南宁市南水市政工程设计有限公司 南宁 530031
摘要：随着社会的进步与发展以及市政工程建设规模的日益扩大，市政综合管廊迎来发展的契机。目前，市政综合管廊已向智慧化管廊方向发展。当前普遍认可的智慧化管廊，强调利用物联网、云计算、大数据等新一代信息通信技术，以满足管廊及各产权单位的管理和服务为核心，实现各领域的高效、智能和精细化管理的目标。为配合智慧化管廊的建设，本文就综合管廊内市政给水管道设计中遇见的管道结构安全、水质监测问题及智能控制问题等进行分析。
关键词：市政综合管廊给水管道设计；常见问题；对策
随着智慧化市政综合管廊的大量建设，综合管廊内市政给水管道的设计性能要求亦需提升。在现有管廊的实际运行中，给水管道上阀门的漏水及维护给管廊的正常运行造成极大影响，甚至危及管廊安全。因此，综合管廊内市政给水管道设计时有必要对管道的安全性和智能性进行考虑并做出相应措施设计。
1.综合管廊内市政给水管道的建设概况及存在问题
1.1综合管廊内市政给水管道的建设概况
目前，国内综合管廊内市政给水管可分为独仓和共仓形式。入廊管线较多的管廊，市政给水管通常为独仓形式，即管廊专门设置一个给水仓专供给水管道使用。此类独仓形式使给水管安装空间、维修空间较为充裕，同时造成管廊造价较高。入廊管线较少的管廊，市政给水管道通常与通讯、弱电等管线共仓。此共仓形式造成给水管安装、维护空间紧缩，与其他管线间距较紧密，造成给水管维护工作较困难。共仓形式使管廊造价大幅减小，使给水管道相应分摊的管廊建设费用、管理费用较低，经济方面具有优势。
1.2综合管廊内市政给水管道存在问题
（1）具有随意性
管廊发展初期，市政综合管廊的建设具有很大的随意性，未将综合管廊的建设与城市的整体规划及供水专项规划紧密联系在一起，缺乏科学的规划与系统性，造成管廊内市政给水管道受到综合管廊的限制从而产生供水系统瓶颈的现象，影响供水系统安全。
（2）费用摊销问题
目前，我国绝大多数市政综合管廊的建设并没有划入政府的预算支出当中，而是各个产权单位以“以收定支、自负盈亏”的方式各自经营。此种费用分摊方式导致在实际的经济核算中各产权单位根据各管线所占体积进行划分和摊销管廊投资费用。通常市政曾和管廊的建设成本是2500万元～3000万元/km。市政供水管道通常是市政综合管廊内占用体积较大的管道，因此，管廊内给水管道的分摊费用较高。以广州大学城地下综合管廊为例，广州于2005年出台了《广州大学城综合管沟收费标准》（穗价函【2005】77号），该标准对广州大学城综合管沟管线入沟费、综合管沟日常维护费用进行了详细的规定。其中，DN600饮用净水水管收费标准为562.28元/m，DN400中水水管收费标准为419.65元/m，DN600热水管收费标准为1394.09元/m，供电电缆收费标准为102.70元/孔·m，通信管线收费标准为59.01元/孔·m。
（3）管道扩容问题
受市政综合管廊空间所限，管廊内市政给水管道管径受限，因此管廊内市政供水管道的供水能力基本定型。随着城市建设的发展，城市面积的扩大，管廊内市政供水管道因无法扩容造成供水任务加重及城市供水水压降低、供水水量不足等现象。
（4）管线之间的安全距离问题
由于管廊内的各种管线皆根据管廊内底的坡度进行安装。因此，当市政给水管的凸点处需安装排气阀时，管廊内会出现检修阀、排气阀等管道附件与其他管线间距不足甚至交叉的局部现象，造成给水管道附件操作不便、维护不易等影响，并留下安全隐患。
2.综合管廊内市政给水管道设计要点
2.1管道的布置
管廊内市政给水管的布置应在保证管道安全的前提下，以管廊的正常使用为原则进行管道敷设。当遇到投料口、紧急出口爬梯等节点时，给水管道应进行避让。给水管道与管廊底的垂直净距和给水管道与管廊侧壁的水平净距，应根据施工安装、维护管理的工作高度及与其他管线的间距进行考虑。
2.2管材的选择
综合管廊内的市政给水管道管材可选用钢管、球墨铸铁管、塑料管等。由于管廊内空间局限性，廊内综合管线布置相对密集，设计时选用的管材要满足现场施工条件的要求。管材的壁厚应根据设计内水压力、管材许用应力等进行计算，并根据市场实际供货规格进行选择。
由于管道进入管廊的单根管道长度受到投料口尺寸的限制，对下料管道进行裁剪，且管件需根据现场情况进行加工制作。因此，管材应具备一定的现场加工操作性。钢管具有强度高、耐震动、加工接口方便、利于现场制作等特点。综合管廊内市政给水管道管材可优先选用钢管。
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2.3管道支撑设施的设置
综合管廊内的市政给水管道为非埋地管道，应设置管道支座将管线固定。
管道的支撑形式可分为支墩形式、托架形式及钢支座形式等。支墩一般指混凝土支墩及砖支墩。托架形式可分为预埋件式托架、膨胀螺栓固定托架。钢支座形式可分为槽钢支座、管柱支座、钢板支座等形式。混凝土支墩及砖支墩抗腐蚀性较好，但施工较困难，人力成本偏高。托架制作简单、运输方便，但抗腐性不好，需做防腐措施，且预埋件式托架需提前与管廊主体设计单位对接，要求管廊主体设计单位设置预埋件，以确保管廊及管道结构的安全性。钢支座制作简单、运输方便，但抗腐性不好，需做防腐措施。
由于综合管廊长期处于阴凉，微潮湿的环境，容易出现腐蚀问题。为保证支撑设施的安全，可优先考虑混凝土支墩或砖支墩。
管廊内市政给水管道应根据管径、水压、环境温度变化情况、连接形式等情况，在弯头、三通、变径、阀门等部位进行管道受力计算，必要时需采取防推脱的混凝土支墩或金属卡箍拉杆等技术措施。
2.4管径的确定
市政给水管的管径，应由管网平差计算结果与水量情况来确定。鉴于管廊内市政给水管道扩容可能性极低、城市建设逐渐面积扩大、供水逐步任务加重的情况，管廊内市政给水管管径在满足管网平差计算结果的同时应考虑日后发展余量，在管廊空间允许的情况下，应尽量扩大市政给水管管径，以保证日后城市扩建、城市人口增长后能具有缓解供水压力的效果。
2.5伸缩接头的设置
管廊内的给水管道，应根据温差、伸缩器伸缩量及管材的热膨胀系数进行伸缩器设置位置的计算。
伸缩接头的设置应避开弯头、三通等节点，以保证此类节点的刚性整体连接性，确保此类节点处管道结构的安全性。
2.6排气阀的设置
给水管道的排气阀设置在每个坡度段的最高点及每个凸点，采用自动复合型排气阀。设计时应注意给水管道上方是否有其他管线及管线间距，当给水管道与其他管线的垂直净距不足以设置排气阀时，可采用管顶侧开叉的方式进行设置。
2.7泄水系统的设置
管廊内给水管道的泄水口及泄水阀门设置的位置，以管道的最低点、凹点及接近管廊集水井处为优先。由于管廊的排水系统未考虑给水管事故时及冲洗时的排水量，故管廊内的排水系统不能满足给水管冲洗时的泄水要求。根据《给水排水管道工程施工及验收规范》，管道冲洗流速应大于1.0m/s。因此，管廊内给水管道泄水时可结合管廊自身配置的泄水装置进行多点泄水，亦可在已伸出管廊的出线支管出预留泄水口，泄水时可由移动泵车接入预留泄水口对管廊内管道进行抽吸泄水，待冲洗合格后方可封闭泄水口。
2.8阀门的设置
压力支线管道进出综合管廊时，应在综合管廊外部设置带抗震接头的阀门。管廊外部的阀门采用手动蝶阀，并同时设置爆管紧急切断阀，以防管廊内给水管道爆管时，可自动切断给水管回流水源，为后续的抢修工作进行安全保障。
为了方便维护检修，便于管廊监控中心第一时间发现问题时能最快控制事故，管廊内500m宜设置给水主管分段电动阀一个，电动阀通过管廊内部自用的通讯系统及弱电系统连接至管廊监控中心，并通过无线信号传输至产权部门。
2.9管廊外消火栓的设计
市政给水管除给用水用户供水外，还担负向市政消火栓提供水源的任务。根据《室外给水设计规范》，消火栓的间距不得大于120m。目前，大部分管廊的出线井间距超过120m，这种现象使得出管廊外的供水管道必须在市政道路范围内进行消防管道的延伸敷设，以确保市政消火栓的间距满足要求。
2.10压力变送器的设置
为便于管理部门及产权部门对管廊内市政给水管道运行压力的检测，管廊内市政给水管道可设置压力变送器。压力变送器检测出的管道水压通过管廊内部自用的通讯系统及弱电系统连接至管廊监控中心，并通过无线信号传输至产权部门。
2.11余氯检测仪的设置
为了有效地对市政给水管道水质进行检测，管廊内给水管道可于管廊两端（管廊进口端及管廊出口端）附近有集水井之处设置余氯检测仪。由于余氯检测仪检测的样水需排至集水井，为了避免浪费水资源并保持管廊内干燥的环境，余氯检测仪采用间歇检测的方式运行。余氯检测仪进水管可设置电磁阀，由市政给水管产权部门提出余氯检测时间间隔要求，管廊监控中心进行控制，检测出的余氯数据通过信号线传输至管廊监控中心，并通过无线信号传输至产权部门。
3.结语
随着市政综合管廊的增加，市政给水管道入廊的数目也随之增加。管廊提供给市政给水管道一个安全却有限的场所，在进行廊内市政给水管设计时需考虑其安全性，同时可利用管廊空间设置一些仪器仪表，使其控制系统与管廊监控中心和产权部门相连，以确保给水管的检测并做一定的风险控制，为廊内给水管的安全运行做保障措施。
参考文献：
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[3]钟树.全国城市地下综合管廊建设拉开序幕[J].建筑节能，2015（4）.
[4]张颖.浅析城市地下综合管廊建设方案[J].科技创新导报，2013（18）.
[5]候文俊，蒋海军，孙伟，等.城市地下管线共同沟建设与发展.市政技术，2005，（23）：229~232.
论文作者:滕慧玲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/26
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