城中村給水管網工程設計探討

【摘要】通過對城中村供水水量、水質及運行管理現狀的調查，分析了城中村供水中存在的問題。結合城中村用水及供水實際情況，探索了與城中村基本情況相適應的給水管網工程設計思路與技術措施。工程實踐表明，設計中采用的措施合理，取得了良好的運行效果和社會效益。

【關鍵詞】城中村供水；管網設計；水質

近年來城中村經濟快速發展，居民樓、進駐企業數量不斷增多，居住人口急劇膨脹，需水量激增，居民對生活飲用水水質、水量的要求越來越高，提升城中村管網供水能力的需求也越來越迫切。

1. 城中村供水現狀及存在問題

1.1自來水使用率低引起的水質問題。有的城中村位處山腳，盡管村內給水管網已建設到棟，部分村民出于節省水費的考慮，仍然使用山泉水或地下井水，用戶管同時連接儲存山泉水、地下井水的蓄水池出水管與市政供水管網，這將可能引起市政管網水質污染。另外，有的村民自來水用量較低，引起自來水在管道內滯留時間過長，水質變差，部分管道在停水作業后易產生“黃水”，局部末梢管道的余氯值偏低，造成細菌滋生，甚至導致自來水產生異味。此外，新裝的球墨鑄鐵管水泥砂漿內襯長時間與氯離子接觸，產生的游離鈣、硅離子與水發生水解反應，使水體pH值升高，呈堿性。

1.2管材老舊、質量差造成水質和漏耗問題。現狀給水埋地管管材均為灰口鑄鐵管或鍍鋅鋼管，明設管及表組管材均采用鍍鋅鋼管，使用年限已久，銹蝕嚴重，造成“黃水”、“銹水”，水質合格率低，居民用水安全無法得到保障。由于使用年限已久，管材質量差，管網破損率高，漏耗大，爆管事故時有發生，有的管道已無法修復，水資源浪費嚴重。

1.3管網無規劃，管徑偏小，管理難度大。村內給水管多為居民自建，管網無統一規劃，維護管理難度大。維修管道時無法估計停水范圍，給居民用水帶來不便。由于村內給水管管徑多為居民根據自身使用經驗選定，沒有通過相關計算，對用水量增加估計不足，管徑普遍偏小，水頭損失大，無法滿足居民對水量、水壓的需求。

1.4管道埋深不夠，施工難度大。各村居民建筑均已成形，實際建設中多為給水管網改造工程，然而現有的建筑無統一的規劃，建筑密集度相對較大，大部分建筑與建筑之間往往只有容一人通行的小路；另外，城中村建筑基礎較淺，有的為石塊砌筑，基礎比較松散。因此，在狹窄小路上不能進行深管溝挖掘，有不少管道敷設深度較淺，又未采取相應的補救措施，致使在日常的運行中發現較淺的覆土厚度不能有效保護管道免受外來因素的影響，從而產生一系列問題（車輛通過頻繁的道路下管道易破損等）。

2. 城中村供水工程設計探討

現狀城中村給水管網在各方面都存在很多問題，只有對城中村給水管網進行大規模改造新建才能從根本上解決問題，改善居民用水情況，提高人民生活質量。下面就城中村給水管網設計的幾個方面進行探討。

2.1設計流量計算方法的選擇。

（1）目前我國城中村供水工程配水管網設計流量是按《室外給水設計規范》（GB50013-2006）第7.1.2條的規定采用“最高日最大時用水量”計算方法計算的。而在實際工程設計中采用“最高日最大時用水量”計算城中村配水管網設計流量時，發現其配水管段、節點設計流量的計算明顯偏低，不能滿足城中村居民在用水高峰時段的實際用水要求。造成城中村配水管網設計流量計算值偏小的主要原因是城中村供水工程具有設計規模較小、城中村居民用水定額較低、供水范圍分散、配水管段較長、配水管段呈支狀布置等特點，因而其比流量的計算值較小，從而導致配水管段及其節點設計流量的計算值偏低。

（2）另外，城中村建筑物主要是以住宅為主的居住建筑，其給水系統的供水方式基本為利用村內配水管網的供水壓力直接供水，根據《建筑給水排水設計規定》（GB50015-2003，2009年版，以下簡稱《建水規》）第3.6.1、3.6.3等條規定，其給水引入管和與其給水引入管連接的配水管的設計流量應按設計秒流量計算。居民建筑給水系統的設計秒流量一般都大于其最高日最大時設計流量，所以，城中村供水工程采用“最高日最大時用水量”計算的配水管網設計流量難以滿足城中村建筑給水系統的實際用水要求。所以，對于城中村供水工程，可將其配水管網視為服務一個由多個較小居住小區組成的較大居住小區，因而可參照《建水規》相關條文規定計算其配水管網設計流量，即按“設計秒流量”計算方法計算城中村配水管網設計流量。

（3）但不是所有城中村供水工程配水管網均可按“設計秒流量”計算其設計流量。只有當某城中村供水工程配水管網枝狀布置、設計供水人數小于《建水規》表3.6.1中數值、城中村建筑物給水系統基本都是直接利用村內配水管網供水壓力供水時，其配水管網設計流量才可按“設計秒流量”方法計算。另外，也可根據城中村供水工程設計供水人數分別計算其配水管網最高日最大時設計流量Qz和設計秒流量Qm，當Qm≥Qz時，該城中村配水管網的設計流量可按“設計秒流量”計算方法計算。而對于設計供水規模較大的城中村枝狀配水管網，當其上游配水管段設計供水人數超過《建水規》表3.6.1中的數值（或其Qm＜Qz）時，上游配水管段設計流量應按“最高日最大時用水量”計算方法計算。

2.2設置排放口，防止水源混合。

（1）通過優化管段口徑，減少供水量與需水量的差異，減少水流在管道中的滯留時間，保證了出水水質。但在實際運行過程中，仍有局部“黃水”等水質異常情況出現，分析認為這主要是用戶內部管道老化所致。為確保供水水質，設計時在管道末梢設置必要的排放口，對出現“黃水”等水質異常情況的供水管線進行實施排放。根據《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009版）3.2.3條“城鎮給水管道嚴禁與自備水源的供水管道直接連接”，新建給水管嚴禁與地下水、山水的集水池出水管連通，防止污染城鎮給水管網。

（2）為進一步防止市政管網水質污染，根據《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009年版）第3.2.5-1條“從城鎮給水管網的不同管段接出兩路及兩路以上的引入管，且與城鎮給水管形成環狀管網的小區或建筑物，在其引入管上設置倒流防止器”，村引入總管上應裝有倒流防止器，為了保障居民用水水壓，倒流防止器選用低阻力倒流防止器，要求過水水頭不大于3m，安裝詳見標準圖集《倒流防止器安裝》（05S108）。

2.3統一規劃管網，保證管道埋深。對城中村給水管網無統一規劃的區域進行整體新建，一并解決管道老化破損、水質差、管理難度大等問題，充分估算城中村未來一定時期的水量增加。適當得設置控制閥門，以便于局部管道出現問題維修時控制其對相鄰樓棟的影響。管道橫向設計主要考慮如下：結合現狀管線情況，優化現有管線布置方式，具備條件的在原管位改造更換，不具備條件的根據管道優化結果敷設于村路下。管道敷設應與樓棟基礎保持一定安全距離，避免開挖敷設時對樓棟基礎產生影響，保證安全。管道豎向設計主要考慮如下幾個方面的問題：控制好埋深，在保證社區給水管道敷設埋深要求的前提下，盡量淺埋，以減少工程投資；與其它管線交叉時，盡量避讓通過，并根據《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268-2008）要求控制好安全距離。部分管段遇化糞池等無法埋設時，可局部沿墻角明裝，但必須采用混凝土包封，以延長管道壽命。

2.4合理選擇管材，設置管道支墩。

2.4.1管材選用原則：技術成熟、性能好，管道必須安全、可靠，爆管可能性低；不會污染水質，不易腐蝕，輸水性能好，具備較長的使用壽命；便于施工，維護管理方便；內壁光滑，水頭損失小、節省輸水能耗；管材供應質量穩定、渠道暢通。故城中村給水管道一般選用HDPE給水管和球墨鑄鐵給水管。

2.4.2埋地管≥de90（DN80）管道在一定距離直管段、水平或垂直向轉彎處、改變管徑處、三通、堵頭和閥門處，均應設置支墩。PE管及管件等設置支墩做法參見05SS405-1。球墨鑄鐵給水管采用T型橡膠圈承插接口，管道支墩一般套用通用圖集（國家建筑標準設計圖集《柔性接口給水管道支墩》10S505），但是在城中村給水管網改造工程中，簡單套用國標圖集不能完全滿足現場的實際要求，主要問題表現為：

（1）新建管道與現狀管道碰通后管道需要立即投入使用，常規的支墩實施需要一定時間的養護，不滿足工程進度要求。

（2）由于現狀路面下各類管道較多，管位緊張，支墩制作過程中沒有圖集需要的施工空間。

2.4.3針對以上兩種實際情況，可以在參考圖集的基礎上進行優化設計：

（1）在管道轉角的反向受力點處先于管道施工設置錨固支墩，錨固支墩通過DN300的鋼管拉桿與管道連接，解決了管道碰通后常規支墩澆筑尚未達到設計強度時管道轉角的受力問題，管道常規支墩施工完畢并達到設計強度后，再截斷錨固支墩與管道的連接。

（2）在支墩后背增設永久性木樁來增加支墩后背，同時可通過計算適當減小支墩的寬度。

3. 結束語

在滿足國家相關規范的前提下，結合城中村供水的實際情況，對城中村給水工程設計中存在的問題提出了有針對性的解決措施，有助于提高了工程設計質量，滿足城中村居民對水量、水質的要求，做到安全可靠、管理方便，對提高人民生活水平具有重要意義。

參考文獻

［1］朱錫林.村鎮供水工程配水管網設計流量計算方法研究［J］. 中國給水排水，2012，（18）：68～72.

［2］楊育紅. 市政給水管道柔性接口支墩優化設計［J］. 中國給水排水，2012，（16）：66～67.