市政給排水管道工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

楊譯哲

摘 要：隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平的提高以及城市建設(shè)的進(jìn)一步升級(jí)，市政工程對(duì)人們生活的影響越來(lái)越大，給排水作為基礎(chǔ)設(shè)施十分重要的一部分，給排水管道設(shè)計(jì)的合理性十分重要，關(guān)系著城市居民的正常生活用水和城市洪澇安全，城市地下管線分布廣泛，還有軌道交通，在設(shè)計(jì)時(shí)要協(xié)調(diào)好各方線路，合理布置給排水管道，提高設(shè)計(jì)的可行性，提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：給排水;市政工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 市政給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

我國(guó)城市的給排水工程作為市政工程十分重要的內(nèi)容，是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，給排水不但關(guān)系到人們?nèi)粘Ｓ盟欠裾?，也關(guān)系到在洪澇災(zāi)害、重大疫情等高風(fēng)險(xiǎn)突發(fā)問(wèn)題面前是否能夠經(jīng)受得起考驗(yàn)。城市的給排水工程水平在很大程度上體現(xiàn)了一個(gè)城市的發(fā)展水平和綜合實(shí)力，其中管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量極其重要，決定了其是否能夠長(zhǎng)期有效地發(fā)揮自身價(jià)值。本文從給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的角度，以強(qiáng)化給排水系統(tǒng)穩(wěn)定性與有效性方面，分析了市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)的地基處理、管槽回填、基坑支護(hù)以及抗震設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了研究和探討。

市政給排水管道在使用過(guò)程中，雖然埋在地下，但地質(zhì)變化、土壤成分、地表壓力等等因素對(duì)管道的影響很大，管道設(shè)計(jì)的不合理大會(huì)導(dǎo)致脫節(jié)、變形、移位、腐蝕等等問(wèn)題，從而使給排水系統(tǒng)出現(xiàn)重大事故，影響水的使用與廢水的排出，甚至影響到地表建筑的安全等等。因此，可以看出給排水管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)市政工程中的舉足輕重的地位，需要在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的構(gòu)建上就下大力量，確保系統(tǒng)的安全可靠。

2 給排水管道工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的調(diào)研與準(zhǔn)備

給排水管道工程首先要做詳細(xì)的前期調(diào)研與數(shù)據(jù)收集，才能較為準(zhǔn)確有效的做出完善的方案。調(diào)研包括的事項(xiàng)很多，比如要了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)與水文的基本情況，了解地下水的深度，了解當(dāng)?shù)丶扔械慕o排水系統(tǒng)的水平，了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境，居民區(qū)分布，工業(yè)區(qū)分布，了解天氣氣候，以及其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況等等，還要詳細(xì)的了解當(dāng)?shù)氐恼?，做好詳?xì)的策劃，做好與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門(mén)的溝通與銜接，順利推進(jìn)項(xiàng)目的落實(shí)。對(duì)于工程準(zhǔn)備，要做好事務(wù)性的準(zhǔn)備與技術(shù)性的準(zhǔn)備，事務(wù)性的準(zhǔn)備主要是在建設(shè)隊(duì)伍組建，人員配備，后勤保障，資金準(zhǔn)備等等方面做好計(jì)劃，技術(shù)性準(zhǔn)備，就是要根據(jù)建設(shè)要求做好工程的各項(xiàng)設(shè)計(jì)、策劃、監(jiān)督與審計(jì)等等工作，確保工程設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備工作的高標(biāo)準(zhǔn)。

3 給排水管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

1）形式選擇。給排水管道設(shè)計(jì)與敷設(shè)主要根據(jù)用途來(lái)選擇，也就是將給水與排水系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)生活的需要設(shè)計(jì)好，例如，系統(tǒng)如果在工業(yè)區(qū)敷設(shè)，主要考慮污水處理、雨水排放等等因素，將工作環(huán)境、廠礦周邊環(huán)境、水流量、水文地質(zhì)情況等考慮進(jìn)去，選擇合適的承壓管道，合理的加固方式，選擇符合實(shí)際的管道口徑，同時(shí)考慮到交通情況，對(duì)河流、公路、鐵路等特殊地段采用盾構(gòu)造結(jié)構(gòu)等等。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)城市既有的管道規(guī)格、地面荷載、街道建設(shè)、飲用水來(lái)源、整體水位，基礎(chǔ)設(shè)施等方面做好設(shè)計(jì)，在考慮到這些問(wèn)題的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮管壁厚度，敷設(shè)深度，以及不同用途的管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加固、防腐蝕等等因素。還要選用專業(yè)的，有資質(zhì)的市政工程設(shè)計(jì)人員，還有有專門(mén)的審核驗(yàn)收人員參與工程的施工與監(jiān)督審核。另外，給排水工程還要兼顧市政工程預(yù)算，經(jīng)濟(jì)方面的考慮也十分重要。

4 給排水管道工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）管道地基處理。給排水管道敷設(shè)的土壤的硬度是結(jié)構(gòu)設(shè)主要考慮的因素，比如面對(duì)軟土、液化土、回填欠密實(shí)土地基都有不同的設(shè)計(jì)。然而土壤成分與特點(diǎn)的復(fù)雜，提高了地基的不均勻沉降的可能性，不均勻沉降是主要的管道事故原因，地基強(qiáng)度不夠，穩(wěn)定性不強(qiáng)，給整個(gè)給排水系統(tǒng)的安全性都帶來(lái)了隱患。不均勻沉降主要是由于管道上部結(jié)構(gòu)的自重荷載以及地表建筑等附加負(fù)荷作用，對(duì)管道產(chǎn)生過(guò)大壓力，帶來(lái)的壓縮變形，造成管道開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此，必須要有效處理管道不良地基，通常有開(kāi)槽施工與非開(kāi)槽施工的方法，具體采用換填、拋石擠淤、預(yù)制鋼筋砼方樁和水泥攪拌樁等方式加固地基。開(kāi)槽施工，主要是針對(duì)土質(zhì)、線路、交通等地表、地下結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的情況下，工程手段較為簡(jiǎn)潔直接，遇到的具體問(wèn)題少，工期較短，面對(duì)土質(zhì)較軟，淤泥較為松散，好清理的情況下，常采用換填等方法加固。非開(kāi)槽法施工的地基處理對(duì)于一些較為復(fù)雜的環(huán)境不能進(jìn)行開(kāi)挖施工時(shí)常用，在管道下為淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層時(shí)，利用預(yù)制鋼筋砼方樁或水泥攪拌樁等方式，通過(guò)牽引法和頂管施工等方法，不用開(kāi)槽便對(duì)管道進(jìn)行加固，非開(kāi)槽施工技術(shù)較為專業(yè)，需要專業(yè)的，有資質(zhì)的施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)，同時(shí)引入第三方做好安全方面與質(zhì)量方面的驗(yàn)收與監(jiān)督工作。

2）基坑支護(hù)加固施工。一般給排水管道施工都要進(jìn)行基坑支護(hù)工作，基坑支護(hù)是軟土地區(qū)給排水管道工程管道穩(wěn)定的基礎(chǔ)，加固支護(hù)方式要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)，一般情況下對(duì)于埋深小于3m的管道地基，可以進(jìn)行放坡開(kāi)挖;對(duì)于深度大于3m的管道地基，可采用鋼板樁支護(hù)，必要時(shí)可增加橫撐。在進(jìn)行開(kāi)挖施工的過(guò)程中，要充分考慮地下水位與土質(zhì)特點(diǎn)，開(kāi)挖地基地下水位過(guò)高或過(guò)低，要進(jìn)行相應(yīng)的排水、抽淤，然后再進(jìn)行加固，在管道系統(tǒng)搭設(shè)完成后，還要利用儀表儀器等設(shè)備做好對(duì)所在地表土壤硬度、厚度，以及管道變形的監(jiān)測(cè)工作，確保地基的牢固管道的安全。深度較大的管道敷設(shè)工作，需要通過(guò)非開(kāi)挖的方式做好加固。

3）防洪抗震的設(shè)計(jì)。地殼的運(yùn)動(dòng)每時(shí)每刻都在發(fā)生，對(duì)于溫度變化，都要對(duì)管道進(jìn)行糾偏容偏的設(shè)計(jì)，將熱脹冷縮的因素考慮進(jìn)去。另外，對(duì)于地震、地震災(zāi)害對(duì)給排水管道的影響非常大的情況，在整體設(shè)計(jì)時(shí)要選擇利于抗震的地基，當(dāng)管線必須通過(guò)地殼活動(dòng)斷裂帶時(shí)，管道方向應(yīng)盡量與斷裂帶正交。在管道的材質(zhì)選擇方面，不但要選擇防腐蝕的材料，還要選擇抗拉、抗折強(qiáng)度高，延伸性較好的鋼管材料。對(duì)于輔助設(shè)備較多或是較為關(guān)鍵的管道設(shè)施，還要假裝套筒設(shè)計(jì)等等。除了地震外，還有洪澇災(zāi)害對(duì)給排水系統(tǒng)的考驗(yàn)，如果遇到連續(xù)強(qiáng)降水，首先是升高的地下水位對(duì)管道的穩(wěn)定性帶來(lái)了一定的影響，其次是短時(shí)間的快速的排水水流，對(duì)管道帶來(lái)了很大的沖擊力，最后給地質(zhì)軟硬度的改變也會(huì)對(duì)管道帶來(lái)沉降的影響，最終影響管道的穩(wěn)定，因此，在加固過(guò)程中，要充分考慮到災(zāi)害的影響，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4）易于清理維修方面的考慮。給排水管道中首先伴隨著水中的泥沙會(huì)形成淤泥淤積，其次污水的流動(dòng)也會(huì)將部分沉淀堆積在給排水管道中，因此，定期的清理與維護(hù)是保障給排水系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。在監(jiān)督監(jiān)管設(shè)備鋪設(shè)的過(guò)程中，要做到不留死角，及時(shí)收集數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)做出處理。最重要的是對(duì)淤積與維護(hù)要方便可行，維修清淤入口要方便專業(yè)人員與機(jī)具的工作。

5）與整體的城市規(guī)劃相匹配。給排水系統(tǒng)一旦建立完成，就意味著很長(zhǎng)一段時(shí)間，城市的居民將依靠這套系統(tǒng)工作與生活，因此，城市規(guī)劃工作要將給排水系統(tǒng)的建造作為一項(xiàng)重點(diǎn)的基礎(chǔ)工作來(lái)考量，不但要符合人們生產(chǎn)生活的定位，也要符合城市未來(lái)的發(fā)展方向。要兼顧城市化的進(jìn)程，也要在保護(hù)環(huán)境，綜合治理的基礎(chǔ)上，共同做好給排水系統(tǒng)的建設(shè)工作。

綜上所述，給排水管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)市政工程中占據(jù)著十分重要的地位，對(duì)人們生活與城市發(fā)展影響深遠(yuǎn)。因此，在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮實(shí)際情況和多種影響因素，對(duì)管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，建造高質(zhì)量的給排水系統(tǒng)。

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