淺析市政給水排水管道工程設(shè)計

摘要：市政道路給排水工程設(shè)計具有重要的地位，確保更科學(xué)， 合理的給排水規(guī)劃設(shè)計將給施工提供更好的條件。

關(guān)鍵詞：市政道路 給排水 工程設(shè)計

由于市政給排水設(shè)施的功能和特性， 使其工程規(guī)模大， 投資額大，施工難度大， 工期長且在運行中消耗大量的能源和資源按一般工程的設(shè)計經(jīng)驗。因此，在實際工作中， 如果能對上述的幾個問題認真加以改進，對于緩解城市路面積水，保證排水系統(tǒng)的安全運行，減少水體污染，減輕維護管理的工作量，將起到積極的作用。

1.管材要求

（1）鑄鐵管：鑄鐵管屬于壓力流水管道，即管道中的水是在壓力的作用下進行流動的，故而其埋深只需滿足冰凍線、地面荷載和跨越障礙物即可，對管道內(nèi)部的水力要素沒有影響。因此溝槽較淺，以放坡開槽為主， 盡量不加支撐， 便于用機械分散下管。由于鑄鐵管的管節(jié)較長，一般為5～6m，其接口間距也相應(yīng)增大。為了減少開挖土方量，一般開挖的寬度較小，但接口部必須滿足接口施工工藝要求， 應(yīng)加寬和加深。

（2）鋼管：鋼管鋼材有焊接鋼管和無縫鋼管兩種。以防腐蝕性能來說可分為保護層型、無保護層型與質(zhì)地型；按壁厚又有普通鋼管和加厚鋼管之分。國內(nèi)最大鋼管直徑可達DN4000，每節(jié)鋼管的長度一般在10m左右。金屬管道應(yīng)考慮防腐措施。金屬管道內(nèi)防腐宜采用水泥砂漿襯里， 金屬管道外防腐宜采用環(huán)氧煤瀝青、膠粘帶等涂料。金屬管道敷設(shè)在腐蝕性土中以及電氣化鐵路附近或其他有雜散電流存在的地區(qū)時，為防止發(fā)生電化學(xué)腐蝕， 應(yīng)采取陰極保護措施（外加電流陰極保護或犧牲陽極）。

（3）非金屬管材：自應(yīng)力鋼筋混凝土管采用離心工藝制造，依靠膨脹作用張拉環(huán)向和縱向鋼絲， 使管體混凝土在環(huán)向和縱向處于受壓狀態(tài)。該管材試驗壓力規(guī)定可在覆土不大于2.0m的埋地給水管道上應(yīng)用。自應(yīng)力鋼筋混凝土管是借膨脹水泥在養(yǎng)護過程中發(fā)生膨脹，張拉鋼筋，而混凝土則因鋼筋所給予的張拉反作用力而產(chǎn)生壓應(yīng)力， 能很好地承受管內(nèi)的水壓， 在使用上， 具有與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管相同的優(yōu)點。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管是將鋼筋混凝土管內(nèi)的鋼筋預(yù)先施加縱向與環(huán)向預(yù)應(yīng)力后，制成的雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，具有良好的抗裂性能， 其耐土壤電流侵蝕的性能遠較金屬管好。

（4）聚乙烯管。常用的口徑為DN32～DN500，聚乙烯管的優(yōu)點是： 化學(xué)穩(wěn)定性好， 不受環(huán)境因素和管道內(nèi)輸送介質(zhì)成分的影響， 耐腐蝕性好； 水力性能好，管道內(nèi)壁光滑， 阻力系數(shù)小， 不易積垢； 相對于金屬管材表現(xiàn)密度小、材質(zhì)輕； 施工安裝方便， 維修容易。同時由于該管屬柔性管， 對小口徑管可用盤管供應(yīng)， 連接時采用熱熔對接，連接方式可采用電熱熔、熱熔對接焊和熱熔承插連接。管道敷設(shè)既可采用通常使用的直埋方式施工， 也可采用插入管敷設(shè)（主要用于舊管道改造中的插入新管，省去大型開挖工作量。

2.管道接口的設(shè)計

（1）剛性接口：剛性接口是承插鑄鐵管的主要接口形式之一， 由嵌縫材料和密封填料組成。剛性接口是往插口縫隙中填打油麻和填料，過去常用青鉛，現(xiàn)在大都使用石棉水泥，粘合力很強。剛性接口填料分為內(nèi)側(cè)填料與外側(cè)填料， 內(nèi)側(cè)填料為接口內(nèi)層填料，外側(cè)填料為接口外層填料。內(nèi)側(cè)填料放置于管口縫隙的里側(cè)， 以保證管口嚴密，不漏水，并起擴圓作用和防止外側(cè)填料如水泥等漏人管內(nèi)。因此，內(nèi)側(cè)填料材料應(yīng)柔軟， 有彈性和疏水性， 常用的材料有油麻、橡膠圈等。油麻的制作，采用松軟、有韌性、清潔、無麻皮的長纖維麻、加工成麻辮，浸放在5%石油瀝青、95%的汽油配制的溶液中，浸透、擰干，并經(jīng)風(fēng)干而成的油麻，具有較好的柔性和韌性，不會因敲打而斷碎。填麻深度及用量， 油麻的填塞深度與密封材料的性質(zhì)有關(guān)， 若以石棉水泥為密封材料時，填麻深度約為承接口總深的1/3；以鉛為密封材料時， 其填麻深度約距承口水線里緣5mm為宜。

（2）外側(cè)填料：外側(cè)填料要保證接口有一定強度，并能承受沖擊和少量接口彎曲，可采用石棉水泥、膨脹水泥、鉛和鉛絨等。目前經(jīng)常采用石棉水泥作為接口材料。石棉水泥或橡膠圈一石棉水泥接口能承受1～1.2MPa的水壓力。但是石棉水泥為剛性接口， 接口承受彎曲應(yīng)力和溫度應(yīng)為性能較差，接口經(jīng)養(yǎng)護硬化后才能通水試壓，接口作業(yè)的勞動強度大。石棉水泥是一種最常用的密封填料，有較高的抗壓強度，石棉纖維對水泥顆粒有較強的吸附能力，水泥中摻人石棉纖維可提高接口材料的抗拉強度。水泥在硬化過程中收縮，石棉纖維可阻止其收縮， 提高接口材料與管壁的黏著力和接口的水密性。填料制作， 所用填料中，應(yīng)采用具有一定纖維長度的機選4F級溫石棉和42.5以上強度級的硅酸鹽水泥。使用之前應(yīng)將石棉曬干彈松， 不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，其施工配合比為石棉：水泥=3：7，加水量為石棉水泥總重的10%左右，視氣溫與大氣濕度酌情增減水量。拌合時，先將石棉與水泥干拌，拌至石棉水泥顏色一致，然后將定量的水徐徐倒進，隨倒隨拌，拌勻為止。

（3）柔性接口：剛性接口抗彎性能較差，受外力作用容易使密封填料產(chǎn)生裂縫，造成向外漏水事故， 尤其在松軟地基和地震區(qū)， 接口破壞率較高， 因此， 可采用柔性接口方式，以減少漏水事故的發(fā)生。常用的柔性密封材料多為橡膠圈， 由于鑄鐵管材的種類不同而具有多種形式。楔形橡膠圈接口當(dāng)管道承口的內(nèi)壁為斜槽形時， 插口端部可做成坡形， 此時可在承口斜槽內(nèi)嵌入起密封作用的楔形橡膠圈， 使接口對于承插口的橢圓度、尺寸公差、插口軸向相對位移及角位移具有一定的適應(yīng)性。工程實踐表明，此種接口抗震性能良好，并且可以提高施工速度，減輕勞動強度。其他橡膠圈接口隨著鑄鐵管管材種類的不同， 其接口橡膠圈也有多種形式， 常見的有角唇形、圓形、螺栓壓蓋形和中缺形膠圈接口，不論采用何種形式的承插鑄鐵管或何種形式的橡膠圈， 都必須做到鑄鐵管的承插口形狀與合適的橡膠圈配套，不得盲目選用，否則不是無法使用，就是造成接口漏水。

3.結(jié)束語

總之，由于給水排水管道通常是沿公路或鐵路埋地敷設(shè)的， 有的甚至需要穿越公路或鐵路，為保證其運行安全，應(yīng)選擇強度有保證的管材。管道水密性的好壞，直接影響到管網(wǎng)運行成本及運行安全。應(yīng)根據(jù)管徑、內(nèi)壓、外部荷載和管道敷設(shè)區(qū)的地形、地質(zhì)、管材的供應(yīng)， 按照運行安全、耐久、減少漏損、施工和維護方便、經(jīng)濟合理以及清水管道防止二次污染的原則， 進行技術(shù)、經(jīng)濟、安全等綜合分析確定。

參考文獻：

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[2]邢麗貞.給排水管道設(shè)計與施工[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2013.