离（格栅）
在集水池前應安装格栅，去除雨水中较大的漂浮物及杂质等。格栅应考虑清捞方便和人工清污的可能性。
7.4集水池
集水池容积根据进水管的设计流量，水泵抽升能力、台数、工作制度、启动时间、启停次数以及泵站前的进水管道是否可以作为调蓄容积而定。雨水泵房的集水池容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量。
7.5水泵的选型
1）水泵台数要在扬程、流量合适的基础上，根据水泵特性曲线选用，并应考虑到泵站构筑物的经济与工艺布置合理。雨水泵站一般不需要设置备用泵，但工作泵不应少于2台。
2）泵型应根据暴雨水量和提升高度确定，要采用高效率、低能耗，易于检修而又耐用的水泵。在同一泵站内应尽量使用相同类型、相同口径的水泵，以便于维修管理。
3）选泵应根据计算得出的扬程、流量等选择合适的水泵，要求所选水泵的性能曲线应该在设计流量和设计扬程时的工况点接近最佳效率点，在最高和最低扬程之间运行时，处于高效率区的范围。雨水泵站的特点是流量大、扬程低，通常选用潜水轴流泵或混流泵。
7.6圩区周边原雨水管排向河道出口的处理
通常原有雨水管直通河道，为防止汛期河道水位上涨，强排泵站启动时，这些雨水管反灌圩区，因此应考虑在这些雨水管排放口处加装拍门。
7.7原有雨水强排泵站泵流量过小的，应根据原有泵房的空间大小、水泵效率等，考虑增加水泵数量或者更换更大流量的雨水泵。
上海市嘉定区塔城路三皇桥小区，原有一个强排泵站，但是原有的潜水轴流泵流量过小，造成该小区暴雨时路面积水达30~40cm，所以区水务局决定对其进行改造。经实地查勘，该泵站进水管为2条DN600雨水管，能够满足暴雨水量收集。由于该泵站建造时未预留增加水泵的位置，故决定更换2台相同外形尺寸，但是流量更大的潜水轴流泵。换泵后，将可以满足暴雨排放。该工程列入了2013年嘉定区积水点改造工程项目，并将于主汛期来临之前完工。
8.经验和问题
8.1从改造工程建设的实践可知，设计是工程建设的前提，设计的成败决定着整个项目的命运，只有合理的设计，其施工及一系列建设才能最终实现，要做到设计合理，现场调查和方案比选是至关重要的环节。
8.2合理选择设计参数，排水量的预测应从多方面进行预测并要留有余地，并应根据各区域不同的用地性质，因地制宜地采用不同的标准，径流系数采用加权平均法计算。
8.3当积水点附近没有河流时，强排泵站出水直接接入市政雨水管道，将造成市政雨水管冒溢、喷涌，影响道路排水。
工程实例：上海市嘉定区塔城路800弄小区由于地面标高低，河道水位高，暴雨时严重积水。经增设一个雨水强排泵站，单排一路DN800雨水管通入外城河后，经强台风检验，小区内不再积水。但是由于出水管连通了市政雨水管，造成嘉丰路路面积水，暴雨时甚至导致雨水井盖被水冲开。提出的对策是该单排管断开与市政管的连接，只保留通向河道的出水管。该问题已列入2013年嘉定区积水点改造项目，将于2013年主汛期前实施完毕。
参考文献
[1]、周玉文、赵洪宾，排水管网理论与计算[M]，中国建筑工业出版社，2000年12月第一版，P141-145
[2]、北京市市政工程设计研究总院，给水排水设计手册：第五册.城镇排水[M]，中国建筑工业出版社，2004年2月第二版，P162-178