市政給排水管道設計的技術(shù)分析

陳佳玲

1 引言

市政給排水管道，顧名思義就是為居民提供穩(wěn)定的生活用水的輸送管道，一座城市的給排水管道對于這座城市的流通互動是至關重要的，定義為城市互動的命脈也不為過，可見給排水管道的重要性。理所應當?shù)?，給排水管的連接布局是否高效合理，就直接影響了城市居民日常生活能否順利進行，同時，排水管網(wǎng)的布局是否合理還關系到城市給排水系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，以及在經(jīng)濟適用性方面，能否滿足城市的未來發(fā)展需要以及能否可靠保障城市的可持續(xù)發(fā)展。因此，對市政給排水管道設計的技術(shù)分析顯得尤為重要。

2 管道布置設計

根據(jù)給水管道的作用不同，通常情況下，可以將給水管網(wǎng)劃分為兩類：即輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)。

2.1 輸水管網(wǎng)

輸水管網(wǎng)在市政給水管道的組成中是不可或缺的一部分，作用就是日常對水資源進行輸送任務，在水資源的輸送中扮演著重要的角色，傳統(tǒng)意義上可以將它視為水源到水廠的管線網(wǎng)絡。但是輸水管網(wǎng)在設計上需要注意的一點是其與用水戶不可直接連接，并且在大多數(shù)的情況下，即便是在輸水管的沿線，大多情況下也不會發(fā)生于用水戶管網(wǎng)的相連。只有在少數(shù)情況下，比如有些用水戶的用水量相對較大，為了滿足此類用水戶的需求，可以進行適當?shù)倪B接作業(yè)。

2.2 配水管道

在城市的每一條街道下都有一條對應的配水管，它的作用恰好與輸水管的作用完全相反，但是正是因為其與輸水管道的相互配合，才將水量準確的輸送至市政的各個用水位置。其作用與輸水管道截然相反，它和輸水管道相互的配合，把水量送往市政的每個用水位置。按照管徑類型的不同，配水管網(wǎng)主要分為接戶管、干管、分配管等幾種不同的類型，當然，不同類型的管徑有著不同的作用。由此可見，關于配水管網(wǎng)的設計應該根據(jù)所在城市的主要實際供水情況因地制宜。

2.3 管道設計

市政給水管的種類按照布置設置形式可形象地劃分為環(huán)狀管網(wǎng)、樹狀管網(wǎng)兩種：

（1）環(huán)裝管網(wǎng)。環(huán)裝管網(wǎng)的形成通常是由于走向不同的供水干管進行彼此連接的網(wǎng)狀管道結(jié)構(gòu)，是一種環(huán)形封閉狀態(tài)，這樣設計具有的優(yōu)勢就是任一條環(huán)形管道可以在兩個不同的方向提供供水工作，安全性有可靠的保障，在進行供水工作時自身的穩(wěn)定性較高，而且可以實行停水操作。

（2）樹枝狀管網(wǎng)。顧名思義，就像一棵大樹有它的主干與枝干之分，樹枝狀管網(wǎng)就擁有類似于大樹的干管和支管，結(jié)構(gòu)布置與大樹有極高的相似度。構(gòu)造簡潔，結(jié)構(gòu)層次清晰，有利于節(jié)省管材是樹枝狀管網(wǎng)的突出優(yōu)勢，它的建造由于對管材的節(jié)省投資相對較低，也就造就了它的經(jīng)濟適應性這一特點。當然，無論我們在設計的過程中使用哪種形式的給水管網(wǎng)，都應該注意節(jié)約成本，這是我們的一大原則，同時注意密切結(jié)合城市的發(fā)展現(xiàn)狀，適當?shù)臏p少布置長度，減少無為的損失，保持好各干管之間的間距，具體設計要求應根據(jù)城市實際供水需求進行完善。

3 管道布置設計

市政排水管道的主要作用是對生產(chǎn)生活污水，自然原因形成的雨水等進行及時的疏導排放，在排水系統(tǒng)中占有重要的地位。在前期設計設置排水管道以及后期對排水管道進行布置時，前期應嚴格執(zhí)行由主干到分支的設計順序，管線盡量縮短，埋深盡量最淺是排水管道的另一設計原則，這樣的布局方式可以使重力發(fā)揮更大的作用。與此同時，管道之間或者轉(zhuǎn)角處應留有足夠大的空間，以便為以后的檢查維修留有余地。樹狀排水管網(wǎng)是市政排水工程中經(jīng)常會用的布置形式，又有正交式、平行式、環(huán)繞式、截流式等不同組合，不同的設計類型有不同的特點優(yōu)勢。

4 結(jié)合工程實例分析

（1）工程資料

某市現(xiàn)要求進行市政排水管道的設計布置，著重對市區(qū)防澇、治澇以及山洪防治等方面提出了相關設計要求，根據(jù)城市布局資料顯示，本地區(qū)占用了部分的河道，并進行了橋梁的必要拓寬，在設計準備工作中對于管道的開挖與回填工作、管基的相關處理、防止產(chǎn)生不均勻沉降以及管材的選用都做了詳盡的施工設計方案，力求將管道布置設計最優(yōu)化。

（2）關于給排水梁的計算則根據(jù)相關標準公式進行計算即可。

（3）給水管道布置設計

①管材的選擇

根據(jù)工程實際需要，制定管管徑設計小于DN1000，管道外徑尺寸參考已知。關于給水管道的材料推薦首選球墨鑄鐵管。對于需要穿越障礙物的給水管道結(jié)合數(shù)據(jù)與工程經(jīng)驗，決定采用焊接鋼管，這樣由于穿越障礙物產(chǎn)生的不確定性，選取的材料至關重要，以提高管道整體性，耐壓性為目的。

②注重管道設置的合理性

在進行給水管道的設計時，還應該注重與該城市給水工程的總體規(guī)劃方案相結(jié)合，進行合理的，系統(tǒng)的布置，全方位的綜合考量可以將能耗降到最低并且極大的降低漏損概率。同樣的，在進行配水管道的設計布置工作時，亦應當對整個地區(qū)現(xiàn)在以及將來數(shù)年內(nèi)的發(fā)展結(jié)合，使給水管道設計布置需滿足城市發(fā)展的綜合要求。本案例中的給水管道的設計布置，應實地結(jié)合道路的實際尺寸，盡量將管線不至于人行道亦或非機動車道下，并在每個劃分的地塊至少留設一根預留管。

（4）雨水管道的設計布置

①城市防洪防雨現(xiàn)狀分析

水系發(fā)達是該市區(qū)顯著的區(qū)域性特點，市區(qū)內(nèi)采用的大多排水方式是通過各溝渠進行匯流集中，集中起來的水量通過涵閘排出到外部海域。從該市的雨水規(guī)劃圖中可以觀察出，在該市區(qū)域內(nèi)水量的排入河流的位置，都配置有相應的排水設施。

②關于管材的選擇

雨水管道與其他給排水管道相比，一般來說，雨水管道的埋深相對較淺，最好選用鋼筋混凝土圓管，排水混凝土管或者雙臂波紋管等。

③雨水管道設計

雨水管道的設計應該與地形相結(jié)合，案例中該區(qū)域的地形較為平坦，河道較多且分布較為廣泛，位于設計洪水位以上的區(qū)域居多。雨水管道的布置位置在河道附近接入，管道的設計標高一般超出洪水位。該區(qū)域內(nèi)的防雨與防汛相關工程兩者協(xié)調(diào)運作，盡量考慮氣候，水文，地質(zhì)等各種影響因素，結(jié)合實地考察具體實施。根據(jù)上述資料中提到的由于該區(qū)域內(nèi)的河道溝渠相對來說數(shù)量較多且分布較為緊密，對于排水工程來說，這也是一大優(yōu)勢，可以在河道邊多設置排放口，采用就近原則將收集到的雨水就近排放入河道，依據(jù)這一天然優(yōu)勢，可以減少排水管道的埋深。實現(xiàn)根據(jù)河道的分布情況，就近均勻劃分排水區(qū)域，使雨水給水可以在最短時間內(nèi)排入指定附近的河道。對于山洪的預防則應進行設計由獨立防洪系統(tǒng)直接排入內(nèi)河。

（5）污水管道布置設計

①管道選材

污水與雨水的不同對于管道工程的影響在于，污水排水系統(tǒng)要求管道應具有滿足一定要求的抗?jié)B透能力，以免污水滲透造成對地下水及其周邊環(huán)境的污染。所以對于污水排水管道的選用應該滿足以下條件：管道材料應該具有良好的抗?jié)B性、滿足剛度要求、還應具有一定的承壓能力。

②管道設計

污水處理管道的設計是及其需要重視的環(huán)節(jié)，根據(jù)區(qū)域規(guī)劃設計，污水處理廠位于本區(qū)域周邊位置，遂需要對污水進行處理，首先經(jīng)過勘察，污水管道的布置數(shù)量完全滿足對污水收集需要。依據(jù)規(guī)劃圖對污水管道的設計，進行綜合考量順延最為經(jīng)濟合理的道路進行鋪設，最大程度上避免穿越障礙物，如鐵路，高速公路等。另一方面，污水系統(tǒng)的布局應該依據(jù)地勢，結(jié)合經(jīng)過道路的布局，道路坡向來進行合理的設計，有效利用周邊環(huán)境，布置于車道的下方。關于污水管管徑的確定則應該考慮污水量，水力坡度等因素進行綜合考量。

（6）給排水管道施工技術(shù)

施工技術(shù)

①挖溝槽。開挖溝槽是鋪設管道的第一步施工操作。首先應該根據(jù)市政給排水管道的設計規(guī)劃確定開挖狗操的斷面形式，主要的斷面形式有以下幾種：如直槽、梯形槽、混合槽等。

②觸變泥漿是在進行開挖溝槽操作時經(jīng)常需要的一種材料，而關于觸變泥漿的配置，首先要注意的是選料的問題，泥漿的選料要合乎規(guī)范要求，確保其優(yōu)質(zhì)性。與此同時，對于配置泥漿的質(zhì)量檢測，則需要進行實驗，檢查泥漿的配合比是否滿足標準，確保泥漿的質(zhì)量保證，從而使泥漿在使用過程中有足夠的支撐能力與足夠的減摩效果。

（7）竣工驗收技術(shù)措施

竣工驗收不僅僅意味著施工工作的完結(jié)，更重要的意義在于其是工程完成質(zhì)量的最后一道關卡，在管道埋設施工結(jié)束后，需要進行嚴格細致的質(zhì)量檢查，包括進行閉水實驗、溝槽回填等措施，以及所有的故障排查，每個環(huán)節(jié)都要環(huán)環(huán)相扣、有條不紊地進行。

5 結(jié)束語

隨著城市建設的迅速發(fā)展，順應城市發(fā)展的需求，市政給排水管道也在不斷地進行創(chuàng)新改造，以為城市的可持續(xù)化保駕護航。市政給排水管道從前期調(diào)研、圖紙設計現(xiàn)場的布置設計與施工是一整套環(huán)環(huán)相扣、十分復雜的系統(tǒng)性工作，涉及到方方面面的問題，如果其中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，就可能對整個給排水施工帶來巨大的影響?，F(xiàn)如今在實際施工工程中，一方面要確保給排水管道的布局合理，更重要的是，要在施工過程中采取行之有效的技術(shù)手段，最大限度的保證工程質(zhì)量。