淺談給水管道工程設計要點

盧偉偉

摘要：隨著城市的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，原有的舊城區(qū)管網已不能滿足用水需求，水壓偏低，管道漏損等諸多問題日益嚴峻，因此各地都在不斷新建給水管網。給水管道工程是惠及民生的關鍵工程，為保證工程質量，務必在項目設計階段做好設計方案的充分論證和評估。本文結合個人工作實踐，淺談幾點體會。

關鍵詞：管徑 管材 路由 埋深 配套設施

[前言]給水管道工程設計要依據室外給水設計標準、建筑給水排水設計規(guī)范、給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范、消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范等相關技術標準要求，然后結合當?shù)貐^(qū)域規(guī)劃、供水專項規(guī)劃和自來水公司運營管養(yǎng)相關規(guī)定等實際情況，從管徑、管材、路由、埋深、配套設施等方面綜合考慮和設計。

一、管徑

給水管道管徑的確認一般由實際需水量和管網平差結果來綜合評定。按供水區(qū)域劃分，可分為建成區(qū)和新城區(qū)兩部分。其中，建成區(qū)管徑確定方法如下：①生活用水：含公用設施用水和居民生活用水。可套用綜合生活用水定額或居民生活用水定額等相關計價標準確定。②生產用水：由設計單位根據工藝、設備及生產要求確定。③消防用水：根據現(xiàn)行消防類相關規(guī)范確定。④其他用水（含澆灑道路、綠地用水及其他未預見水量：根據最高日用水量的百分比計算。⑤管網漏失水量：根據當?shù)厮緦嶋H統(tǒng)計數(shù)據確定。新城區(qū)因時常存在招商企業(yè)與規(guī)劃地塊性質不一致的情況，為保障供水質量，建議根據《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范GB50282-98》來估算用水量確定管徑。

給水管道設計必然涉及管徑與流量相匹配的問題，正常情況下綜合水力計算表（源自《給水排水設計手冊》）、流速、流量和經驗值來最終確定。與此同時，還需充分考慮項目建設投資和運營管養(yǎng)經費。在綜合以上因素的前提下，確定擬建管線的口徑。當然，我們也可以根據經驗值來大致確定管徑選擇范圍。一般做法是流速介于0.6～0.9m/s時，管徑選擇小于DN400;當流速位于0.9～1.4m/s時，管徑選擇一般大于等于DN400。

如已建立智慧水務運維平臺，我們還可以充分利用管線GIS系統(tǒng)，運用大數(shù)據分析方式手段給新建自來水管線提供必要的數(shù)據支持，以便合理調整和優(yōu)化管線設計。

二、管材

給水管線材質選型時應結合使用需求、管材特性、市場價格等多方因素綜合考慮。給水管道多采用地埋方式敷設，且長期承受內部水壓、溫變應力、水錘沖擊、地面荷載、不均勻沉降等多重不利影響，因此在實際選材時必須充分考慮管材強度、剛度和耐腐蝕性能，同時還需考慮供貨價格，從設計層面合理控制工程造價。

目前，行業(yè)上常用的給水管道管材有鋼管、塑料管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、鋼筋混凝土管、復合管等。

1、鋼管：具有耐震、耐壓、輕薄以及管節(jié)長、接口少等優(yōu)點;同時又有易銹蝕、壽命低、價格高等缺點，在實際使用時必須經過防腐處理，若配備陰極保護裝置則防腐、防銹效果更佳。一般廣泛應用于受水壓力高、口徑規(guī)格大的場合，以及穿越鐵路、河流、道路等關鍵節(jié)點。

2、塑料管：具有內壁光滑、阻力小、重量輕、柔性好、耐腐蝕、施工便捷等優(yōu)點;同時又有易老化、易脆裂等缺點。目前使用較多的塑料管主要有PE聚乙烯管和UPVC硬聚氯乙烯管等。

3、球墨鑄鐵管：具有承壓能力好、機械強度高、耐腐蝕性強，密封性能好、施工便捷等優(yōu)點;同時又有耐動荷載能力弱的缺點。目前市面上給水管道施工普遍選用該類管材。

4、玻璃鋼管：具有抗腐蝕、重量輕、施工便捷等優(yōu)點;同時又有剛度小、易脆裂等缺點。目前該類管材市面上已較少選用。

5、鋼筋混凝土管：具有耐久性好、抗?jié)B性強，耐腐蝕性強等優(yōu)點;同時又有易碰損、施工復雜等缺點。目前常用于大型輸水系統(tǒng)工程。

6、復合管：常用的有襯塑復合管，一般用于住宅小區(qū)的內部立管。

三、路由

首先，根據相關規(guī)范，理論上給水管線設計一般布置在道路外側，主要沿人行道或路邊綠化敷設。實際設計時，人行道或綠化帶管位可能已被其他管線占用，或者規(guī)劃部門對于地下管線經過通盤考慮后將給水管道安排在慢車道或機動車道。當給水管線敷設在車道下面時，應減少檢查井的設置，除去必要的排泥、排氣和腰閥等井室外，其他諸如T口閥和消防閥等井室要設置在車行道以外。為保障道路兩側地塊的用水需求，在給水管線設計時應在路口和道路沿線適當位置增加過路管和預留T口，給后期接水施工提供便利。

其次，主干道設計給水管線時一般應考慮敷設雙線（即：輸水管+配水管）。目前，自輸水管開T接水的情況已越來越少。主要有兩方面原因：一是輸水管一般位于主干道，施工協(xié)調難度大;二是輸水管接水會破壞原先的水力平衡，自來水公司一般不會同意。所以，一般情況下，設計單位會在設計階段就同步配備小口徑配水管，專用于后期用戶接水。

最后，在給水管線升級改造的項目中，我們應提前摸排出老舊管線的確切位置，然后再給新管道定線，新舊管線要盡量保持1-2m的間距，非必要新管線不得占據舊管線的管位，同時根據舊管道的分支管做好接口預留。這樣，我們可以確保在新管線施工的同時，舊管線仍能正常供水，待新管線施工結束實現(xiàn)并網輸水后，再廢除舊管線。如果新管線必須占用舊管線管位時，必須采取臨時供水措施，保障用戶基本用水需求。

四、埋深

規(guī)劃部門在做管線綜合規(guī)劃時一般遵循“有壓讓無壓”的原則。當?shù)叵鹿芫€交叉打架時，規(guī)劃部門一般會要求給水管深埋避讓，而自來水公司出于工程投資和管養(yǎng)維護的角度，在滿足荷載和冰凍的情況下，喜歡淺埋處理。實際上，隨著城市的發(fā)展，地下市政管線越來越多、管線交叉現(xiàn)象越來越頻繁，給水管線在多次避讓后，勢必會形成頻繁的上下起伏，氣阻、水錘現(xiàn)象時有發(fā)生，降低了運行效率，增加了安全隱患。另外，在排泥、排氣和閘門等處的埋深還要考慮檢查井的大小和形狀。

綜上所述，管道埋深考慮因素具體如下：（1）在地下市政管線復雜的地段，給水管線避讓或穿越障礙時，要從全線綜合考慮，盡量順直、平緩過渡。（2）在設有排泥、排氣和閥門等處管道的埋深，須考慮檢查井的大小、形狀以及閥門大小和井內實操空間。（3）根據外部荷載、管頂覆土厚度、冰凍層厚度等指標設計埋深。

五、配套設施

給水管道工程一般須配建以下附屬設施：

1、閥門井：為了合理控制造價，閥門井內的管網配件和附件應緊湊布置。在預留操作空間的前提下，管道直徑和附件的種類及數(shù)量決定了閥門井的平面尺寸。而管道埋深及閥門尺寸決定了閥門井的深度。另外，路面材料、附件種類和大小等決定了閥門井的形式。

2、檢修閥：在給水主管上每隔1000m左右應設置一個檢修閥，主、次干管交接處的閥門應設置在次干管上。

3、排氣閥：管道直徑與排氣閥口徑的比值一般情況下為10：1。在管道上升坡度變小點、管道下降坡度變大點、管道局部最高點、直管段每隔1000m等位置應設置排氣閥。一般情況下，管道與排氣閥之間會設置一只開關閥。

4、排泥閥和排泥管：母管直徑與排泥管和排泥閥的口徑之比一般情況下為3：1。一般在閥門間管段最低處或管道下凹處設置排泥閥和排泥管，用于檢修時放空管道或排除管內沉積物。排泥管應與母管管底平接，同時設置一定坡度。

5、伸縮節(jié)：架空敷設的給水管道應在合理位置設置伸縮節(jié)，消除因熱脹冷縮產生的應力。為方便后期閥門拆卸，一般情況下DN300以上檢修閥門應配設伸縮節(jié)。

6、支墩：給水管線的三通、彎頭以及盲板等部位，都有可能產生水錘，從而致使接口松動或管道脫節(jié)。為此，須在以上部位設置支墩來承受水錘沖擊。

7、消火栓：室外消火栓應沿道路設置。當?shù)缆穼挾却笥?0m時，宜在道路兩邊設置消火栓，并鄰近十字路口，消火栓間距一般不應大于120m。

六、結束語

最后，建議給水管道工程的建設單位，在項目設計階段組織設計、施工、監(jiān)理以及自來水公司等單位共同研究和優(yōu)化設計方案，確保給水管道工程設計的科學性、合理性和經濟性。

參考文獻：

[1] 城鎮(zhèn)給水排水工程規(guī)范 ?中國建筑工業(yè)出版社

[2] 給水排水設計手冊一城鎮(zhèn)給水 ?中國建筑工業(yè)出版社

[3] 黃健民 市政給水管道設計心得[J].2009，（02）。

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