陆斯

摘要：随着我国社会经济的持续发展，市政工程建设在很大程度上体现了一个城市的发展水平和综合实力，提高工程质量是促进城市发展前进的重要保证。市政给排水管道的结构设计极其重要，是其可否长期有效地发挥自身价值的关键。鉴于此，本文主要分析市政给排水管道工程结构设计。

关键词：市政给排水;给排水管道;结构设计

1、引言

市政给排水管道在实际运行中，由于各种原因从而引发管道渗漏、开裂、压力下降、基础下陷、地面和道路沉降等危害。因此结构设计在整个市政工程中举足轻重。结构设计在给排水管道工程设计中只要实现与给排水密切配合、科学设计，相关问题也就可以避免或得到有效解决，从而提高给排水管道使用的安全性和稳定性。

2、给排水管道设计的必要性

现各地区加紧城镇化建设，解决城市给排水矛盾问题是重要内容，提升给管道的供水与排水效率，减少管道漏水与爆管等现象的发生，提高水资源利用率等。若给排水管道设计不合理，极易引发上述问题，因此加强此课题的研究，有着必要性。

开展给排水管道设计，需要解决用水量估算、排污管道与给水管道合理性问题，以确保居民用水安全。给排水系统设计，需要按照相关规范，科学的估算用水量，合理布设给排水管道，提高给排水系统运行的效率与质量。

3、市政给排水管道工程的前期工作

进行给排水管道结构设计时首先进行现场勘察。由于地形不同，对于一些山区、农田、公路、河流、铁路等需要注意管线的穿越。相关人员应在踏勘过程中进行选线，同时对给排水施工进行预算（与进行预算的相关人员一起进行），对当地的地质、管线的覆盖区域进行全面了解，特殊地形需要进行多次踏勘，可以进行拍照存档。结构专业设计人员应提出科学专业的意见。其次是勘测要求，需要勘探部门提供较为准确管道线，水文地质，工程地质的相关资料。①勘测点的深度及间距，在进行设计过程中注意勘测点应在偏中线位置，且距离不应大于 3m，在进行管道线路工程时，其间距应介于 100～300m 之间，勘测孔最好为 3 个，在进行勘测点施工时因根据地质复杂程度进行科学调整。设计勘探钻孔深度一般在 1～3m，当管道进入河道时，达到最大冲刷深度一般在 3～5m 之间。②提供勘探成果要求：在进行勘探成果时，应查明跨河流，拟穿的岸坡稳定性;查明沿线泉，井的分布及水位情况的影响，性质及范围，调查分析岩层产状，了解管道埋设的深度所在范围以及地层与岩性的特征。

4、市政给排水管道工程结构设计

4.1、管道结构形式

一般由给排水专业来确定管道材料及结构形式，也要综合考虑管道的用途、口径、流量、工作环境、覆土深度、敷设方式以及经济指标、水文地质情况等因素。自来水厂的原水及输水管道通常属于承压管，通常采用以下结构：钢、铸铁、玻璃钢、PCCP管、现浇钢筋混凝土箱涵以及 PE 管等;而污水厂等重力流管道通常属于非承压管道或者压力较小，会采用以下结构：砌体盖板涵、混凝土、钢筋混凝土以及现浇钢筋混凝土箱涵;在遇到铁路、公路、过河渠等特殊地段或特殊情况下，局部地段的管道压力较大时也可以采用钢管形式。本文工程原水主管采用 PCCP 管，接口形式为承插口。

4.2、管道结构设计及基础选型

以管道规格、地面荷载、覆土深度以及试验压力、工作压力、地下水位为主要根据，对管道的刚度、强度进行复核、计算，最终确定管道结构配筋率、管道壁厚。必须通过进行加固才能满强度和刚度要求的管道，可以根据计算结果，选择合理的加固措施，常用加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及钢筋混凝土包管。

4.3、管道敷设方式

管道敷设方式主要包括架空、顶管以及沟埋三种，沟埋式是最常用的一种方式。在利用沟埋式难度较大的情况下，可以选择架空、顶管等方式。管道敷设方式不同，管道结构设计会有所不同。

4.4、管道地基处理

（1）开槽法施工的地基处理

管道基础的地基处理，要将管材、施工场地和工期、土质情况，包括对地面交通影响等因素着重纳入考虑范围，具体问题具体分析。进行明挖施工时，可采用以下方法：换填法、高压旋喷桩法和水泥深层搅拌桩法等。

1）换填法：适用于浅层软弱地基处理，将软弱土层挖去后分层压实回填粗砂碎石，通常是管道下2m范围内有持力层时比较适用。换填厚度过大，无法控制沉降量，伴随着开挖深度增大，则会产生更高的支护费用。另外，由于大多数城市地下水位较高，一般都是在老城区进行截污管施工，开挖过深，假如无法有效止水，则会由于地下水流失导致周围地陷，因此换填深度最好是控制在2m以内。

2）抛石法抛石挤淤：是指在软土中投入片石，将淤泥挤出，提高地基强度。优点在于不用挖淤，无需抽水，方便操作。在较稀的软土较为适用，这样片石可以沉达到底部。抛石挤淤法通常适用厚度小于4m的软土层，且表层无硬壳的具有触变性的流塑状的饱和淤泥或淤泥质土的处理。

3）预制钢筋砼方桩预制：钢筋砼方桩在预制构件加工厂预制、养护，强度达到设计要求后，用打桩机打入土中，然后在桩的顶部浇筑承台梁（板）基础。优点主要是：机械施工效率高，文明施工效果好，使用静压法施工，环境噪声污染较小。缺点是：单桩承载力低，且施工挤土效应较大，施工时要对周边道路管线及临近建筑物做好保护工作。

4）高压旋喷桩法：处理淤泥、淤泥质土，流塑或可塑粘性土，以及粉土、砂土和碎石土等地基的时候，采用高压旋喷桩法比较适宜。适用于施工场地狭窄的地方，費用较大，其每延1米所需的费用，采用水泥土深层搅拌桩的话，只需要四分之一即可。在软土层厚度大于5m 且施工场地狭窄、空间矮小，适合使用该种方法。

（2）非开槽法施工的地基处理

非开挖施工包括牵引法施工和顶管施工，管道下为淤泥、淤泥质土等软弱土层时，假如管道上的覆土已经固结且不再增加，可以无需进行地基处理，如果没有的话，则要考虑地基处理。管道下的淤泥或淤泥质土等软弱土层的附加应力，会随着覆土高度增大而增大，软土产生沉降，软弱土层厚度不均时，出现不均匀沉降。污水、雨水为重力流，管道产生沉降后产生局部淤积，则会出现水流不畅或倒流;沉降不均匀，会造成钢筋混凝土管接口发生开裂或者折断等，必须要进行地基处理。

4.5、抗震设计

在进行管道铺设的时候应尽可能避开抗震不利的地基与场地;无法避免，一定要通过液化地基或是经过地震断裂带的时候，应根据工程的实际需要进行整体性考虑。选择给水管道时应选择抗折行较强、抗拉强度较高的，管道应具有延展性，做好防腐蚀措施。对于排水管道抗震设计一般会选用钢筋混凝土结构的管道，这种管道的抗震能力较强，保证设计科学合理的结构，能够最大限度避免管道被破坏。

4.6、地基设计

根据施工图的内容解决地段地勘资料，选取参考点依照给排水专业的平、纵断面将其管道基地放置在地质的纵断面上，同时注明基底高程与桩号，标明地下水位与基底以下范围的图层构造，明确范围，不同厚度的地质情况采用针对性的解决方式，而具体设计应按照地基处理的规定进行设计与执行。管道的支墩，应建立垂直、水平的支墩。

5、结束语

市政给排水管道结构设计，尽量和道路建设同步，综合考虑各种因素的影响，来选择给排水管道结构形式，做好前期数据信息收集，合理计算流量，以确保给排水管道结构设计的合理性。

参考文献：

[1]张茂诚.市政给排水管道工程中结构设计要点探讨[J].中华建设，2019（05）：100-101.

[2]徐放.市政给排水管道的结构设计探讨[J].低碳世界，2017（22）：163-164.

[3]魏利猛.市政给排水管道工程中的结构设计[J].建材与装饰，2017（17）：45-46.

[4]肖波.刍议市政给排水管道工程中结构设计[J].绿色环保建材，2017（02）：163+165.

[5]刘崇武，张云飞.市政给排水管道工程的结构设计[J].江西建材，2016（15）：35+40.

[6]王伟明，徐红亮.浅谈市政道路工程中给排水管道施工安全控制[J].中国城市经济，2011（06）：164-165.