現(xiàn)代市政道路給排水管道工程的設(shè)計(jì)與施工

■黎月樺 ■廣東城建達(dá)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528200

1 給水排水管道設(shè)計(jì)需求

一般給水排水管道設(shè)計(jì)要求明確，且施工設(shè)計(jì)上會(huì)易于管道維護(hù)。對(duì)于室內(nèi)安裝而言，最好是管道能夠采取明裝方式;如果必須暗裝操作，應(yīng)便于后期完工后的管道維護(hù)。對(duì)于室內(nèi)管道安裝，要考慮到設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)潔清晰，同時(shí)盡量控制好安裝長(zhǎng)度;對(duì)于安裝管道的引入管也要控制其數(shù)目，但要注重基礎(chǔ)面的處理，高度h能大于0.5米為宜。另外，對(duì)于管體本身的接口處理，除了保證其柔性連接，還要處理好管道連接的嚴(yán)密性。即無論如何安裝管道，都盡量保證接口處理能夠使其嚴(yán)密性能良好并兼顧柔性;對(duì)于埋地形式的管道安裝，應(yīng)控制好坡度和流速，目的是使垃圾、沉淀雜物等能及時(shí)疏通;車道下的管道安裝在設(shè)計(jì)要求上需要顧及到荷載性能，避免管道荷載承受不當(dāng)而引發(fā)損壞;黃土易塌陷土體處管道安裝應(yīng)能配置檢查井，并要兼顧考慮到持排風(fēng)通氣管道、井壁厚度以及滲漏等因素。

2 市政給排水管道性能要求和實(shí)例分析

2.1 管體材料性能要求

(1)鑄鐵管。鑄鐵管是常見的市政給排水安裝管道，屬于壓力流速管材，即強(qiáng)調(diào)以壓力帶動(dòng)水體流動(dòng)。因此，在埋深安裝時(shí)要考慮到冰凍線、周圍荷載承受、以及是否有障礙物等因素。一般在設(shè)計(jì)上，也著重以淺溝槽設(shè)計(jì)為主，以便利于作業(yè)機(jī)具分散下管，而支撐應(yīng)用并不多見。

(2)鋼管。就目前而言，我國(guó)不少鋼管都具備一定的抗腐蝕性，在安裝后的后續(xù)維護(hù)方面，很重視管道的防腐防護(hù)。一般而言，金屬管道多半采用水泥砂漿襯里，外部采用瀝青配合粘膠帶進(jìn)行涂層保護(hù)。而對(duì)于一些特殊電氣化公路地段管體安裝，應(yīng)能兼顧到管體的陰極保護(hù)，以避免化學(xué)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。

(3)非金屬管材。鋼筋混凝土鋼管基本制造工藝運(yùn)用的是離心制造工藝，結(jié)合膨脹作用性能發(fā)揮，使管道環(huán)向與縱向自應(yīng)力呈現(xiàn)受壓狀態(tài)。同時(shí)，管體在膨脹張拉的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力，這樣就更利于管體承受水壓變化。由于鋼筋混凝土管材在縱向和環(huán)向都預(yù)先施加了預(yù)應(yīng)力，從而保證它的抗裂性能，變形、耐電流、耐腐蝕性能要遠(yuǎn)高于金屬管。

(4)聚乙烯管。基本常用規(guī)格是DN32—DN500。它最大優(yōu)點(diǎn)是使用范圍較廣，結(jié)合它的化學(xué)穩(wěn)定性，能充分在不利的自然環(huán)境因素下良好充當(dāng)管體承載容器或介質(zhì)。性能上耐磨性良好，摩阻系數(shù)小，不易沉淀積垢。

2.2 實(shí)例分析

以某工程實(shí)例展開分析:某市政道路工程設(shè)計(jì)意圖規(guī)劃在該城市新區(qū)地段的新建娛樂活動(dòng)中心，設(shè)計(jì)規(guī)劃面積為10萬m2，在規(guī)劃區(qū)內(nèi)主體河流流向?yàn)橛杀毕蚰?，最終流向海水，基本的海岸潮汐規(guī)劃為混合潮型，一般潮位最高達(dá)3.76m(以黃?；鶞?zhǔn)作為參照)，最多每年潮位平均值不會(huì)超過3.60m，低潮位為2.40m，20年和50年的所遇最高潮位分別為3.65m，3.81m;規(guī)劃內(nèi)的高程為0.92m。

因此，按照上述數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，該規(guī)劃方案道路設(shè)計(jì)為:路線L為1.7km，全程最大縱坡為0.583%，最小縱坡為0.312%，路面中心線記算出的高程為4.3－6.2m，則相應(yīng)兩地高程為4.6－6.5m。

(1)應(yīng)明確豎向規(guī)劃。此實(shí)例設(shè)計(jì)規(guī)劃未能周全考慮到高程的實(shí)際意義，在設(shè)計(jì)規(guī)劃要求上未能考慮到防洪規(guī)劃的雨水降水問題，未能雨水排澇設(shè)施，泵件設(shè)備欠缺，并要利用重力流方式對(duì)其進(jìn)行排放。也就是說，本工程實(shí)例設(shè)計(jì)方案主要考慮到的是工程本身設(shè)計(jì)要求，未能結(jié)合所處環(huán)境對(duì)其進(jìn)行有效規(guī)劃，本案例工程地段降水量豐富，臨海岸臺(tái)風(fēng)大，因此必須要顧及到雨水的及時(shí)排放，不能單純考慮造價(jià)成本問題。

(2)重力流與短管壓力流進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。此案例結(jié)合實(shí)際工程所處環(huán)境分析可知，其高程規(guī)劃較低，在設(shè)計(jì)上相關(guān)規(guī)劃單位應(yīng)對(duì)其予以整頓，應(yīng)盡量在受限條件下改善設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容。由于考慮到工程案例本身特點(diǎn)，結(jié)合降雨量豐富的特點(diǎn)可對(duì)其水利計(jì)算規(guī)劃為:在管道起始位置到整頓處位置的地段應(yīng)采取重力流排水，整頓點(diǎn)到水口位置處應(yīng)考慮到安全潮位因素，采取短管壓力流。同時(shí)，當(dāng)安全潮位在由南邊內(nèi)江不高于該高程時(shí)，該設(shè)計(jì)管道可以在滿足滿流的條件下采取壓力流排水，且規(guī)劃算法結(jié)果為:

第一段管體設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為L(zhǎng)=480m，整頓管道L=120m，安全潮位=3.05m;

第二段管理設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為L(zhǎng)=320m，整頓管道L=110m，安全潮位2.95m;

第三段管體設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為L(zhǎng)980m，整頓管道L=640m，安全潮位=2.65m;

可以說，整頓后的設(shè)計(jì)方案由于考慮到本工程案例場(chǎng)地條件問題，可能在整頓后的設(shè)計(jì)規(guī)劃上未能滿足該娛樂新區(qū)的50年防洪標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃要求，但整頓后的設(shè)計(jì)規(guī)劃采用重力流和短管壓力流進(jìn)行排水設(shè)計(jì)要比單純的重力流形式進(jìn)行規(guī)劃好很多，在安全保障程度上有所提高。當(dāng)然，由于同樣坡度下，管體半徑改變?cè)龃?，其造價(jià)成本也會(huì)有所增加;如果南邊內(nèi)江方向的潮位高于設(shè)定的安全潮位時(shí)，同時(shí)假定降雨量豐富(大暴雨重現(xiàn)期設(shè)為2年)，該方案最不利的情況可能造成雨水排放不暢，因此在規(guī)劃地段可合理設(shè)置排澇泵。

3 市政給排水管道施工作業(yè)提倡的主要技術(shù)措施

3.1 溝槽撐護(hù)和拆除

當(dāng)進(jìn)行溝槽開挖作業(yè)時(shí)，如果因?yàn)闇p少土方作業(yè)量或是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件受限等因素造成不能放坡時(shí)，就可以運(yùn)用土方撐護(hù)施工法。良好的撐護(hù)系統(tǒng)，是降低作業(yè)施工塌陷事故發(fā)生率的關(guān)鍵，同時(shí)也保障了下道工序的順利開展。

(1)支撐類型。支撐類型按照開挖溝槽寬窄可分為橫向支撐與縱向支撐，在橫向水平方向上的土板可區(qū)分為斷續(xù)、連續(xù)兩種形式擋板。當(dāng)土體地質(zhì)濕性小時(shí)進(jìn)行作業(yè)可采用斷續(xù)式水平擋板;土質(zhì)松散且濕度較大時(shí)，一般會(huì)應(yīng)用連續(xù)式水平擋板當(dāng)支撐。

(2)支撐結(jié)構(gòu)。支撐系統(tǒng)形成后，也要重點(diǎn)考慮其框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。否則，當(dāng)土質(zhì)和水體產(chǎn)生一定的水平壓力時(shí)，由于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)就會(huì)引發(fā)支撐失效。一般而言，板樁是較為常見的支護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于水平土體、水體造成的壓力能夠有效抵抗。而當(dāng)開挖深度深、道路下水體水位高時(shí)，就要井點(diǎn)降水法，把板樁結(jié)構(gòu)打入土體，從而使地下水能夠引入到土體中，有效控制水體坡度，避免流砂發(fā)生;當(dāng)周圍有建筑物時(shí)進(jìn)行必要作業(yè)時(shí)，就要考慮到建筑物本身的地基沉降問題，故而采用打板樁法當(dāng)支護(hù)較為常見。

3.2 施工技術(shù)要求

(1)支撐牢固性能。市政給排水作業(yè)所用到的撐護(hù)系統(tǒng)的牢固性與可靠性要強(qiáng)。這就需要開挖作業(yè)能夠隨土體開挖的深度進(jìn)行快速安裝。當(dāng)土體穩(wěn)定性不足時(shí)，就要注重開挖深度，控制在一米以內(nèi)，且需要開挖作業(yè)與撐護(hù)及時(shí)同步交替調(diào)整，每次同步交替開挖的深度控制在0.4－0.6米為宜。

(2)支護(hù)板安裝要求。在安裝支護(hù)板時(shí)，應(yīng)控制好溝槽壁和支護(hù)板之間的緊貼間隙，一旦有縫隙存在應(yīng)即刻填充，且橫向支護(hù)水平要找齊，縱向支護(hù)應(yīng)筆直;同時(shí)，密排撐板間的嚴(yán)密性應(yīng)得以保證。另外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)撐護(hù)對(duì)接時(shí)性能的嚴(yán)密性較差，且存在松動(dòng)、位移等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)應(yīng)對(duì)處理，尤其是季節(jié)性交替時(shí)，要注意冬季和雨季的強(qiáng)化檢查。

(3)支撐拆除檢查。支撐拆除時(shí)要留意周圍是否存在建筑物，檢查好壁槽嚴(yán)密性，回填土的回填高度，以及回填過后的土體夯實(shí)程度。

4 結(jié)語

由于市政給排水施工技術(shù)的復(fù)雜性，作業(yè)設(shè)施的功能特殊性的存在，使這項(xiàng)工程作業(yè)要求也極為嚴(yán)格。另外，市政給排水施工在工期內(nèi)作業(yè)涉及到的因素也較多，在一定程度上可能會(huì)影響工期進(jìn)度以及作業(yè)質(zhì)量。因此，對(duì)于建材資源的管理及使用，人員作業(yè)的安全意識(shí)，設(shè)計(jì)要求的規(guī)范性，后期維護(hù)管理的可靠性等因素的考慮，要做到結(jié)合實(shí)際施工情況進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧，以確保市政給排水技術(shù)運(yùn)用更加成熟，為城鎮(zhèn)化市政建設(shè)帶來更多的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］韋從勝，蔣全華.市政給排水管道設(shè)計(jì)［J］.技術(shù)與市場(chǎng).2011(07).