給排水管線設(shè)計(jì)及施工的分析與應(yīng)用

鄭曉虹

（福建省惠安縣建筑設(shè)計(jì)院，福建 泉州362100）

1 管線綜合布置方式和原則

1 平面布置

小區(qū)內(nèi)管網(wǎng)的平面布置較為復(fù)雜，主要是：①由于受經(jīng)濟(jì)利益的影響，房地產(chǎn)開發(fā)商往往要求最大限度地利用現(xiàn)有土地面積．在小區(qū)做總體規(guī)劃時(shí)，往往更多考慮的是在滿足規(guī)范的最低要求下，如何得到最大的建筑面積，使得可供管線通過的空間較為狹窄②小區(qū)內(nèi)部管線種類較多，通常有雨水、污水、給水、電力、電信、熱力、熱水、燃?xì)狻⒂芯€電視、寬帶網(wǎng)等近十種管線，同時(shí)還有化糞池、檢查井、進(jìn)水井、變壓器、熱交換站、燈桿等附屬設(shè)施，這就使得管網(wǎng)平面布置更加困難。

對(duì)于管線綜合，一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行布置。

⑴各種管道的平面排列不得重疊，并盡量減少和避免相互交叉。⑵各種管道應(yīng)盡量和道路中心線或主要建筑線平行敷設(shè)。⑶管道與鐵路、道路和管溝交叉時(shí)，應(yīng)盡量垂直于鐵路、道路和管溝中心線。⑷給水管和污水管交叉時(shí)，給水管應(yīng)敷設(shè)在污水管的上面。⑸管道排列時(shí)，應(yīng)注意其用途、相互聯(lián)系及彼此間可能產(chǎn)生的影響。如污水管應(yīng)遠(yuǎn)離生活飲用水管；直流電力電纜不應(yīng)與其他金屬管靠近，以免增加后者的腐蝕等。⑹干管應(yīng)靠近主要使用單位以及連接支管最多的一側(cè)。⑺給水管道、循環(huán)水管道允許與熱力管道溝同溝敷設(shè)。⑻架空管道不得影響運(yùn)輸、人行交通及建筑物的自然采光。⑼給水管道的埋設(shè)深度應(yīng)滿足下面的要求：管道不被震動(dòng)及行車力損壞；管道內(nèi)水流不被冰凍或增高溫度。

2 選用管材

2.1 給水管管材選用原則

在以往工程中，小區(qū)給排水管管材的選擇較為單一，近年來，隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的新型管材，為工程項(xiàng)目提供了更多的選擇。

⑴小區(qū)給水管道DN﹤100mm時(shí)，應(yīng)選用給水塑料管或鍍鋅焊接管。

⑵小區(qū)給水管道DN≥100mm時(shí)，可選用內(nèi)襯的給水鑄鐵管、球墨鑄鐵管或給水塑料管。

⑶鋼管韌性好、強(qiáng)度高，但防腐性能差。我國(guó)規(guī)范規(guī)定：生活給水管道應(yīng)選用熱鍍工藝的鍍鋅鋼管。

⑷我國(guó)連續(xù)鑄鐵管性能較差，爆管現(xiàn)象較多；但DN200型還可采用。選管時(shí)壁厚可高選一級(jí)，或選用離心鑄鐵管。

⑸球墨鑄鐵管是理想的給水埋地敷設(shè)管道，在我國(guó)已有不少城市選用，效果較好。

⑹塑料管具有重量輕、耐壓強(qiáng)度高、輸水性能好、耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是小口徑給水管的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)在使用的較多的是HDPE管，除了具有上述塑料管的優(yōu)點(diǎn)外，與其他塑料管相比，強(qiáng)度高是它突出的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足塑料管在城市道路下直埋地敷設(shè)。

⑺給水管如采用鋼管，要特別注意防腐問題。在管徑要求大、高壓送水及穿越鐵路、河谷和地震區(qū)等管段較常采用鋼管敷設(shè)。鋼管埋地敷設(shè)時(shí)，管材會(huì)受到土壤、地下水腐蝕，同時(shí)還會(huì)受到地下雜散電流的影響，使金屬表面產(chǎn)生電化學(xué)作用而損壞金屬表層，故必須采取能隔絕對(duì)管道腐蝕及減少雜散電流對(duì)管道電化作用的防腐絕緣層，以延長(zhǎng)管道使用壽命。埋地鋼管一般采用水泥砂漿內(nèi)防腐，外防腐一般采用石油瀝青及環(huán)氧煤瀝青，分普通級(jí)、加強(qiáng)級(jí)、特加強(qiáng)級(jí)三個(gè)等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇。

2.2 小區(qū)排水管常用管材及選用

室外無壓排水管一般很少采用金屬管，只有當(dāng)排水管道需要承受較高壓力或?qū)B漏要求嚴(yán)格的地方才采用金屬管材。

⑴居住小區(qū)內(nèi)的排水管和雨水管，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或鋼筋混凝土管。近幾年來，小區(qū)、市政道路上較小管徑（D400及以下）的排水管道絕大部分采用排水塑料管，如雙壁波紋管、UPVC加筋管、HDPE高密度管等。

⑵排水管如遇到穿越管溝、河流等特殊地段，或埋深過淺時(shí)可采用鑄鐵管或鋼管。

⑶居住區(qū)內(nèi)化糞池前的排水管宜采用塑料排水管。

⑷塑料管具有質(zhì)地輕、耐腐蝕、水力性能好等優(yōu)點(diǎn)，在室內(nèi)已廣泛采用，在小區(qū)室外排水工程中可進(jìn)一步推廣使用。排水管道多采用硬聚氯乙烯塑料管。

⑸陶土管因管節(jié)短，施工麻煩，故在居住小區(qū)不推薦使用。對(duì)于腐蝕性強(qiáng)的污水工程，可采用陶土管或耐腐蝕陶土管。

⑹承壓排水管宜采用給水鑄鐵管或鋼管。

⑺當(dāng)排水溫度大于40℃時(shí)，應(yīng)采用金屬排水管或熱塑料排水管。

3 管徑的確定

3.1 給水流量及管徑的確定

居住小區(qū)內(nèi)室外給水管道管徑選擇，一般依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，《居住小區(qū)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中，居民用水定額、用水量等相關(guān)內(nèi)容確定。在計(jì)算過程中要注意區(qū)分最大小時(shí)流量與設(shè)計(jì)秒流量的運(yùn)用范圍?！毒幼⌒^(qū)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的3.5.2條，根據(jù)居住人數(shù)和生活給水干管、支管，對(duì)此做出了界定。

無論是市政給水管道還是居住小區(qū)室外給水管都涉及到流量與管徑的對(duì)應(yīng)問題，一般依據(jù)流量，流速，按《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的水力計(jì)算表及地方經(jīng)驗(yàn)來確定。但居住小區(qū)的給水管道一般管徑較小，單靠水力計(jì)算表不容易確定管徑。可以參考《水工業(yè)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)?建筑和小區(qū)給水排水》中提出的一個(gè)界限流量表，并結(jié)合地方經(jīng)驗(yàn)來確定。

設(shè)計(jì)供水量根據(jù)下列各種用水類型來確定：

⑴綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根據(jù)居民生活用水定額或綜合生活用水定額及最高日時(shí)變化系數(shù)綜合分析確定。⑵工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水：生產(chǎn)用水量根據(jù)生產(chǎn)工業(yè)要求確定；工作人員生活用水量（含淋浴用水量）根據(jù)車間性質(zhì)確定。⑶消防用水：消防用水量、水壓及延續(xù)時(shí)間等根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定確定。⑷澆灑道路和綠地用水：根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。⑸未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失水量：按最高日用水量的百分比計(jì)。

3.2 排水管道流量的確定

3.2.1 排水體制的選擇

排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)以當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)（地區(qū)）總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃為主要依據(jù)。排水體制（分流制或合流制）的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當(dāng)?shù)亟涤昵闆r和排放標(biāo)準(zhǔn)、原有排水設(shè)施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件綜合考慮確定。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。

3.2.2 生活排水量的確定

《居住小區(qū)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：生活排水管道的設(shè)計(jì)流量按照最大小時(shí)排水量進(jìn)行計(jì)算。排水管道的設(shè)計(jì)有最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度的規(guī)定。排水管道是按非滿流設(shè)計(jì)，有最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定。小區(qū)內(nèi)計(jì)算最大小時(shí)流量時(shí)采用的小時(shí)變化系數(shù)，已經(jīng)考慮了從小區(qū)到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的過渡因素。對(duì)于小區(qū)組團(tuán)內(nèi)的生活排水管道，按最大小時(shí)生活排水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定管徑和坡度后（包括選用最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度），再用相應(yīng)的設(shè)計(jì)秒流量按滿流進(jìn)行校核，一般都能滿足要求。

污水設(shè)計(jì)總流量Q的計(jì)算公式為：

Q=Q1+Q2+Q3

其中：Q1為居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量/（L/s），按下式計(jì)算：Q1=n×N×Kz/（24×3600）式中：n—污水定額/（L/（人·天）），含居民生活污水定額和綜合生活污水定額，可按當(dāng)?shù)赜盟~的80%～90%采用；N—設(shè)計(jì)人口數(shù)；Kz—生活污水量總變化系數(shù)，按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定計(jì)取，或按實(shí)際數(shù)據(jù)采用。Q2為工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量（L/s）。應(yīng)與國(guó)家現(xiàn)行的《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)；Q3—工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量/（L/s）。工業(yè)廢水量級(jí)及其總變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝特點(diǎn)確定，并與國(guó)家現(xiàn)行的工業(yè)用水量有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。

3.2.3 雨水設(shè)計(jì)流量

雨水設(shè)計(jì)流量Q按下式計(jì)算：Q=F×q×ψ其中：F—匯水面積，其劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小及雨水管道布置等情況劃定。地形較平坦時(shí)，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時(shí)，可按地面雨水徑流方向劃分匯水面積。ψ—徑流系數(shù)。按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定計(jì)取。q—設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度[L/（s·ha）]。

按下列公式計(jì)算：q=167A1(1+ClgP)/(t+b)n式中：t—降雨歷時(shí)（min）。t=t1+mt2，t1為地面集水時(shí)間，一般取5～15min；m為折減系數(shù)，暗管取2，明渠取1.2；t2為管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間。在排水管道水力計(jì)算時(shí)應(yīng)注意如下問題：

⑴雨水管道的水力計(jì)算應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的最大允許流速、最小設(shè)計(jì)流速和最小設(shè)計(jì)流速控制的最小設(shè)計(jì)坡度要求。

⑵雨水管道管段的設(shè)計(jì)流量如果小于最小管徑在最小坡度時(shí)通過的流量，該管段為不計(jì)算管段。不計(jì)算管段應(yīng)采用最小管徑，按最小設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

⑶水力計(jì)算從上游管段向下游管道依次進(jìn)行，隨著管段中設(shè)計(jì)流量的增加，設(shè)計(jì)流速也應(yīng)相應(yīng)增加。只有當(dāng)下游管段流速已經(jīng)大于1.2m/s（混凝土管和鋼筋混凝土管）的情況下，坡度大的管道接到坡度小的管道時(shí)，設(shè)計(jì)流速才允許減少。

⑷計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)管徑也應(yīng)相應(yīng)增加，但在管道坡度突然變陡處，其管徑可根據(jù)水力計(jì)算確定由大變小，但一般減少一級(jí)，不得超過兩級(jí)，并不得小于最小管徑。

⑸當(dāng)?shù)孛嫫露忍蠡蚨钙峦蝗蛔兙彆r(shí)，可設(shè)置跌水井。一般管道跌水高度超過1m，宜設(shè)跌水井；跌水高度超過2m，必須設(shè)跌水井。跌水井不宜布置在管道轉(zhuǎn)角處。

⑹管道轉(zhuǎn)彎或交接處，其水流轉(zhuǎn)角不應(yīng)小于90°。

⑺各種不同管徑的管道在檢查井中連接宜采用管頂平接。相同管徑的管道，或在平坦地區(qū)不同管徑的管道也可采用平接，但任何情況下進(jìn)水管管底標(biāo)高不得低于出水管管底標(biāo)高。

⑻小區(qū)內(nèi)接戶管接入小區(qū)排水支管時(shí)，最好有10～20cm落差。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)給排水綜合管線設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，給排水設(shè)計(jì)與我們生活的質(zhì)量和舒適度息息相關(guān)，好的室外管線應(yīng)為建筑服務(wù)并與建筑有機(jī)結(jié)合、融為一體。管線與施工圖設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》嚴(yán)格進(jìn)行規(guī)范操作。作為給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)本著安全、合理、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原則，在實(shí)踐中不斷總結(jié)，提出更優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方案。

[1]周文宇.《華章》.2009年17期.

[2]周明文.《四川建材》.2008年2期.