市政給排水管道的結構設計方法探究

王偉

摘要：市政給排水管道結構，決定著市民的用水需求是否得到滿足，對城市發展來說，市政給排水是非常重要的民生問題。尤其是伴隨著城市建設步伐的不斷加快，市政工程也得到社會各界的關注與重視，市政給排水管道結構設計，成為城市整體規劃中的重點工作內容。基于此，政府部門必須重視市政給排水管道結構的合理設計，保證其能完好地滿足市民的生活需求。

關鍵詞：市政給排水;管道結構;結構設計;設計方法

伴隨著城市化建設規模的不斷擴大，市民對生活品質的要求越來越高。給排水作為重要的民生工程，與市民的工作、生活擁有緊密聯系。而在市政給排水工程建設過程中，管道的結構設計與給排水作用擁有密切聯系，這不僅能體現城市規劃是否合理，更決定著市民的生活幸福感。相關部門應當重視市政給排水管道的結構設計，幫助市民消除給水不足、排水不暢的現狀。

一、市政給排水現狀

伴隨著城市建設規模的不斷壯大，我國城市水廠得以大量擴建，供水面積的大規模覆蓋，出現了前所未有的給水高潮。但由于環保措施與發展腳步不符，致使部分地面及地下水源受到污染。首先，水廠建設規模日益擴大，地下水源供水比重縮小，水源的水量與質量難以滿足部分城市的用水需求。其次，因城市污水處理不當，致使部分水源受到污染。最后，我國大部分水廠仍采取傳統的處理工藝，致使少數城市水源質量不佳，必須采取深度處理。

二、市政給排水管道的結構設計方法

（一）設計方法方面

對市政給排水管道設計要點進行深入地了解，能保證給排水管道結構設計的合理性。首先，是承載能力。該內容包括管道結構到達最大承載能力時，會因超出管道本身強度而被損壞，此時管道結構會發生變形。管道穩定性徹底消失，無法繼續承載作業壓力，這會導致管道結構橫向滑移或上浮失去平衡性。其次，是正常使用。相關人員不僅要掌握管道結構的耐久性限值，還要掌握對管道生產使用具有直接影響的變形量限值。最后，相關部門還要對排水總量進行詳盡的了解，這能保證市政給排水管道設計的合理性，例如，居民生活、企業用水、綠化用水的給排水總量是不同的。

（二）抗浮設計方面

市政給排水管道的鋪設范圍大，遍布的地段地形復雜，時常會遇到沖溝、河岸等地形。當管道埋設在沖溝、河岸等地段時，會受到水流的沖刷，為了保證管道結構設計的合理性，相關人員應當保證管道埋設在地下超過1000mm深度的位置，滿足相關規范的要求，并采用分層的方式對管道上的覆蓋土層進行壓實。當施工位置受限時，設計人員則應當根據地貌形式對管道位置進行合理的調整，例如，運用混凝土包裹管道，保證管道的抗浮能力。若是在常規施工地段，發生管道覆蓋土厚度不足700mm的情況，則應當使用混凝土包裹管道，確保管道的抗浮能力。

（三）抗震設計方面

自然災害會對城市建設產生不同程度的損壞，市政給排水管道工程也不例外。當發生地震時，埋于地下的給排水管道可能會發生變形、破裂及損壞。為了保證市政給排水管道設計的實用性，應當采取合理的抗震措施。在確定給排水管道的走向時，應避開軟弱地基。若是管道必須從會產生強烈震感的地段通過時，則應當保證抗震措施的落實到位。例如，通過設置鋼套筒的方式保護排水管道，這能減輕地震對管道的直接影響。當地震來臨時，柔性連接的抗震能力較剛性連接更強，設計人員可以將柔性連接作為抗震設計的首選，提高排水管道的抗變形能力。如果管道必須從地震斷層處穿越時，應當在滿足設計要求的基礎之上，實施淺埋，一來可以減輕地震對管道結構的破壞，二來能夠保證地震發生后，盡快對損壞管道進行維修。

（四）構造措施方面

想要保證市政給排水管道結構設計的合理性與實用性，可以在給排水管道的承插管處使用柔性連接。在保證無壓管道具備抗震能力的同時適當增強剛度，提升管道整體的抗震能力，最大程度地避免因地震作用帶來的變形影響。給排水管道為圓形時，應當對管道基礎進行合理預設，可以選用鋼筋混凝土材質進行施工。管道的接口位置可以使用鋼絲網水泥袋。在液化地段布設管道時，則應當使用鋼混管道、柔性接口。

（五）地基處理方面

在設計市政給排水管道結構時，應當把與地基有關的圖紙融入到設計之中，以矢量化的形式，掃描地基縱斷面，選取合適的施工點，保證管道的基地輪廓。劃分地質單元，標明基底高程，結合實際的現狀，選擇得當的方式處理地基。為了降低地基土體本身的實現性，可在給排水管道的下方增設一個墊層，以灰土為墊層材質，厚度在50-100cm即可。

值得注意的是，應當對帶有承插接口的壓力管道設計支墩。設置水平及垂直支敦時，應當根據管道彎角、試驗壓力、土體基本參數為基準計算出支敦的尺寸。若排水管道的材質是鋼管，則不需要設置支墩。

三、注重對市政給排水管道結構的其他設計內容

（一）管道的出口格柵

市政給排水管道中常常會有漂浮物，這阻礙著管道的疏通質量。在漂浮過程中，大部分漂浮物都會被格柵攔截下來，未能攔截的漂浮物則會進入泵房，致使水泵堵塞。為了避免這種情況的再度發生，對市政給排水造成不良影響，設計人員應當保證格柵間距的合理性，既要保證格柵間距能阻攔所有漂浮物，又要避免泵房阻塞大幅度減少。在設計市政給排水管道結構時，就可以將攔截漂浮物的格柵設置在管道的出口位置，安排設計人員定期進行清理，杜絕漂浮物進入管道造成泵站的堵塞。

（二）井底沉淀方面

市政給排水管道的水流速較慢、流量較小時，會產生沉淀現象，當沉淀物質達到一定程度時，則可能造成管道堵塞，這不僅影響著水流的通暢程度，也阻礙著排水系統功能的充分發揮。設計人員在設計市政給排水管道結構時，應當將沉淀池設置在檢查井的下方，保證整個井底在原有基礎上下降50cm左右，這樣一來大多數沉積物都會沉淀在井底。設計人員應當對沉淀物進行定期清理，這能有效避免因沉淀物堵塞，致使管道不流通現象的發生。

（三）閘槽設計方面

市政給排水管道中水流的速度與流量都比較大，部分檢查井的水位較高。在養護過程中需要先降低水位才能對其進行維護，這會增大維護工作量，為了合理解決該問題，在設計市政給排水管道結構時，可在檢查井內設計閘槽，保證閘槽數量與間距的合理性。當需要對某段管道進行養護時，只需要關閉相應的閘槽，便可階段水流，提高養護工作效率。

（四）做好設計前的準備工作

為了保證市政給排水管道結構的合理設計，應當做好市政給排水管道結構設計的準備工作，在設計時提供詳實的參考依據，保證管道結構設計的規范性與合理性。在開始設計之前就對相關資料進行整理和歸納，并在實地勘察之后對市政給排水管道的鋪設特征進行了解，在此基礎上對設計方案進行優化，確保市政給排水管道結構鋪設方式構造措施的合理性與實用性。

（五）質控要點方面

想要保證市政給排水管道結構設計的合理性與實用性，還需要對管道的鋪設區域進行合理規劃，最好是將排水管道設置在人行道或是慢車道的位置。嚴格把控管道的坡度和埋設深度，為管道的正常運行做足準備工作。明確排水區域管道結構的質控要點，控制標高的合理性，這能保證污水以最快的速度流到管道內，有效地減少對周邊環境、地下水源地污染。

結束語：

市政給排水管道的結構設計，是一項較為復雜且系統化的工作內容，包含著較多的施工、給排水學術知識，一旦某個環節出現問題，可能會對設計質量造成影響。環環相扣的施工過程要求相關單位必須保證每個環節的作業質量。因此，想要保證市政給排水管道的結構設計，能夠滿足城市的給排水供應需求，就必須根據實際現狀設計管道結構，把控好市政給排水管道設計的要點，保證市政給排水管道工程的質量。

參考文獻：

[1]魏利猛. 市政給排水管道工程中的結構設計[J]. 建材與裝飾， 2017， 000（017）：45-46.

[2]張茂誠. 市政給排水管道工程中結構設計要點探討[J]. 中華建設， 2019（13）：2.

[3]孫元元. 市政給排水管道工程中的結構設計[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2015， 5（034）：2004-2005.

[4]金宏偉. 探討市政給排水管道的科學結構設計[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2016， 000（010）：2378-2378.

[5]孫金付. 市政給排水管道工程中結構設計要點探討[J]. 中國戰略新興產業：理論版， 2019（19）：1.

1616500511300