城鎮(zhèn)供水項(xiàng)目給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)

庾勇滔

摘要：給水管網(wǎng)是城鎮(zhèn)供水項(xiàng)目的重要組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量也直接關(guān)系到居民日常的用水問(wèn)題及幸福指數(shù)。為此，本文通過(guò)介紹給水管網(wǎng)管道圖的分類，重點(diǎn)圍繞單項(xiàng)管道、竣工圖制作和泵站工藝管道等方面探討了給水管網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)工作，并總結(jié)了設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些注意事項(xiàng)，以供實(shí)踐借鑒。

關(guān)鍵詞：供水項(xiàng)目；給水管網(wǎng)；管道設(shè)計(jì)；送水泵站

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，政府對(duì)城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資力度逐漸加大，許多大型供水項(xiàng)目數(shù)量日益增加。供水項(xiàng)目作為城鎮(zhèn)重要的民生項(xiàng)目，擔(dān)負(fù)著為城鎮(zhèn)人們生活和工農(nóng)業(yè)供水的重任，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人們生活水平等方面發(fā)揮著不可替代的作用。在城鎮(zhèn)供水項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，給水管道工程的建設(shè)成本占到項(xiàng)目總投資的一半以上，其管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量對(duì)項(xiàng)目建成投入使用后的運(yùn)行管理水平有著較大的影響。然而，目前部分給水管網(wǎng)工程并沒(méi)有按照相關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致工程建成后出現(xiàn)了諸多的質(zhì)量及管理問(wèn)題，嚴(yán)重影響到人們的日常生活和工農(nóng)業(yè)的正常運(yùn)作。因此，加強(qiáng)供水項(xiàng)目給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)工作的研究對(duì)城鎮(zhèn)今后的發(fā)展具有重要意義。

1 管道圖的分類

根據(jù)管道圖的用途不同，分為3類：管網(wǎng)總平面布置圖、管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)詳圖、輸水管線圖。

1.1 管網(wǎng)總平面布置圖

管網(wǎng)總平面布置圖是按著城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求，經(jīng)過(guò)管網(wǎng)水力計(jì)算（如管網(wǎng)平差）或技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算擬定的。在規(guī)劃設(shè)計(jì)年限內(nèi)，是指導(dǎo)管網(wǎng)建設(shè)的重要依據(jù)。圖中包括管網(wǎng)現(xiàn)狀（指擴(kuò)建工程）圖、客網(wǎng)設(shè)計(jì)圖、管網(wǎng)規(guī)劃圖，表明了水源、輸水管線、凈水廠、輸配水管線和加壓泵站的位置。

1.2 管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)詳圖

管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)詳圖即為把規(guī)劃設(shè)計(jì)管網(wǎng)的閘閥布置圖（包括主要預(yù)留分支閘閥、排氣閥和泄水閥的位置）和管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)布置圖落在同一圖內(nèi)，同時(shí)對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組合放大，稱為節(jié)點(diǎn)大樣圖。

1.3 輸水管線圖

輸水管線指水源至凈水廠輸送原水的管道、汲取地下水和取地面水源壓力流管道，由水源取水工程平面圖和管道縱斷面圖組成，要注意管道防凍和在隆起點(diǎn)設(shè)排氣閥；取水庫(kù)水和河流水的重力流管道，應(yīng)根據(jù)縱斷圖在滿足水力條件下設(shè)置沉砂井和進(jìn)水閘閥，以備定期清理。

2 管網(wǎng)輸配水干管的單項(xiàng)管道施工圖的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)管道前，應(yīng)對(duì)管道走向進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，測(cè)定現(xiàn)狀的帶狀平面圖。這種圖紙可向規(guī)劃部門索取或委托測(cè)繪，請(qǐng)求規(guī)劃部門進(jìn)行具體的管道線。

管道的定線原則，既要符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求，又要結(jié)合道路現(xiàn)狀進(jìn)行綜合研究。按照道路現(xiàn)狀，處理好管道在道路上的布局和管道節(jié)點(diǎn)的布置。

管道定線時(shí)，要確定管道和道路中線或主要建筑物的間距，計(jì)算管道節(jié)點(diǎn)的（折點(diǎn)的）坐標(biāo)數(shù)據(jù)，其計(jì)算坐標(biāo)（盡可能利用城鎮(zhèn)規(guī)劃坐標(biāo)）方法，在直角坐標(biāo)系中，利用直角坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)控制，只要知道某節(jié)點(diǎn)至X、Y軸的垂直距離，就能確定該點(diǎn)的位置。有已規(guī)劃好的道路網(wǎng)的，也可用道路中心線來(lái)進(jìn)行控制。

管線定線后，要測(cè)定管道沿線的地面標(biāo)高，計(jì)算規(guī)劃路面相應(yīng)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程，具體測(cè)定與管道相關(guān)的其它管線、構(gòu)筑物等的具體位置、規(guī)格及埋深。

對(duì)于輸、配水干管的管道施工圖，應(yīng)包括目錄、說(shuō)明、主要材料、設(shè)備明細(xì)表、管道示意縮圖、帶狀平面圖、縱斷面圖、管道穿越特殊地帶的橫斷面圖、局部大樣圖、節(jié)點(diǎn)管件組裝圖，地下水位高和地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)要有相關(guān)的水文、地質(zhì)資料。

單項(xiàng)管道施工圖，一般由平面帶狀圖、節(jié)點(diǎn)詳圖和縱斷面圖組成。

管道平面帶狀圖的比例，在鎮(zhèn)區(qū)和近郊，采用1：500或1：1000的比例，遠(yuǎn)郊采用1：2000比例。帶狀圖的寬度，以能標(biāo)明管道相對(duì)位置的需要而確定，一般在30～50m的范圍內(nèi)變化。由于帶狀平面圖是截取地形圖的一部分，因此圖上地物、地貌的標(biāo)注方法，與相同比例的地形圖一致，并按管道圖的特殊性在圖上標(biāo)明以下內(nèi)容：

1）現(xiàn)狀道路或規(guī)劃道路中心線，中心線的折點(diǎn)坐標(biāo)，管道和道路中心線間的距離。

2）當(dāng)管道與道路中心線沒(méi)有關(guān)系或舊城區(qū)彎曲而零亂的街道無(wú)明顯的中線時(shí)，應(yīng)注明與永久性地物間的相對(duì)距離。

3）管道與道路中線的距離，管道折點(diǎn)坐標(biāo)，管道中線的方位角。

4）管道上節(jié)點(diǎn)的平面布置。

5）相交或相近平行的其它管道狀況。

6）管道的主要設(shè)備表包括：管材、閥門、主要管件、附件的名稱、規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量，同時(shí)還要注明質(zhì)量要求。

圖紙說(shuō)明時(shí)，應(yīng)注明設(shè)計(jì)的依據(jù)文件；定線批準(zhǔn)文號(hào)；管道走向、總長(zhǎng)、口徑、選用管材類別、節(jié)點(diǎn)的布置、接口方式、管基處理等簡(jiǎn)述；說(shuō)明管道沿線土質(zhì)、地下水情況、與其它管線平行、立交的矛盾及解決措施；說(shuō)明閥門井、異形管支墩等標(biāo)準(zhǔn)圖的常用圖號(hào)；管溝斷面的設(shè)計(jì)尺寸。具體的作法是零號(hào)圖，管道較長(zhǎng)時(shí)加長(zhǎng)，圖面上部為平面帶狀圖，中間畫節(jié)點(diǎn)大樣圖，下部畫縱斷圖。

節(jié)點(diǎn)大樣圖采用與平面帶狀圖相同比例，在管道節(jié)點(diǎn)位置畫出管件節(jié)點(diǎn)圖；在較為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)或特殊管段畫出節(jié)點(diǎn)大樣圖。

管道縱斷面圖是反映管道埋設(shè)情況的主要技術(shù)資料之一，其作用是控制整個(gè)管道工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵。其實(shí)施步驟如下：

1）按照平面帶狀圖定線，沿管道地面線布樁，樁距為20m1個(gè)，在特殊地段（過(guò)河倒虹吸管）和地形復(fù)雜的地段要加樁，并進(jìn)行高程測(cè)量。

2）在縱斷面圖上，以水平距離為橫軸，以高程為縱軸，一般橫軸的比例采取與帶狀平面圖一樣的比例，為了更明顯地顯示地勢(shì)起伏情況，縱軸標(biāo)尺比例常為1：100，縱斷面圖為方便展點(diǎn)查找數(shù)據(jù)，常畫在方格紙上。

在縱斷面圖下面的幾個(gè)橫行內(nèi)，把測(cè)量數(shù)據(jù)（地面高程）、設(shè)計(jì)及計(jì)算數(shù)據(jù)分別逐項(xiàng)填入。這樣圖和相應(yīng)數(shù)據(jù)互為對(duì)照，既清楚明了又便于施工時(shí)查用。

在縱斷面圖下第一欄，從左向右按比例標(biāo)注各里程樁的位置和樁號(hào)；第二欄為地面高程的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；第三欄為設(shè)計(jì)管底高程；第四欄為溝槽挖深；第五欄為管道坡向、坡度及水平距離；第六欄為管道口徑及管材類別；第七欄為地段名稱。

各樁點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)較大，而地面的起伏變化相對(duì)說(shuō)來(lái)又較小；因此標(biāo)注高程時(shí)，要從管段高程范圍內(nèi)最低整數(shù)開(kāi)始，這樣既壓縮了圖幅又便于使用。

具體步驟是：按照各樁點(diǎn)地面高程的測(cè)量結(jié)果，繪制出地面現(xiàn)狀線，參照帶狀平面圖上立交的其它管線的位置（樁號(hào)）、規(guī)格、埋深，在縱斷面圖的相應(yīng)位置上給以標(biāo)注，然后根據(jù)給水管道及管道附屬閥門等的埋深要求，進(jìn)行管道的縱斷面設(shè)計(jì)，并在圖中畫上管道線（粗實(shí)線），在相應(yīng)的欄內(nèi)填入管底設(shè)計(jì)高程、挖深、坡度等。

道路已按規(guī)劃建成，地面現(xiàn)狀線和規(guī)劃線是一致的，否則地面線有兩條，其中以虛線表示路面的規(guī)劃線。管道埋深按路面規(guī)劃線結(jié)合現(xiàn)狀線進(jìn)行設(shè)計(jì)，挖深按地面現(xiàn)狀線計(jì)算。

坡度一欄，斜線表示管道的坡度方向，斜線上方標(biāo)注的是坡度數(shù)值，斜線下方注明的是這種坡度延續(xù)的水平距離。

管道在縱向折點(diǎn)范圍內(nèi)，若坡度是一致的，根據(jù)折點(diǎn)的高程及計(jì)算出來(lái)的坡度，可以計(jì)算出該坡度范圍內(nèi)各樁號(hào)的設(shè)計(jì)高程，即：某點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程=起點(diǎn)高程±設(shè)計(jì)坡度起點(diǎn)至某點(diǎn)的距離）。地面高程和管底設(shè)計(jì)高程之差，就是溝槽挖深。若為負(fù)數(shù)則為填高數(shù)值。

管道的隆起點(diǎn)即為設(shè)排氣閥位置；管網(wǎng)管道的最低點(diǎn)即為泄水閥（排泥閥）位置。

3 管道工程竣工圖制作

管道竣工圖是這段管道施工完成后的成果圖，是進(jìn)入管理檔案的存檔資料，也是在管道設(shè)計(jì)圖基礎(chǔ)上復(fù)制的。其區(qū)別是：

1）在平面帶狀圖上修正施工中與設(shè)計(jì)圖上的改變。

2）在有現(xiàn)成城鎮(zhèn)道路網(wǎng)的，按道路中心線來(lái)注記節(jié)點(diǎn)；有城鎮(zhèn)規(guī)劃坐標(biāo)的，按坐標(biāo)注記節(jié)點(diǎn)；如以上二者做不到，可用永久性標(biāo)注物設(shè)搭角線來(lái)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)注記。

3）節(jié)點(diǎn)圖上，將實(shí)際施工中與節(jié)點(diǎn)所用管件及設(shè)備與設(shè)計(jì)差異進(jìn)行更正。

4）在縱斷圖上，管底高程或與實(shí)際施工中所遇其它管線后管道的高程按變化后進(jìn)行更正。

4 送水泵站工藝管道設(shè)計(jì)

送水泵站內(nèi)工藝管道包括泵前吸水管和泵后出水壓力管兩部分。

吸水管道是指以吸水井或清水池集水井至水泵的管道，設(shè)計(jì)要求是坡向吸水點(diǎn)，且中間不可出現(xiàn)管道凸起形成氣室，入泵偏心漸縮管要平直或坡向吸水井。管材選擇鋼管焊接或法蘭連接鑄鐵法蘭管。90·彎頭采用沖壓彎頭焊接或是法蘭連接。如采用承插管，必須在上返彎頭處底部設(shè)支墩，以防水泵運(yùn)行振動(dòng)，造成吸水管漏氣，影響供水。

壓水管道是指單泵壓水管道和壓水總管道兩部分，單泵壓水管道上設(shè)出口喇叭口，緩閉止回閥或水消除器、閥門和伸縮器。出水壓力總管道出廠時(shí)盡量減少90°彎頭，如需設(shè)置，應(yīng)設(shè)管道支墩，如單泵上設(shè)橡膠接頭，出水總壓力管必須增設(shè)支墩，以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。

5 設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

1）城鎮(zhèn)規(guī)劃是城鎮(zhèn)飲水安全集中供水工程的最根本設(shè)計(jì)依據(jù)。

2）城鎮(zhèn)飲水安全集中供水工程中的管道工程，從設(shè)計(jì)開(kāi)始，嚴(yán)格抓好工程建設(shè)質(zhì)量和施工資料，可為日后正常運(yùn)行管理提供充分依據(jù)。

3）管道工程設(shè)計(jì)中進(jìn)排氣閥設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確可以避免管道運(yùn)行中形成氣室，造成水錘和夾氣，減少過(guò)水?dāng)嗝?，以確保管網(wǎng)正常運(yùn)行供水。

4）給水管道工程各條主線合理設(shè)計(jì)，正確施工，管件安裝正確，壓水管緩閉止回閥和水錘消除器選擇安裝合理，可以保證供水系統(tǒng)安全運(yùn)行。

5）管道出廠總管或轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減小管件角度，如設(shè)直角和角度大時(shí)，必須設(shè)管道支墩，以確保回水水錘破壞管道。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城鎮(zhèn)供水工程的給水管網(wǎng)工程是一項(xiàng)重要的民生項(xiàng)目，對(duì)城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。因此，在城鎮(zhèn)供水工程建設(shè)中，建設(shè)單位提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平，結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)，制定出合理的、科學(xué)的給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的審核，從而確保供水項(xiàng)目建設(shè)后各項(xiàng)功能的有效發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

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