市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析及應(yīng)用分析

楊曉平

摘 要：為了更加深入的了解給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)理論及有關(guān)規(guī)定，筆者根據(jù)市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的自身工作經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際，對(duì)市政給水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)過程中的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)進(jìn)行分析探討，提出了具體的設(shè)計(jì)方法，為業(yè)內(nèi)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：市政；給水管網(wǎng)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；分析

1 前言

在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，首先就要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范、手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如施工規(guī)范、小區(qū)給水規(guī)范、消防規(guī)范、室外給水規(guī)范、給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)等。第二就是需要從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩夂驐l件、溫度特點(diǎn)、水司運(yùn)行的程序規(guī)定等，從經(jīng)濟(jì)的科學(xué)有效性、技術(shù)的安全可靠性出發(fā)，對(duì)市政給水網(wǎng)進(jìn)行綜合考慮、合理設(shè)計(jì)，從而為滿足城市對(duì)水質(zhì)的要求及對(duì)水的需求量提供保障。

2 市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 管材的選擇要點(diǎn)

從目前來看，市政給水管網(wǎng)的管材主要有塑料管、預(yù)應(yīng)力混凝土管、復(fù)合管、預(yù)應(yīng)力鋼銅混凝土管及承插式給水鑄鐵管這五種構(gòu)成。

1、塑料管。塑料管也稱PE管，具有較好的密封性能、柔韌性能、衛(wèi)生性能、耐腐蝕性能，它使用壽命比較長(zhǎng)、抗震和內(nèi)沖擊力強(qiáng)，是目前運(yùn)用在市政給水管道安裝最為廣泛的一種聚乙烯管材。

2、預(yù)應(yīng)力混凝土管。預(yù)應(yīng)力混凝土管主要是在制作階段，預(yù)先對(duì)受拉區(qū)施加應(yīng)壓力，形成一種人為的應(yīng)力狀態(tài)。它主要的優(yōu)點(diǎn)就是彌補(bǔ)了一般鋼筋混凝土管由于容易產(chǎn)生裂縫而承受不了內(nèi)壓的缺陷。

3、復(fù)合管。復(fù)合管主要包括了鋼絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管和鋼塑復(fù)合管，它的優(yōu)點(diǎn)就是將塑料產(chǎn)品和鋼管的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，既克服了塑料產(chǎn)品的缺點(diǎn)，又克服了鋼管本身缺陷。

4、預(yù)應(yīng)力鋼銅混凝土管。預(yù)應(yīng)力鋼銅混凝土管主要由高強(qiáng)鋼絲、薄鋼板和混凝土構(gòu)成，具有抗拉、抗壓、抗?jié)B、耐腐、密封性好的優(yōu)點(diǎn)。

5、承插式給水鑄鐵管。承插式給水鑄鐵管具有強(qiáng)度高、承壓能力強(qiáng)、耐腐、接口方便、易于施工的優(yōu)點(diǎn)，但是它的材質(zhì)脆弱不能承受較大較多的負(fù)荷量。

2.2 管徑的確定要點(diǎn)

合理的管徑設(shè)計(jì)在保障水壓的同時(shí)，還能減少損耗，節(jié)約資金量。管徑的確定根據(jù)水管輸水量而設(shè)計(jì)，一般有以下四種情形。

1、灑路及綠地用水：灑路及綠地用水一般是根據(jù)路面、氣候、土壤、綠化等條件確定

2、生活用水：生活用水包括公共建筑用水和居民生活用水，根據(jù)生活用水量及最高日時(shí)變化系數(shù)分析來確定。

3、工業(yè)用水：工業(yè)用水主要寶庫里生產(chǎn)用水量和工作人員生活用水量，一般根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和車間性質(zhì)來確定。

4、管網(wǎng)漏水量及未預(yù)見水量：管網(wǎng)漏水量及未預(yù)見水量一般是根據(jù)日用量最高的百分比計(jì)算確定或者是根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》對(duì)用水量進(jìn)行估算而確定。

2.3 管道的平面布置要點(diǎn)

管道的平面布置主要是為給水管的位置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。由于給水管道的水流方向?qū)┧?、施工、工程造價(jià)都會(huì)產(chǎn)生影響，因此在設(shè)計(jì)管道的平面布置的時(shí)候需要考慮各種因素，通過科學(xué)的技術(shù)手段選擇合理的給水管線路，從而為給水管道工程的適用性和安全性提供保障。在給水管道設(shè)計(jì)的時(shí)候，還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩⒌匦翁攸c(diǎn)進(jìn)行管線定位，盡量不要在建筑物的下面穿越或者是架空管線，為以后管線的維修維護(hù)提供方便。

2.4 管道的深埋要點(diǎn)

對(duì)于管道的深埋，需要根據(jù)管材的性能、抗浮要求、冰凍情況等實(shí)際狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)。在市政給水管道的實(shí)際工作中，由于給水管線不斷的穿越另外的管線變得越來越復(fù)雜，因此而造成管道的起伏現(xiàn)象，給管道留下隱患。因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該遵循：多平緩少陡峭、多順直少曲折的要求，有利于水頭損失的減少。

2.5 管道的附屬構(gòu)筑要點(diǎn)

管道的附屬構(gòu)筑一般包括井石、支墩、小型抽升泵房、排放口、取水口等。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際選擇附屬構(gòu)筑。例如根據(jù)氣候，選擇對(duì)井蓋是預(yù)制還是現(xiàn)澆，如果溫度較低，一般就選擇預(yù)制。

3 市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

3.1 某項(xiàng)具體事例

一座城市主要由甲、乙兩個(gè)區(qū)域構(gòu)成，甲、乙區(qū)域的人口數(shù)分別是10萬，22萬。土壤為粘土，年平均降水量為800毫米左右，地下水位510米，平均氣溫在20℃左右，地震烈度為5.5度，日用水量如圖1所示，取水泵房水量的設(shè)計(jì)在5200m?/h。

3.2 給水管網(wǎng)的布置

1、線路的布置要求：第一，線路短、少陡峭、工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)性高、少占或不占土地。第二，沿現(xiàn)有的規(guī)劃路或道路進(jìn)行施工，便于日后線路的維修維護(hù)。第三，盡量避免容易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的地段，如河谷、山脊。第四，充分利用水位的高差現(xiàn)象，優(yōu)先考慮重力流輸水。第五，考慮分期實(shí)施和近遠(yuǎn)期結(jié)合的可能性。

2、給水管的布置要求：第一，給水管一般是采用兩根。第二，對(duì)連通管和閥門的進(jìn)行科學(xué)合理的布置。

3、管網(wǎng)的布置要求：第一，給水管網(wǎng)應(yīng)該呈環(huán)球狀分布于全供水區(qū)域。第二，給水管網(wǎng)的布置應(yīng)該以最短的距離到達(dá)主要用水的區(qū)域。第三，在較大用戶的道路上布置干管。第四，在配水干管之間的合理范圍之內(nèi)設(shè)置連接管。第五，采用管徑為150—200毫米，負(fù)擔(dān)消防任務(wù)大于150毫米的配水支管用以配水至用戶和消火栓。

3.3 給水管網(wǎng)的水力計(jì)算

1、給水管網(wǎng)的計(jì)算情況

給水管網(wǎng)的計(jì)算需要最高用水加消防時(shí)、事故時(shí)、最高用水時(shí)作為條件。

①生活用水管網(wǎng)的水壓設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑樓層數(shù)決定的，在這個(gè)給水管網(wǎng)中的控制點(diǎn)是管網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)30，層數(shù)是7層，因此水壓設(shè)計(jì)是30米。

②根據(jù)實(shí)際情況采用最不利管段發(fā)生事故、消防等校核。事故：水壓在滿足設(shè)計(jì)水壓的要求下水流量是設(shè)計(jì)的75%。其目的主要是確定管徑和水頭的損失，從而為選配二級(jí)泵站提供依據(jù)。消防：選用低壓消防系統(tǒng)，將控制點(diǎn)控制在9米，并考慮3個(gè)地方同時(shí)發(fā)生火災(zāi)。

2、比流量的計(jì)算

在這公式中，qs是比流量，Q是管網(wǎng)的總流量，∑q是大用戶的集中用水量，∑L是干管的總長(zhǎng)度。

3.4 管網(wǎng)的平差

1、管段管徑的確定。供水最大供水時(shí)統(tǒng)一為7—9時(shí)，設(shè)計(jì)用水量比為2100.102L/s，根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量對(duì)流量進(jìn)行初步的分配，從而確定管徑。

2、電算平差。流量進(jìn)行初步分配后，根據(jù)把普羅夫斯基公式可得，每個(gè)管段的水頭損失從而存在閉合差。為了消除閉合差就需要進(jìn)行電算平差的計(jì)算，計(jì)算應(yīng)該在最大用水時(shí)的條件下得出水頭損失。從而確定二泵站的揚(yáng)程。

3.5 管網(wǎng)平差的校核

1、水壓H1的計(jì)算。地面標(biāo)高為510米，給水管的長(zhǎng)度為520米，水流量最高為810.015L/s，選擇控制點(diǎn)為20號(hào)，地面標(biāo)高為512米，自由水頭是30米。75%Q輸值是1250.969L/s，每條輸水管為790毫米。因此根據(jù)公式可得H1為36.45米，從而確定水泵。

2、池底標(biāo)高H2的計(jì)算，根據(jù)相關(guān)的軟件直接可得H2為550.563米。

3、最大輸工況校核。進(jìn)入高位水池的流量就是最大輸工況，根據(jù)前面的計(jì)算可得其為395.425L/s。

4 結(jié)束語

市政給水管網(wǎng)是城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，它已經(jīng)與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)了，城市的現(xiàn)代化建設(shè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展也需要它作為保障。綜上所述，我們對(duì)市政給水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)分析中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)管材的選擇、管徑的確定、管道的布置、管道的深埋、管道的附屬機(jī)構(gòu)等設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行深入的探討研究，為其能更好的被運(yùn)用于實(shí)際工作中提供理論依據(jù)，從而滿足城市對(duì)用水量的高要求，為人們提供充足的水資源。