惠州市供水有限公司 广东 惠州 516003
【摘 要】城镇给水管道工程在城市化建设进程中起着不可忽视的作用，直接关系到城镇居民的生产生活能否正常进行，对于城市发展有着重要的意义。为了保证居民的生活稳定及城市的经济发展，除了严格控制城镇给水管道工程的施工质量，结合当地的经济、地理、气候对给水管道进行优化设计是至关重要的。本文将以给水管道相关设计规范为依据，综合考虑技术可行性和经济合理性，针对城镇给水管道工程的设计要点做出几点分析。
【关键词】城市化建设 给水管道 工程设计
引言
在城镇给水管道工程设计中，应因地制宜，因时制宜，充分考虑工程项目建设区域的地理、气候以及水源的实际情况，反复论证给水管道设计方案的技术可行性和经济合理性，从而达到城镇给水管道设计的最优化。可以说，给水管道工程项目的设计工作是一个将实际操作与主观判断相结合的过程。进行设计工作时工作人员必须重视并全面考虑客观条件对于工程项目的重要影响，具体分析如下。
1、给水管道的平面布置
城市道路下工程管线包括电信电缆、电力电缆、给水管道、排水管道、热力干线、燃气输气等。为了保证各工程管线的正常运行，给水管道平面布置至关重要。给水管道平面布置应遵循以下原则：一、给水管线一般布置在城市道路两侧的人行道或绿化带下方。与布置在车行道下方相比，受到车辆的荷载压力较小，且可减少管道埋深。同时，便于日后维护管理，若发生故障，对居民生活影响较小。二、尽量减少与各工程管线的交叉设置，若无法避免，则根据《城市工程管线综合规划规范（GB50289-98）》中工程管线竖向位置发生矛盾时的处理原则确定。三、沿规划道路敷设，尽量缩短管线长度，减少障碍物跨越次数。若不可避免，则需减少弯折，以减少水头损失和管道积气点。四、详细勘察现场地形，减少架空管道及跨河管道。
1.1新建给水管道平面布置
新建给水管道根据现状地下管线或新建市政道路管线横断面图确定管位。但因城市化建设越来越完善，给水管线的复杂程度也会越来越高，为了城市生产生活的正常进行及远期接水需求，应合理设置过路管道及预留口。如果城市内部地形相对较为复杂，或者给水管线较长时，若仍选用统一的给水系统，往往会导致给水压力不足，使城市给水制高点无法正常给水。为了避免这类情况的发生，我们需要对城市内给水系统进行压力分区，采取合理技术在不超过给水管线最高可承受压力的前提下适当加压，以维持高区正常供水。
1.2迁改给水管道平面布置
城镇给水管道工程设计往往会基于原有的给水管道进行开展，为了能够减少工程成本、提高施工速度并且达到物尽其用的目的，全新的给水管道工程并不会将旧管道线路完全拆除，而是加以适当利用。在这个过程中需要注意，全新铺设的给水管道与原有管道之间应保持一定的距离，从而避免两者之间相互影响，间隔一般不小于1.5m[1]。这样在进行新管线铺设时，便无需将原有管道进行拆除，旧管线仍然能够发挥作用。而在新管道完全铺设好之后，便可以对旧管线进行处理。如果在施工之前便对旧管线进行拆除，则会导致施工过程中城区供水间断，影响城区居民的日常生活。
1、给水管道的设计
给水管道的设计是城镇供水工程的重要环节，也是城镇供水的基础。如果给水管道设计出现偏差，则很难保障工程施工的质量，在整个供水系统建设结束之后，也容易出现故障。因此，对于管道的各项参数设计、材料选用以及施工参数等都需要进行合理设置。
1、管道直径的确定
通常，城市内给水管道的直径根据管线网络平差计算结果以及城镇内用水量的情况进行确定。虽然大多数城镇都已经确定了供水管道的管径，但随着城市化建设的速度不断加快，原有的管径标准很难满足当前城市居民生产生活的需求。为了能够符合城市化建设进程，我们在进行城镇给水管道工程设计时便需要根据城镇的改造情况以及城镇未来的发展规划来进行管径的确定。
一般来说，计算管径所使用的公式如下：
其中，D为我们所需要求得的管径，q为管道内的流量，而v则为供水流速。在供水管道设计过程中，流量与流速均可以通过城市内的实际供水量来确定，而城市的主要供水量组成主要包括如下几种：一、综合生活用水，包括居民生活用水及公共建筑及设施用水，这是城市内主要的用水领域。二、工业企业的生产生活用水。在城镇郊区往往会存在着较多的生产单位厂房，在进行生产工作的时候会有较大的用水需求。三、城镇内部活动用水，这一部分用水量包括消防用水、浇洒道路和绿地用水等。上述这三种用水量均可通过长时间测量统计或通过相关标规范计算确定。而除了这三种用水之外，还存在着另外一种无法统计的用水项，即管网漏损水量和未预见用水。在进行管径设计时，按照最高用水量百分比的方式计算该部分水量。但是在实际计算过程中，仍会出现两者不相吻和的情况，此时便可以根据《城市给水工程规划规范GB50282--98》来进行用水量的估算，从而确定管径[2]。除此之外，在进行管道设计时也需要考虑不同管径管道的施工对城市规划带来的影响，避免管径过大而导致工程开挖范围过广，影响当地居民日常生活。
2、管道材料的选择
城镇给水管道所需要使用的材料必须具有较高的强度，因为其不但需要承载土壤重力施加的外部载荷，同时还需要承载其内部供水压力所带来的内部载荷。如果管材不能够承担这些载荷，则容易发生爆管、漏损等问题。同时，管材也需要有较好的密闭性，在正常情况下不会发生渗透漏水的情况，并且在长时间运行之后内部不会产生水垢与其他附着物。由于管道管径一般是根据其输送水量来确定的，如果内部存在水垢则会大幅度减小其内部通水实际直径，从而发生各种供水送水问题。其次，管道铺设在土壤中，而土壤是一个较为复杂的环境。其中不但存在着各种微生物，也拥有较多的电解质，这些物质往往会与管道材料发生反应，从而使管道随着使用的时间延长而变薄。不仅如此，当前自来水厂为了净化水体往往会使用氯气，氯气通入到水中会生成次氯酸，该物质也具有较强的腐蚀性。如果管道材料被腐蚀，甚至会与腐蚀物发生反应生成有毒有害物质进入供水水体中，威胁城市内居民安全。比如有些地区存在较为丰富的地下水，土壤中含有较多矿物质以及盐类物质的溶液较多，此时如果不在管道外侧加设保护层，则管道将会在短时间内被快速腐蚀，缩短了使用寿命。最后，当前两个要求满足之后，便可以考虑选取价格较低的管道，以进一步降低管道铺设的施工成本。
3、管道埋深的确定
管道埋深需要考虑的因素主要分为两个方面，其一是外部环境因素，其二是管道自身因素。首先，如果土壤存在冻土层或在寒冷季节可能存在冻土层，则需要在管道能够承受载荷的范围内提高埋深，如果不存在冻土层则最小覆土深度为0.7 m左右。此外，如果管道上方的道路情况较为复杂，则需要加大埋深，以防止管道受到外界压力过大而发生破裂。最后，如果管道含有阀门、排气阀等设施，则需要酌情降低管道埋深，同时对井室、大小以及阀门的具体参数进行设计，以防止此类脆弱结构承受过大载荷而发生破损。
3、管道附属设施设计
管道的附属设施包括管道的检修阀门、伸缩节、排气阀、排泥阀、消火栓等设施。这些设施并不属于管道主体，但是对于供水管道的正常工作起到重要的意义。首先，检修阀门应当位于主管道或者是主管道与次要管道之间的交界处，两个检修阀门的间隔最好不超过1000m。同时在检修阀门上应加设伸缩节，在保护阀门的同时，提高阀门故障时的检修维护效率。其次，供水管道的排泥阀应当设置在管道的最低部位，从而使管道内的沉积物或者是液体在检修时顺利排出。但如果管道所在位置地势较低，便很有可能发生无法排放的尴尬局面，此时便需要设立湿井，辅助排放。最后，消火栓依靠地下给水管道而工作，如果当地存在冻土层，设立地上消火栓很难取得较好的效果，因此应当设计建设地下防火栓，保持间隔在100m-120m，使之能够发挥最大的作用。
4、结语
城镇给水管道工程设计是城镇供水系统施工项目质量保障的基础，因此我们在进行设计工作时必须要结合当地近远期规划，并严格遵循行业要求与相关规范，为城市建设做出贡献。
参考文献：
[1]龚彦宇，城镇基础设施建设项目道路管道工程施工测量浅析，[J]，国土资源导刊，Land & Resources Herald，2014-5.
[2]朱桂香，陆小飞，刍议村镇集中供水项目给水管道设计，[J]，黑龙江水利科技，Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy，2013（41）-8.
论文作者:罗靖
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
标签：管道论文; 管线论文; 城镇论文; 用水论文; 城市论文; 管径论文; 发生论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;