市政給排水管道布置設(shè)計及技術(shù)措施分析

劉廷先

（重慶市九龍坡區(qū)　400050）

市政給排水管道布置設(shè)計及技術(shù)措施分析

劉廷先

（重慶市九龍坡區(qū)400050）

市政給排水系統(tǒng)復(fù)雜，工程布置設(shè)計的影響因素和施工因素都較多。在城市化迅速發(fā)展的過程中，必須做好市政給排水管道布置設(shè)計以及相關(guān)的技術(shù)工作。本文主要針對市政給排水管道布置設(shè)計及技術(shù)措施進(jìn)行分析，為市政給排水系統(tǒng)設(shè)計提供幫助。

給排水；管道布置；設(shè)計；技術(shù)

1　引言

市政給排水管道是為居民提供用水的基本設(shè)施，給排水管系統(tǒng)是城市的互動的重要命脈，給排水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性設(shè)計直接影響到這個城市居民日常生活能否正常進(jìn)行，于此同時也影響著給排水系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)和給排水系統(tǒng)實際應(yīng)用的經(jīng)濟適用性，因此，市政給排水管網(wǎng)的設(shè)計至關(guān)重要。

2　市政給水管道布置設(shè)計

依據(jù)給水管網(wǎng)的作用范圍，可以將給水管網(wǎng)劃分為兩個類型：輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)。

2.1輸水管網(wǎng)

輸水管網(wǎng)是市政給水管道的重要組成部分，是輸送水資源的重要管線，也可以稱為水源到水廠的管線網(wǎng)絡(luò)。輸水管網(wǎng)在設(shè)計上，要避免與用水戶直接的連接，在輸水管的沿線上一般不會接入用水戶的管網(wǎng)，但為了滿足大水戶的用水需求，會適當(dāng)?shù)慕尤氩糠执笏畱簟?/p>

2.2配水管道

分配管主要存在于城市的每一條街道下，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。配水管網(wǎng)的管徑主要分為接戶管、干管、分配管等幾種，每種管徑類型都有著不同的作用。因此，配水管網(wǎng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)城市供水的實際情況進(jìn)行，干管的管道直徑大概為100mm，但是在一些城市也有出現(xiàn)200mmd干管。

2.3管道設(shè)計

現(xiàn)階段市政給水管網(wǎng)布置設(shè)計型式，主要分為環(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)通常是指供水干管使用走向不同的管道，進(jìn)行彼此連接的管網(wǎng)，呈現(xiàn)封閉環(huán)形，每條環(huán)裝管道都可以在兩個方向上提供水量，這樣的設(shè)計具有很高的安全，供水時自身也是比較穩(wěn)定，是可以停水的管網(wǎng)。

（2）樹枝狀管網(wǎng)。樹枝狀管網(wǎng)像一棵大樹一樣有支管和干管，它的結(jié)構(gòu)布置和樹枝與樹干的關(guān)系是一樣的。樹枝狀管網(wǎng)的優(yōu)點主要是體現(xiàn)在其構(gòu)造十分的簡潔，并且可以節(jié)約管材，因此相對的投資就不高，所以樹枝狀管網(wǎng)的經(jīng)濟適應(yīng)性較好。

無論選擇哪種給水管網(wǎng)設(shè)計形式，都應(yīng)本著節(jié)約資源的原則，并根據(jù)城市的實際發(fā)展情況適當(dāng)?shù)臏p少管線的布線長度，控制好干管與干管之間的間距，一般應(yīng)保持600～900m的間距，具體布置設(shè)計應(yīng)根據(jù)城市實際供水要求進(jìn)行。以下是某城市給水管道的主要規(guī)劃圖示例（見圖1）。

圖1　某城市給水管網(wǎng)布置設(shè)計圖

3　市政排水管道的布置設(shè)計

市政排水管道主要是各類污水、雨水等排放的管道，是給排水系統(tǒng)的重要組成部分。在對排水管道進(jìn)行布置設(shè)計的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照干道到分支之間的順序進(jìn)行設(shè)計，排水管道設(shè)計應(yīng)做到管線最短、埋深最小，這樣才能充分發(fā)揮出重力的作用，同時，要確保布置設(shè)計方案能夠為日后的排水管道改造留有余地。

市政排水管網(wǎng)一般會采用樹狀，分為正交式、平行式、環(huán)繞式、截流式等多種，每種布置設(shè)計類型都有著獨特的優(yōu)勢。如圖2所示即為某城市道路雨水、污水排水管網(wǎng)設(shè)計的平面布置圖，該工程采用的是正交式，其管網(wǎng)的設(shè)計具有管線短、管徑小、成本低、排污速度快等優(yōu)勢，對提升城市排水系統(tǒng)的運行效率有著極大的作用。

4　市政給排水管道布置設(shè)計與施工技術(shù)實例分析

4.1工程概況

某市某地區(qū)的給排水管道布置規(guī)劃設(shè)計，對于防澇、治澇以及山洪防治等方面，都提出了相應(yīng)要求。根據(jù)規(guī)劃，本地區(qū)占用部分河道，拓寬橋梁，在設(shè)計過程中充分考慮管道開挖與回填、管基處理、管道不均勻沉降防治、管材選用等因素，將給排水管道的布置設(shè)計最優(yōu)化。

4.2確定給排水水量

（1）污水設(shè)計總流量

在計算污水設(shè)計總流量（Q，L/s）之前，需要計算居住區(qū)的生活污水設(shè)計流量，公式如下：

式中：n-污水定額，L/（人·d），包含居民的生活污水定額、綜合生活污水定額，可按照當(dāng)?shù)赜盟~的80～90%取值；N-設(shè)計人口數(shù)；K2-生活污水量總變化系數(shù)，按有關(guān)規(guī)定或?qū)嶋H數(shù)據(jù)取值。

污水設(shè)計總流量的計算如下公式所示：

式中：Q1-居住區(qū)生活污水設(shè)計流量，L/s；Q2-工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量，L/s；Q3-工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量，L/s，其總變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝特點確定。

（2）雨水設(shè)計流量Q，L/s

式中：F-匯水面積；W-徑流系數(shù)，按有關(guān)規(guī)定計取；q-設(shè)計暴雨強度。

4.3給水管道布置設(shè)計

4.3.1管材的選擇

本工程的給水管管徑設(shè)計低于DN1000，管道外徑與直徑如表1所示。給水管道主材的首選為球墨鑄鐵管。而穿越障礙物的給水管道則推薦采用焊接鋼管，可提高管道整體性、耐壓性。

表1　管道外徑與公稱直徑對應(yīng)表

4.3.2給水管道設(shè)計

根據(jù)該市的給水工程規(guī)劃圖，合理布置管道系統(tǒng)，可有效控制能耗與漏損概率。配水管道的布置應(yīng)當(dāng)充分考慮整個地區(qū)的建設(shè)發(fā)展計劃，給水管道敷設(shè)需滿足管線綜合要求。本項目的給水管道布置，根據(jù)道路實際路幅情況，盡量布置于道路的西、北側(cè)人行道，或非機動車道下，并保證每個地塊至少有一根預(yù)留管。

4.4雨水管道布置設(shè)計

4.4.1防洪和雨水管道現(xiàn)狀

該市區(qū)域內(nèi)水系發(fā)達(dá)，區(qū)內(nèi)來水大多是通過溝渠集中起來，然后經(jīng)由涵閘排入外海。在其雨水規(guī)劃圖中，對該區(qū)域水系的排入河溪位置，設(shè)置有相應(yīng)排水設(shè)施。

4.4.2管材的選擇

一般來說，雨水管道埋深較淺，宜選用排水混凝土管、鋼筋混凝土圓管、雙壁波紋管等。在該工程中推薦承插雙壁波紋管，橡膠圈柔性接口。

4.4.3雨水管道設(shè)計

本地區(qū)的地形較為平坦，平均海拔為3～7m，河道、溝渠很多，大部分區(qū)域位于水系的設(shè)計洪水位以上。雨水管道布置近接入河道，設(shè)計其地面標(biāo)高超出洪水位。區(qū)內(nèi)的雨水工程和防洪工程相互協(xié)調(diào)，充分考慮了各種影響因素，結(jié)合實際實施。由于區(qū)內(nèi)的河道較為密集，可以以此為優(yōu)勢，采用多出口排放，將雨水導(dǎo)入附近的河道，從而減少管道的埋深。然后合理劃分匯水面積，使各地塊雨水在最短的時間內(nèi)注入內(nèi)河。雨水出水口管的內(nèi)頂標(biāo)高應(yīng)當(dāng)超出河道常水位，雨水管道的坡度則應(yīng)盡量與道路縱坡一致。山洪則設(shè)計由獨立防洪系統(tǒng)直接排入內(nèi)河。

4.5污水管道布置設(shè)計

4.5.1管材選擇

污水系統(tǒng)對于管道抗?jié)B透性有較高要求，所以應(yīng)當(dāng)選用具有良好抗?jié)B性、一定剛度、一定外壓承受力的管材。本工程推薦采用HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管，熱熔連接接口。

4.5.2污水管道設(shè)計

根據(jù)規(guī)劃，污水處理廠的廠址處于本區(qū)域附近，污水管道可滿足周邊的污水收集需要。根據(jù)規(guī)劃圖設(shè)計污水管道，將其沿著規(guī)劃的市政道路進(jìn)行鋪設(shè)，注意選擇最為經(jīng)濟合理的路線，盡可能避免需要穿過河道、鐵路、高速公路等障礙物的情況。道路的排水體制則采用雨、污分流制，污水系統(tǒng)的布局應(yīng)當(dāng)結(jié)合道路布局、坡向等來設(shè)計，并布置于車道下方，污水預(yù)留的支管間距應(yīng)小于90m，確保每個地塊都至少有一根預(yù)留管。污水管的管徑則需要依據(jù)污水量、設(shè)計充滿度和水力坡度來確定。

4.6給排水管道施工技術(shù)

4.6.1施工技術(shù)前期準(zhǔn)備

（1）熟悉設(shè)計圖紙

在施工進(jìn)行之前應(yīng)當(dāng)對設(shè)計圖紙加強分析及會審。在對圖紙進(jìn)行會審時，應(yīng)當(dāng)使設(shè)計單位、施工單位及監(jiān)理單位共同參與，對于所布設(shè)管道長度以及途徑區(qū)域等相關(guān)信息應(yīng)當(dāng)熟練掌握。

（2）實地勘察

施工之前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行實地勘察，對于所存在各種影響因素應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測以及分析，然后向各個部門上報分析所得結(jié)果，使各個部門之間能夠有效配合及協(xié)調(diào)部署，進(jìn)而盡快排除故障性因素，做好管道布設(shè)準(zhǔn)備。

4.6.2施工階段的技術(shù)措施

（1）挖溝槽。在開挖之前，必須確定溝槽斷面的形式，如直槽、梯形槽、混合槽等，具體的形式應(yīng)根據(jù)市政給排水的實際管道布置規(guī)劃來定。

（2）嚴(yán)格控制注漿的壓力，確保其壓力小于管體上部的水頭壓力和靜止土壓力等，進(jìn)而保證注漿的穩(wěn)定性。

（3）在配置觸變泥漿的過程中，需要規(guī)范配漿的選料，確保選料的優(yōu)質(zhì)性。同時，要求根據(jù)試驗的方式來對已經(jīng)配置的泥漿進(jìn)行試驗，確保泥漿的配比滿足規(guī)范要求，進(jìn)一步保證配置泥漿的支撐能力以及減摩效果。

（4）要考慮到施工中存在的相關(guān)影響因素，如對施工土體的摩阻力、擾動等，并在挖進(jìn)過程中進(jìn)行控制，尤其是挖進(jìn)機進(jìn)入到曲線階段時，需要適當(dāng)?shù)卦黾訉η€外側(cè)的筑漿量，這樣才能更好的形成完整的泥漿套，這也是傳統(tǒng)施工規(guī)范中經(jīng)常容易忽略的環(huán)節(jié)。

4.7竣工階段技術(shù)措施

管道埋設(shè)施工結(jié)束后，還要做好后期竣工驗收工作，進(jìn)行質(zhì)量檢查，進(jìn)行閉水實驗、溝槽回填等，到故障排查環(huán)節(jié)，都要有條不紊地進(jìn)行。

5　結(jié)語

市政給排水管道應(yīng)當(dāng)不斷改造新建，以適應(yīng)城市發(fā)展。市政給排水管道布置設(shè)計與施工是一項復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，涉及的內(nèi)容較多，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就可能對給排水工程造成影響。在實際工程中，除了要確保給排水管道的布置設(shè)計合理之外，還應(yīng)當(dāng)在施工中采取有效的技術(shù)措施，以此來保證施工質(zhì)量。

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[3]張鴻雁.對室外給排水管道設(shè)計的探討[J].建材與裝飾，2015：67～68.

TU992

A

1673-0038（2015）50-0050-03

2015-11-25

劉廷先（1983-），男，中級，本科，主要從事給排水設(shè)計工作。