市政給排水管道工程中的結構設計要點分析

楊譯哲

摘 要：隨著我國的經濟水平的提高以及城市建設的進一步升級，市政工程對人們生活的影響越來越大，給排水作為基礎設施十分重要的一部分，給排水管道設計的合理性十分重要，關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，在設計時要協(xié)調好各方線路，合理布置給排水管道，提高設計的可行性，提高施工質量。

關鍵詞：給排水;市政工程;結構設計

1 市政給排水管道結構設計的重要性

我國城市的給排水工程作為市政工程十分重要的內容，是人們關注的焦點，給排水不但關系到人們日常用水是否正常，也關系到在洪澇災害、重大疫情等高風險突發(fā)問題面前是否能夠經受得起考驗。城市的給排水工程水平在很大程度上體現(xiàn)了一個城市的發(fā)展水平和綜合實力，其中管道的結構設計與施工質量極其重要，決定了其是否能夠長期有效地發(fā)揮自身價值。本文從給排水工程結構設計與優(yōu)化的角度，以強化給排水系統(tǒng)穩(wěn)定性與有效性方面，分析了市政給排水管道工程結構的地基處理、管槽回填、基坑支護以及抗震設計等方面進行了研究和探討。

市政給排水管道在使用過程中，雖然埋在地下，但地質變化、土壤成分、地表壓力等等因素對管道的影響很大，管道設計的不合理大會導致脫節(jié)、變形、移位、腐蝕等等問題，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構設計在整個市政工程中的舉足輕重的地位，需要在結構的設計與系統(tǒng)的構建上就下大力量，確保系統(tǒng)的安全可靠。

2 給排水管道工程中的結構設計的調研與準備

給排水管道工程首先要做詳細的前期調研與數(shù)據(jù)收集，才能較為準確有效的做出完善的方案。調研包括的事項很多，比如要了解當?shù)氐牡刭|與水文的基本情況，了解地下水的深度，了解當?shù)丶扔械慕o排水系統(tǒng)的水平，了解當?shù)丨h(huán)境，居民區(qū)分布，工業(yè)區(qū)分布，了解天氣氣候，以及其他基礎設施建設情況等等，還要詳細的了解當?shù)氐恼撸龊迷敿毜牟邉潱龊门c當?shù)叵嚓P部門的溝通與銜接，順利推進項目的落實。對于工程準備，要做好事務性的準備與技術性的準備，事務性的準備主要是在建設隊伍組建，人員配備，后勤保障，資金準備等等方面做好計劃，技術性準備，就是要根據(jù)建設要求做好工程的各項設計、策劃、監(jiān)督與審計等等工作，確保工程設計與準備工作的高標準。

3 給排水管道的結構設計的內容

1）形式選擇。給排水管道設計與敷設主要根據(jù)用途來選擇，也就是將給水與排水系統(tǒng)根據(jù)生產生活的需要設計好，例如，系統(tǒng)如果在工業(yè)區(qū)敷設，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、水文地質情況等考慮進去，選擇合適的承壓管道，合理的加固方式，選擇符合實際的管道口徑，同時考慮到交通情況，對河流、公路、鐵路等特殊地段采用盾構造結構等等。

2）結構設計。根據(jù)城市既有的管道規(guī)格、地面荷載、街道建設、飲用水來源、整體水位，基礎設施等方面做好設計，在考慮到這些問題的基礎上，在結構設計的過程中要考慮管壁厚度，敷設深度，以及不同用途的管道結構設計、加固、防腐蝕等等因素。還要選用專業(yè)的，有資質的市政工程設計人員，還有有專門的審核驗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算，經濟方面的考慮也十分重要。

4 給排水管道工程中的結構設計要點

1）管道地基處理。給排水管道敷設的土壤的硬度是結構設主要考慮的因素，比如面對軟土、液化土、回填欠密實土地基都有不同的設計。然而土壤成分與特點的復雜，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，地基強度不夠，穩(wěn)定性不強，給整個給排水系統(tǒng)的安全性都帶來了隱患。不均勻沉降主要是由于管道上部結構的自重荷載以及地表建筑等附加負荷作用，對管道產生過大壓力，帶來的壓縮變形，造成管道開裂的風險。因此，必須要有效處理管道不良地基，通常有開槽施工與非開槽施工的方法，具體采用換填、拋石擠淤、預制鋼筋砼方樁和水泥攪拌樁等方式加固地基。開槽施工，主要是針對土質、線路、交通等地表、地下結構不太復雜的情況下，工程手段較為簡潔直接，遇到的具體問題少，工期較短，面對土質較軟，淤泥較為松散，好清理的情況下，常采用換填等方法加固。非開槽法施工的地基處理對于一些較為復雜的環(huán)境不能進行開挖施工時常用，在管道下為淤泥、淤泥質土等軟弱土層時，利用預制鋼筋砼方樁或水泥攪拌樁等方式，通過牽引法和頂管施工等方法，不用開槽便對管道進行加固，非開槽施工技術較為專業(yè)，需要專業(yè)的，有資質的施工隊伍負責，同時引入第三方做好安全方面與質量方面的驗收與監(jiān)督工作。

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

3）防洪抗震的設計。地殼的運動每時每刻都在發(fā)生，對于溫度變化，都要對管道進行糾偏容偏的設計，將熱脹冷縮的因素考慮進去。另外，對于地震、地震災害對給排水管道的影響非常大的情況，在整體設計時要選擇利于抗震的地基，當管線必須通過地殼活動斷裂帶時，管道方向應盡量與斷裂帶正交。在管道的材質選擇方面，不但要選擇防腐蝕的材料，還要選擇抗拉、抗折強度高，延伸性較好的鋼管材料。對于輔助設備較多或是較為關鍵的管道設施，還要假裝套筒設計等等。除了地震外，還有洪澇災害對給排水系統(tǒng)的考驗，如果遇到連續(xù)強降水，首先是升高的地下水位對管道的穩(wěn)定性帶來了一定的影響，其次是短時間的快速的排水水流，對管道帶來了很大的沖擊力，最后給地質軟硬度的改變也會對管道帶來沉降的影響，最終影響管道的穩(wěn)定，因此，在加固過程中，要充分考慮到災害的影響，保證整個系統(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形成淤泥淤積，其次污水的流動也會將部分沉淀堆積在給排水管道中，因此，定期的清理與維護是保障給排水系統(tǒng)正常運行的必要條件。在監(jiān)督監(jiān)管設備鋪設的過程中，要做到不留死角，及時收集數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時做出處理。最重要的是對淤積與維護要方便可行，維修清淤入口要方便專業(yè)人員與機具的工作。

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，就意味著很長一段時間，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)的建造作為一項重點的基礎工作來考量，不但要符合人們生產生活的定位，也要符合城市未來的發(fā)展方向。要兼顧城市化的進程，也要在保護環(huán)境，綜合治理的基礎上，共同做好給排水系統(tǒng)的建設工作。

綜上所述，給排水管道的結構設計在整個市政工程中占據(jù)著十分重要的地位，對人們生活與城市發(fā)展影響深遠。因此，在具體的結構設計過程中，需要充分考慮實際情況和多種影響因素，對管道結構設計的要點進行綜合分析，建造高質量的給排水系統(tǒng)。

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