市政给水排水管道结构设计浅析论文_成丹

市政给水排水管道结构设计浅析论文_成丹

天津市市政工程设计研究院 天津市 300380

摘要:市政给排水管道工程关系到人们的正常生活,其不仅有利于城市防洪、排涝和水污染治理,还有利于城市水循环,实现水资源再利用。因此,对于给排水工程施工必须进行严格的控制,加强管理,提高施工技术,以保证市政给排水工程的施工质量。

关键词:市政给排水;管道结构;设计

1市政给排水管道工程的重要性

1.1给排水管道有利于城市防洪和水污染治理

给排水管道的施工可以及时、有效的把工业生产废水、居民日常生活污水以及大气降水等收集到指定的污水处理中心,可以有效防止水污染的进一步蔓延,还可以避免城市在暴雨中出现内涝。对于一个发展中的城市而言,市政给排水管道工程施工程度,代表着这个城市的城市化发展水平,尤其是对于工业发达、年降雨量多的南方城市而言具有十分重要的作用。为了更好的促进我国城市化进程的良性发展,就务必要对市政给排水管道工程施工给予高度重视,从而不断的提升城市的防洪、抗涝和污水治理水平。

1.2市政给排水管道工程有利于实现水资源再利用

给排水管道工程是城市水循环系统的一种有机整体,同时,水循环又是水资源再利用的一个重要的前提条件,伴随着社会不断发展和人民生活水平的日益提高,广大人民群众的环保意识也得到了进一步加强,资源再利用和可持续发展的思想观念已经深入人心,因此,解决水资源再利用问题也成为了我国城市化发展进程中的关键所在。给排水管道工程可以有效的改善城市水资源再利用情况,解决 水资源的可持续再利用问题,净化城市的公共水资源,有效保护城市水域,进而保证城市生态系统的物质循环与能量循环的正常运行,为城市居民提供一个和谐、优美的城市生存环境。

2测量和地勘要求

测量和地勘要求是要准确的了解给排水管路沿线的地质状况、地形外貌和地下水水文状况,另外提供准确的地 形和水文地质资料。

2.1 勘探点间距和钻孔深度

勘探点的应均匀的分布在管道的中线上,不得偏离中线,同时根据的地质的变化和施工现场的状况确定合理的 间距,一般采用的间距是30到100米,对于地形较为复杂的地段,适当的缩小间距。此外钻孔的深度要达到管道埋 设深度的1m以下,到管道周围的水位较高或者是河流周围时,要增加钻孔的深度,一般要求钻孔深度在河床冲刷 深度以下2―3m。

2.2 提供勘探成果要求

查明管道埋设深度内的土层的特性、地层成因、岩石厚度等,并明确划分不同地质的分界线,同时调查的岩石 强度和分化破碎程度对于给排水管道的影响,判断岩石是否会破坏管道的结构,调查管路沿线发生土层断裂、滑 坡、崩塌、泥石流的概率以及发展趋势,并判断对于给排水管路的威胁指数;查明管道沿线的地下水位的水文状况,查明垮河流岸坡的稳定性,河床两侧的底层岩石和洪峰淹没范围。

3结构设计内容

3.1结构形式

管道结构的形式应参照管道的用途,对于管道中输送的不同液体,确定是给水还是排水工程,选用不同的设计标准。而且管道的工作环境、管道的规格、输送液体的流量、埋设深度、地下水文状况、经济指标等方面的因素也是结构设计中必须要考虑的因素。铸铁管、玻璃钢管等;而非承压管道采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等;污水管路的结构设计选用的是大口 径的管路,而且优先使用抗腐蚀能力强的管道,如玻璃钢管、UPVC 管、PE 管等。对于特殊的负荷承载较大的路 段,要采用抗压能力强的管道,如桥梁、河渠、公路段等局部地段非承压管也采用钢管等形式。

3.2结构设计

根据管道施工中管道规格、埋设深度、地面承载力等工程条件,严格计算管道的强度和刚度,同时提供管道壁厚、管道等级、结构配筋图,对于特殊要求的管道,要进行加固处理,保证其强度和刚度符合实际的工程使用,并根据实际情况选用加固措施,确定加固的位置和程度,在给排水管道中,常采用的加固措施是混凝土包管。

3.3敷设方式

敷设方式的选择应当结合埋置深度、地面地下障碍物确定,通常采用的敷设方式有:沟埋式、上埋式、顶管及架空等,当工程的不便于采用沟埋式敷设方式时,可以用顶管和架空方式,总之,施工方式的选择要参照实际工程状况。

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3.4开槽方式

常用的管道基槽的开挖方式有以下几种:

3.4.1坡率法

坡率法一般用于天然土质较好或经处理后土体物理力学性质较好的情况,对于软土地基开挖深度较浅的情况应用也较多。采用前应确定放坡开挖不会对拟建或相邻构建筑物产生不利影响;不应用于地下水较高或稳定性差的边坡。

坡率法具有造价低、工期短、施工便捷等优势。本工程设计中,在条件许可时,建议优先采用坡率法。

3.4.2基坑支护

在管道工程中,考虑管道地质情况、地下水、周边环境、管道埋深、以及多管线同槽施工等因素影响,通常采用的支护方式有:普通钢板桩支护、钢板桩结合止水帷幕支护、自止水钢板桩支护、SMW工法桩支护(即在水泥土桩内插入型钢,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙)、灌注桩支护等多种形式。

3.5抗浮稳定

部分市政给排水管路施工中,会出现地下水位较高的情况,尤其是在施工期间降水较多或者施工地区的气候多 雨等,管道敷设的地段会出现漂浮现象,严重影响了管路施工的质量。因此在结构设计中要重视抗浮措施,避免这一现象的出现。

3.6抗震设计

3.6.1 场地和管材的选择 在结构设计中,管路基线的选择要尽量避开抗震性能不足的场地、地基,减少对管路结构完整性的破坏,如果 是不可避免,则必须要对这一地段的地基进行特殊处理,同时选用抗震性强、抗拉性强、延展性强的管道,并做好 管道的防腐蚀工作,避免由于土层振动、位移对管路结构产生影响。

3.6.2 构造措施

在管道结合处设置柔性连接,砌体材料要满足管道结构要求的抗震强度,增强整体的抗震性能和结构刚度,减少地震的影响形变。对于圆形给排水管设置不小于120度的混凝土管道基础,管道接口采用钢丝网水泥带,管道穿越构 筑物时应在管道与套管的缝隙内填充柔性填料。

3.6.3 地基处理

对于特殊地段的地基处理至关重要,首先要测定地段的工程参数,画出地基处理的平、纵断面图,注明桩号、基底高程、沟槽范围、地下水位等,确定需要处理的地基范围,然后根据测量的数据,根据不同的地质情况和厚度 采用合理的处理方法,如:换填、抛石挤淤、砂石挤密、水泥搅拌桩、灰砂桩、木麻黄桩等方法。

4给排水管道设计中的其他问题

除了加强市政给排水管路的结构设计工作,还要采取一些措施,避免给排水管路中出现堵塞现象,具体的措施如下:

4.1在用户管线出口建立格栅

工程建设中出现的纤维、塑料等沉积物、悬浮物、漂浮物的存在给管道建设、维修、疏通等作业带来了极大的 困难,特别是抽升泵站中如果进入漂浮物就会造成水泵叶轮堵塞、磨损损坏现象的发生,虽然已经采取了减小格栅 条之间的间距,但是还是不能避免更小的杂质进入。为了解决上述问题,建议在庭院或住宅小区的管道出口处设 置简易人工拦污格栅,定期进行清理、清掏,从源头上控制漂浮物进入市政管网,以减轻市政管网维护管理的工作量。

4.2在检查井井底设置沉淀池

要革新传统的检查井方法,将井底改为沉淀式,井底下沉 30~50 cm。这样中的沉积物多数会沉积在检查井中,不至于流入下游管段,只要定期清掏检查井内的沉积物即可,减少了管道维护作业的工作量。这种做法也可用 于雨水检查井。4.3在检查井内设置闸槽

给排水管路中的流量和流速均较大,对管道的维修工作带来诸多不便,为了方便维护作业,建议干管的管道交汇处检查井、转弯处检查井或直线段的每隔一定距离的检查井内根据需要设置闸槽,利用闸槽控制水流的流量,当有施工需要时,便利用闸槽切断给排水管路的水流,为维修施工带方便。

结束语

市政基础建设是关系到国计民生的实际工程,其面临的复杂性也是其他工程不能比拟的。市政工程中又尤以作为隐蔽工程的给排水管道工程最为复杂,一旦设计不当不仅容易造成维修维护上的困难,更可能导致各种影响市民 生活质量的状况发生。为此,市政给排水管道设计一定要有意识的预防不良状况的出现,把握住上述这些设计关键之所在,强化对排水管道工程质量的掌控,切实保护居民的生活质量。

参考文献:

[1]刘培文.市政工程资料集[M].中国计划出版社,2006.

[2]王继刚.现代市政道路给排水管道工程的设计与施工[J].现代营销(学苑版),2012(01).

论文作者:成丹

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/17

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