市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

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一、現(xiàn)場踏勘

給排水管道距離比較長，有些管道要穿越城鎮(zhèn)密集區(qū)，有些要跨越山脈和河流，還有的會(huì)橫跨公路和鐵路，因此地形條件比較復(fù)雜，對其進(jìn)行現(xiàn)場勘查就十分有必要。如果不及時(shí)勘查地形或者地貌情況，那么對于管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就會(huì)考慮不全面，對于給排水工程的整體質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在進(jìn)行現(xiàn)場勘查時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)同給排水和概預(yù)算等專業(yè)設(shè)計(jì)人員一同參謀，并選擇合適的線路，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況在施工圖紙中進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，還要注意對個(gè)別疑難地進(jìn)行重點(diǎn)勘查和設(shè)計(jì)。現(xiàn)場踏勘這一工序在市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是必須可少的，而且是非常重要的工序，需要專業(yè)設(shè)計(jì)等人員積極參與，并進(jìn)行選線工作，踏勘以后提出專業(yè)意見以供給排水平面設(shè)計(jì)參考，從而保證管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和規(guī)范性。

二、測量和地勘要求

1.勘探點(diǎn)距和鉆孔深度。根據(jù)要求，勘探點(diǎn)要在管道的中線上布置，而且不能偏離中線太遠(yuǎn)，最多為3m，間距一般為30-100m，根據(jù)不同的地形條件選擇不同的間距，對于地形復(fù)雜而且變化較大的地段，間距應(yīng)當(dāng)小些要密集一些，深度要達(dá)到埋設(shè)深度以下并在1m以上，遇到河流的話要繼續(xù)鉆，達(dá)到河床最大沖刷深度以下2-3m。

2.提供勘探成果要求。提供的勘探成果要求主要有：第一，要認(rèn)真查明管道埋設(shè)深度范圍內(nèi)的地層形成原因、巖石的特征以及厚度；第二，要?jiǎng)澐盅鼐€地質(zhì)單元；第三，要對沿線的滑坡、泥石流、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害容易發(fā)生的地域范圍、發(fā)展趨勢以及對管道可能造成的影響進(jìn)行深入調(diào)查；第四，要調(diào)查巖層的產(chǎn)狀和分化破碎程度對管道產(chǎn)生影響的全部斷裂帶的性質(zhì)及其分布特點(diǎn)；第五，查明沿線井、泉的分布和水位具體情況；第六，對跨越河流的岸坡穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)查，并查明河床和兩岸地層巖性及洪水可能淹沒的范圍；第七，要查明沿線的施工條件、水文地質(zhì)遺跡地下水對混凝土和金屬管道的腐蝕程度，并提供專業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)和建議；第八，針對開挖坡度和軟弱地基處理提供建議；第九，要對地震效應(yīng)和液化進(jìn)行評價(jià)。

三、管道設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.結(jié)構(gòu)形式。管道的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)管道的用途，也就是看是用作給水還是排水，是處理污水還是雨水以及工作環(huán)境、流量、水文地質(zhì)情況以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等經(jīng)過專業(yè)人員分析以后提出相對比較科學(xué)的參考意見。一般而言，承壓管道大多采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、鋼管、鑄鐵管或者現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵；而非承壓管大多采用混凝土管、砌體蓋板涵、鋼筋混凝土管和現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵等。在具體的實(shí)施中根據(jù)具體情況而定，當(dāng)污水管道的口徑相對比較大時(shí)，最好采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵，對于過河渠、公路和鐵路等特殊地段的非承壓管也可采用光管的形式，對于比較大型的工程也會(huì)采用盾構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)管道的規(guī)格、地面載荷、埋置深度和地下水位等情況通過試驗(yàn)來計(jì)算管道的剛度和強(qiáng)度，并對其進(jìn)行復(fù)核，并提供管道壁厚、管道等級和結(jié)構(gòu)配筋圖。對于特殊要求需要進(jìn)行加固的管道，可以采用管廊、混凝土或者鋼筋混凝土包管等措施來加固。當(dāng)遇到鋼管計(jì)算出的壁厚缺乏經(jīng)濟(jì)性的問題時(shí)可以使用加助的方法進(jìn)行處理，在具體實(shí)施中應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況來確定指標(biāo)。

3.敷設(shè)方式。對于管道的敷設(shè)方式選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)地面地下障礙物和埋置的深度來確定，一般常用溝埋式的敷設(shè)方式，另外還有上埋式、頂管和架空等方式。當(dāng)使用購買時(shí)的敷設(shè)方式具有難度時(shí)，可以選擇頂管和架空等敷設(shè)方式?？傊O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同對敷設(shè)方式的選擇也不同，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。

4.抗浮穩(wěn)定。在管道敷設(shè)時(shí)會(huì)遇到地下水位比較高或者施工期間連續(xù)下雨的情況，因此給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要高度重視管道的抗浮穩(wěn)定，根據(jù)專業(yè)計(jì)算采取相應(yīng)的措施來抗浮，從而保證管道工程的質(zhì)量。

5.抗震設(shè)計(jì)。在進(jìn)行市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)尤其要重視對抗震的設(shè)計(jì)，要盡量避開對抗震不利的場地和地基，實(shí)在無法避免的就應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的重要性進(jìn)行綜合考慮。為了滿足抗震的設(shè)計(jì)要求，盡量選擇抗拉、抗折、延展性好并且強(qiáng)度高的鋼管，一般選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的管道，并做好鋼管的防腐蝕措施從而保證管道的質(zhì)量。

四、管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的問題的問題

1.管道滲漏問題。市政工程給排水管道設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮的問題之一就是管道的滲漏，管道的滲漏可能由多方面的原因造成的，概括來講，主要有兩方面原因：一方面，管道材料自身的問題，為了降低成本而使用一些不合格、砂眼和彎頭質(zhì)量不過關(guān)的材料，在使用的過程中由于達(dá)不到工程規(guī)定的要求，因此很容易造成管道的滲漏；另一方面，施工的組織管理存在缺陷，在施工過程中如果不對監(jiān)督施工狀況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)督，施工人員就會(huì)放松警惕，安全和質(zhì)量意識(shí)就會(huì)下降，這樣就很容易造成管道接口由于缺乏嚴(yán)格密封導(dǎo)致管道滲漏。針對此，在今后的管道設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的施工環(huán)境來選取不同材料的管道，從而降低管道漏損的概率。在管道材料中經(jīng)常使用球墨鑄鐵管和玻璃鋼夾紗管，這些材料具有管壁厚、環(huán)向剛度大和耐腐蝕等優(yōu)勢，盡管成本比較高，但是使用壽命很長，因此成為優(yōu)先選擇的材料。此外，要加強(qiáng)對施工過程的監(jiān)督，不斷增強(qiáng)施工人員的質(zhì)量意識(shí)，一旦出現(xiàn)問題要及時(shí)糾正，從而保證管道的施工質(zhì)量。

2.管道堵塞問題。市政工程給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮的問題還有管道的堵塞，管道堵塞也是經(jīng)常發(fā)生的問題。管道一旦堵塞，污水和雨水等將得不到及時(shí)的排泄，給人們的日常生活造成很大不便。具體來講，管道內(nèi)部很容易進(jìn)入地面上的垃圾，經(jīng)過水流的作用以后會(huì)在彎頭等處匯集，由于清理不及時(shí)，這些垃圾就會(huì)淤積起來，最終導(dǎo)致管道堵塞。因此針對垃圾堵塞管道的情況，在今后的給排水工程施工過程中，如果不進(jìn)行安全工作那么可以用麻袋纏縛在管道的接口處，在它的上面蓋上木板，這樣垃圾就不會(huì)進(jìn)入到管道內(nèi)。再者如果不慎垃圾進(jìn)入管道造成堵塞，要及時(shí)換管道，還應(yīng)當(dāng)對周圍地區(qū)的管道及時(shí)進(jìn)行檢查，從而減少必要的損失；另一方面，還要優(yōu)化管道的設(shè)計(jì)，可以適當(dāng)增大管道的內(nèi)徑，從而減少管道堵塞的發(fā)生。

3.給排水管道設(shè)計(jì)中的其他問題。在給排水管道設(shè)計(jì)中除了上述量大需要注意的問題以外還應(yīng)當(dāng)注意在用戶管線出口建立格柵、在檢查井底設(shè)置沉淀地以及在檢查井內(nèi)設(shè)置閘槽等問題，只有這樣才能保證給排水管道設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，才能保證整體施工質(zhì)量。

作者：李書林