关于市政给水的管道设计论述

2015-04-16王健

建材与装饰 2015年31期

关键词：给水管管材标高

王健

（南京江宁水务集团有限公司　南京　211100）

关于市政给水的管道设计论述

王健

（南京江宁水务集团有限公司南京211100）

作为市政工程管理的关键内容，给水管道的良好设计对于保证市政工程正常运行具有重要作用。本文首先介绍了市政给水管道的一般设计步骤，然后具体探讨了市政给水管道的工程设计，以期为相关技术与研究人员提供参考。

市政；给水管道；设计

在城市发展进程不断加快的推动下，城市供水大范围提升，市政给水管网的改造与扩建已成为现代城市规划的基本内容。然而，在实际给水管网运行过程中，爆管问题经常发生，尤其是大口径给水管爆管事故频发，这严重干扰了给水管网的供水服务。大中型水管的破裂，常会造成交通阻塞，地区水压大幅度下降，用户水量减少，且供水中断及其引发的一系列问题，不仅会造成经济上的受损，且会造成非常不利的社会影响。因此，加强有关市政给水管道设计论述，对于改善市政工程服务质量具有重要的现实意义。

1　市政给水管道一般设计步骤

1.1平面设计

其主要内容包括：①对管线进行布设，尽量采用软件自带的道路绘制命令对以往道路进行再次设定，且应准确定义道路桩号，依据设计标准对阀门井和消火栓平面位置进行确定，最后依据道路边线偏移实施恰当定位。使用给水管线命令，由给水管线设计窗口中选择相应管材代号，随后依据命令行提示，选择正确连线方式即可完成给水管道的布设；②在核对管线接点位置后，点击布置井，依照设计标准由相应命令实施布设；③由给水菜单管径命令，选择具有相同规格的管道；④管道整理命令是用于对原有位置管线进行修改整理；⑤节点编号。[1]

1.2标高设计

定义节点地面标高及管线标高，软件可采用多种方式确定节点地面标高。路标高是一种通用的严格标高方式，其是依据道路中心的地面标高及到管线位置的高度差或横坡等参数对标高进行定义的。

1.3管道平面标注

按照实际的标注命令对管道管高、管径和井编号等参数开展图面标注。如需对节点编号进行查阅则选择井编号，在依据提示选择需标注的内容，最后点击确认，软件会自行实现井编号的平面标注。

1.4纵断面的绘制

在相应菜单中对管道纵断面图标表头内容进行编辑，在设置选项内对管径表示方法等标准内容进行设置。依照管道设计标准，对断面种类进行选择，以实现断面图的整体绘制。

2　市政给水管道工程设计

2.1管材选用

因给水管道一般敷设于铁路或公路周边，部分情况下还需穿越铁路或公路，为确保其工作的安全性，应选择强度较高的管材。同时管道水密性质量将直接关系着管道网络的运行经济性和安全性。若水密性较低，则漏水会直接冲刷地基引发软化。在选择给水管道材质时，应依据环境荷载、内压、管道埋设区域地形地质、管径、管材供应，依照运行寿命长、安全性高、漏损少、施工维护方便、科学经济的原则进行综合选定。[2]

（1）非金属管材：自应力钢筋混凝土管选用离心工艺加工完成，利用膨胀作用对纵向和环向钢丝进行张拉，以保证管体混凝土在纵向和环向持续受压，此管材使用标准规定可应用在覆土小于2m的埋地给水管道上。自应力钢筋混凝土管主要依靠膨胀水泥在养护时的膨胀作用对钢筋进行张拉，而混凝土则依赖钢筋给予的张拉反作用形成压应力，由此可更好的承载管内水压，该种管在使用价值方面同预应力钢筋混凝土管相一致。

（2）铸铁管：铸铁管是一种压力流水管道，也就是管道中的水会在压力推动下不断流动，所以在确定埋设深度时仅要求条件符合地面荷载、冰冻线及跨越障碍物便可，对管内水力要素无特别要求。所以沟槽相对较浅，多采用放坡开槽，且不使用支撑，以方便进行机械分散下管。因铸铁管管节相对较长，多在5～6m间，接口间距也相对较大。为控制开挖土方量，通常降低开挖宽度，但接口部分需符合接口施工工艺标准，应增大深度和宽度。

（3）聚乙烯管：此种管道具有以下优点，良好的水力性能，管道内壁相对光滑，阻力系数较低，难以形成积垢；较好的化学稳定性，无需考虑管道内输送介质成分和环境因素，耐腐性相对较好；密度小，材质轻，施工方便且便于维护。且因此种管属于柔性管，可采用盘管对小口径管进行供应，连接过程中可选用热熔方式对接。管道敷设即可选用插入管埋设，也可采用直埋式施工，可节省大量开挖工作量。

2.2管道接口设计

（1）柔性接口：因刚性接口方式抗弯性能相对较差，在外力荷载影响下易造成密封填料出现裂痕，引发向外漏水事故，特别是在地震区或松软地基区域，接口破坏率更高。柔性接口方式可有效避免漏水事故。当前多选用橡胶圈作为柔性密封材料，可依据铸铁管材种类选用恰当形式。楔形橡胶圈接口是指若管道承口内壁属于斜槽形，可将插口端部制成坡形，随后将楔形橡胶圈嵌入至城口斜槽内，以使接口适应于承插口的插口轴向相对位移、尺寸公差和椭圆度。

（2）刚性接口：是指将填料和油麻填入到插口缝隙内，密封材料当前多选用粘合力较强的石棉水泥。刚性接口填料包括内侧填料和外侧填料两部分。内侧填料材料需确保柔软，常用橡胶圈或油麻。油麻填塞深度需考虑密封材料性质，若使用石棉水泥作为密封材料，则填麻深度应控制为承接口深度的1/3；若密封材料选用铅，则填满深度应控制与承口水线里缘间隔5mm左右。[3]

2.3管位设定

作为给水管道设计的重要环节，管位走向的合理性对供水、管道施工及工程造价等都有影响。在定位管道时，应考虑以下内容：①应该沿已规划或现有道路实施敷设，尽可能减少线路长度和跨越障碍次数，若管线需穿越障碍应尽量减少曲折；②应做好定位准备，深入施工现场进行调查，合理经济选择供水线路，保证供水管网调节灵活；③在定位管线时，应依据现场地质特征和地形，避免管线穿越建筑物，减少河底铺设与架空，以便于后期维护；④应综合分析道路绿化、路面结构等，避免管道施工破坏，还应分析城市雨污管道和其他管线布设状况，减少管线交叉。

2.4管道附件设置

（1）排气阀：因溶于水气体的大量散发，管道中隆起部位容易积聚大量空气产生气囊，引发气阻，造成管道过水断面降低，水头损失过大，若管网水压变化较大，还可能引发水锤，导致爆管事故。因此，在管道设计时应将排气阀安设在管道起拱顶部，同时在长距离直管上也应设置相应排气阀，以减少爆管问题。

（2）消防栓：消防栓可分为地下式与地上式两种，地下式主要应用在气温寒冷地区，后者则主要应用在气温温暖地区。消防栓设置应确保消防车便于靠近取水且位置明显，同时应禁止安设在易被车辆碰撞处。

（3）排水阀：为便于放空管道维护，通常在管线最低处应安设排水阀，排水阀直径应依照标准放空时间计算设定。一般而言，排水阀口径应不小于主管口径的1/3。