中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010
摘要：随着我国社会的不断发展，城市居民的用水量及商业用水量都在不断的增加，也就要求加大市政给排水管道的工程建设量。市政给排水管道是否能够长期有效的发挥自身的价值，其结构设计有着关键的作用，结构设计的质量影响着市政给排水管道的经济效益，所以就要高度重视给排水管道的结构设计。
关键词：市政给排水；管道工程；结构设计
1工程概况
某市政道路全长3.266km，道路等级为城市主干道，设计车速为40km/h，采用双向六车道。设计在道路两侧分别铺设一条雨水管道和污水管道，污水主干管采用钢管；雨水主干管采用HDPE双壁波纹管。拟建场地工程地质条件较复杂，但未发现滑坡、滑塌、泥石流及塌岸等不良地质现象，场地整体稳定性较好。拟建场地不存在饱和粉土液化和软土震陷问题。区内地下水及地基土对基础混凝土无腐蚀性，对钢筋砼中钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
2结构形式
在市政给排水管道的结构形式设计中，需要根据管道的用途、埋设的深度、抗震要求、地质条件和经济指标等情况进行综合的考虑。目前给排水管道形式主要有铸铁管、钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管等。本文工程综合各种情况得出污水主干管采用钢管，雨水主干管采用HDPE双壁波纹管。
2.1钢管
钢管管材采用Q235-B，其质量标准应符合现行《普通碳素钢钢号和一般技术条件》规定的要求；管材不宜采用Q235沸腾钢。钢管的焊接材料应符合以下要求：手工焊接焊条采用E43型焊条，焊条质量应该符合国家行业也标准的相关规定，选择的焊丝和焊剂应当与所选择的钢管管材相适应，同时满足国家行业标准的相关规定。钢管覆土容重≤20KN/m3；管顶最小要求覆土深度为一倍管直径且不小于0.7米,管顶最大允许覆土深度为5.0米，地面堆载10KPa；当使用条件改变时应通知设计院采取处理措施。本工程管道基础选择的是180o人工土弧砂管基，人工土弧砂基础利用的是细碎石进行铺设挤，管基材料要求应遵照CECS164:2004第6.3节要求执行。180o人工土弧砂管基详下图1示意：
2.2HDPE双壁波纹管
所使用的HDPE双壁波纹管必须符合《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》CECS164:2004。HDPE双壁波纹管环刚度不小于8。HDPE管覆土容重≤20KN/m3；管顶最小要求覆土深度为一倍管直径且不小于0.7米，管顶最大允许覆土深度为6.0米，HDPE管环刚度不小于8，地面堆载10KPa；当管道位于车行道下管顶覆土厚度小于1.0m时,此部分管道应进行砼包管加固。
3管道结构设计要点
3.1管槽开挖
根据工程所在地区的实际情况，管槽底净宽度需要参考管材管径、埋设深度以及工程施工工艺等因素进行确定，根据分析确定本工程管道每边净宽不应当低于50cm。在管槽开挖施工中，需要对基地高程进行严格的控制，严禁对基地原状土层进行干扰。在管槽开挖施工中如果出现超挖或者扰动的情况，需要采用天然级配碎石换填的方法进行处理，换填之后需要将其整平夯实，要求其密实度达到规定的要求，严禁采用杂土进行回填施工。在管槽地步如果存在尖硬的物体，则必须将其清除，之后再用砂石进行回填处理。管槽开挖之后，需要及时的进行排水和降水，严禁受到水的浸泡。
3.2管槽回填
从管底基础层至管顶以上0.5m范围内的沟槽回填材料，可按表1的规定采用。沟槽应分层对称回填、夯实，每层回填高度不宜大于0.2m。在管顶以上0.5m范围内不宜用夯实机具夯实。对于埋设于冲沟、河岸边及陡坡段（地面横坡大于20度），可能受到水流冲刷的管道和可能受水流冲刷、洪水淹没的管道，应沿沟槽底及两侧槽壁铺设100克长丝土工布以防止细颗粒回填随水迁移。管道埋设后，在回填土表面以不小于300mm厚干砌片石护砌，以防冲刷。埋设于冲沟沟底及河岸边的管道，管道埋设后在表面以不小于300mm厚干砌片石护砌，以防冲刷。
3.3管道基础
本工程管道采用的是土弧基础。对于普通的土质，需要在管道底部下方的原状地基上铺设一层中粗砂，厚度通常控制在10cm左右；但是如果土质状况比较差，则需要铺设一层砂砾基础层，厚度控制在20cm或以上，也可以分两层进行铺设，上层铺设中粗砂，厚度控制在5cm或以上，下层铺设碎石，厚度控制在10—15cm之间。对软土地基，当地基承载力小于设计要求或由于施工降水等原因，地基原状土被扰动而影响地基承载能力时，必须先对地基进行加固处理，在达到规定的地基承载能力后，再铺设中粗砂或砂卵石基础层。管道基础中在承插式接口、机械连接等部位的凹槽，宜在铺设管道时随铺随挖（图2）。凹槽的长度、宽度和深度可按管道接头尺寸确定。在接头完成后，应立即用中粗砂回填密实。
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3.4埋管抗浮设计
对于埋设于冲沟、河岸边地段，可能受到水流冲刷的管道，应保证管顶覆土高度不小于1m，并按有关规范和施工图要求分层压实。在保证管道标高不变的情况下，管道中心线平面位置可根据原地貌进行适当调整；无条件进行平面偏移时采用混凝土包管进行处理。为保证管道在使用期间的完全，由管理部门派人定期巡视。对于其它地段，管顶覆土厚度小于一倍管径或小于0.7m时，采用混凝土包管处理，以满足管道抗浮要求和增强管道抵御遭受人为破坏能力。
3.5抗震设计
在对管线的走向进行确定之前，需要尽量的避开对抗震不利的一些场地和地基，如果管线必须要通过活动断裂带，那么需要将管线尽量的与断裂带正交，并且管材需要选择延性好的钢管。如果有必要需要在管道的外部设施钢管套筒对管道进行保护。管道连接最好采用柔性连接，以此来增强管道的变形能力和抗震能力。管线穿越建筑物时，需要设置套管同时采用柔性连接，并且如果管道必须与墙体嵌同，则需要在墙外设置柔性连接。
结束语
随着我国社会的不断进步，我国已全面实行城镇化建设，在城镇化建设过程中会遇到诸多问题，首先要解决的就是城市自来水供水及排水矛盾，以提高城市供水管道、排水管道的能力及供水、排水效率，降低排水管道的漏水及爆管机率，促进我国城市化的建设步伐，使城市居民都具有供水及排水保障，因此进行市政给排水管道结构设计及改善管网水质是非常有必要的。
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论文作者:洪文林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/29
标签：管道论文; 给排水论文; 钢管论文; 市政论文; 结构设计论文; 地基论文; 基础论文; 《基层建设》2017年第15期论文;