市政給水排水穿河管線設計

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摘要：市政給水排水工程項目在建設的過程中，部分線路可能會經(jīng)過河道實現(xiàn)穿河。文章主要對該項目設計思路與要點進行研究。首先，介紹了市政給水排水工程項目管線設計的基本原則與思路；其次，分析了市政給水排水工程項目穿河管線的設計要點；最后，通過案例分析的方式，探究了穿河管線的實際規(guī)劃效果，希望能為該領域關(guān)注者提供有益參考。

關(guān)鍵詞：市政工程；給水排水；穿河管線；施工方式；工作井

1市政給水排水管線設計原則與基本思路

1.1設計原則

市政給水排水工程項目是城市道路設計的配套性工程項目，該項目是否合理直接決定著道路建設的質(zhì)量是否達標。因此，在對市政工程項目的給排水設計與規(guī)劃管理中，要對每個環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)化管理。尤其是針對市政給水排水工程項目中穿河管線部分的設計，更要結(jié)合當?shù)厥姓A設施、河道、降水量和污水排放量等多種因素，計算出合理的管線給排水直徑，確保管道的使用可以達到預期目標[1]。重點對工業(yè)用水量進行分析，同時做出整體的用水量規(guī)劃，從根本上確保城市內(nèi)部工業(yè)用水的可持續(xù)化發(fā)展，使城市內(nèi)部給排水設計工程項目推動城市現(xiàn)代化建設。根據(jù)國家頒布的相關(guān)法律與法規(guī)，制定出行之有效的設計思路，根據(jù)城市和水域的水資源分布情況，協(xié)調(diào)好環(huán)境保護和給水排水管線設計。

1.2基本思路

市政給水排水工程項目的管線設計基本思路需要從給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)三個方面進行分析。結(jié)合每一個環(huán)節(jié)的實際設計需求，對其中存在的問題進行整合和管理。比如，以給水系統(tǒng)為例，在進行設計中，要充分關(guān)注到我國當前水資源的配置問題。合理地分析出當前城市內(nèi)部的水資源分布，結(jié)合區(qū)域內(nèi)部的具體分布報告，以調(diào)查的方式，對水源和水質(zhì)進行調(diào)查。根據(jù)當?shù)匾延械墓┧到y(tǒng)管線，合理地對供水量和需求量進行計算，完成地構(gòu)建出工農(nóng)業(yè)用水和生活用水的總量，實現(xiàn)管網(wǎng)的規(guī)劃。

2市政給水排水穿河管線的設計要點

2.1確定施工方式

一般而言，市政給水排水工程項目穿河管線會直接埋在河底位置，施工單位的工作人員在施工中，會使用開挖的方式、定向水平鉆方式或者頂管方式進行管線敷設。具體操作中，要根據(jù)區(qū)域范圍內(nèi)河道情況、自然環(huán)境因素、季節(jié)因素、工期和資金投入等多項因素加以確定。大部分的工程項目中，可以采用傳統(tǒng)開挖方式進行施工，此種方式符合相關(guān)規(guī)定的要求，同時也具有簡單易操作的特征。但是，如果在雨季施工，或者河道本身不具備導流條件、河道護砌不完善等情況下進行施工，施工單位則需要選擇非開挖方式進行施工，確保整體施工質(zhì)量，同時不會對河道本身造成破壞[2]。

2.2確定管線位置

穿河管線位置的確定要進行綜合設計，該環(huán)節(jié)的設計要點在于根據(jù)河道的具體情況進行設計，并在最終施工前期的現(xiàn)場勘查階段，仍需要進行復核。施工單位與設計單位要能夠就管線的具體位置進行協(xié)商。目前，國內(nèi)大部分地區(qū)的穿河管線位置會直接選擇在岸坡相對穩(wěn)定、河岸順直、水流平緩且施工場地開闊的位置。如果設置在了河道轉(zhuǎn)彎處，可能會在長期使用中，受到水流的沖刷和腐蝕。同時，在開挖中，需要考慮到管線敷設位置河流上方橋梁的安全距離，避免開挖斷面對橋梁墩柱的穩(wěn)定性造成破壞。

2.3明確管線敷設深度

在進行敷設深度計算中，需要運用到相關(guān)的計算公式：（1）該公式可以計算出水流平行岸坡所產(chǎn)生的沖刷深度，式中：h表示的是局部沖刷深度；H表示的是沖刷處水深，在計算中可以使用水位最大深度進行替代；Ucp和Uc表示的是近岸垂線的平均流速與泥沙起動的流速。n的大小與防護岸坡所在平面上的形狀有關(guān)，通常n為0.16～0.25。根據(jù)計算的結(jié)果結(jié)合相關(guān)規(guī)定中的要求可以得出，當管道的直徑超過160cm時，其埋深需要控制在管徑的1.5倍左右。

2.4明確護砌要求

穿河管線的全長較長，并且在運行中會受到不均勻沉降的影響，如果不能有效控制可能會引發(fā)損壞，最終會對河道的整體安全造成負面影響。因此，在穿河管線敷設中，要對斷面河道進行護砌。為確保河道安全，可以在穿河管線所在的位置進行全斷面河道護砌。此種方法簡單容易操作，并且還可以在護砌中，將橋區(qū)部分劃入護砌工程中，一同完成護砌管理。

2.5明確倒虹管要求

穿河管線中的倒虹管主要使用在污水管線中，大部分用作河底高程低于管道內(nèi)高程的問題解決措施。倒虹管可以充分解決不同部分之間的高程沖突問題，但是在長期使用中也可能產(chǎn)生堵塞。對此，倒虹管的設置要經(jīng)過當?shù)厮块T與航運部門同意，并在管線所在位置的兩岸樹立醒目的標志。強化倒虹管的強度，防止因為局部不均勻沉降問題而產(chǎn)生滲水和漏水等事故，危機河道整體的航運安全。

2.6確定永久性工作井位置

根據(jù)室外給排水設計與管理規(guī)范中的規(guī)定可以了解到，對于穿河管線的工作井而言，其位置并沒有特殊性的要求和規(guī)定。但是，從實際發(fā)展角度進行分析，對于永久性工作井而言，其位置的規(guī)劃需要在原本的河道管理范圍之外。在此環(huán)節(jié)中，河道管理范圍主要指的是河道保護線范圍。因此，設計單位的工作人員在對工作井進行規(guī)劃安排時，要著重關(guān)注永久性工作井的位置確定。穿河管線平面位置主要根據(jù)管線的綜合設計來確定，如果穿河管線的位置對于工作井的位置會產(chǎn)生阻礙，則要多方工作人員共同溝通商議，制訂出可行的線路優(yōu)化方法。

3市政給水排水穿河管案例

為了更加直觀和深入地分析市政給水排水工程項目設計方案的實際應用效果，本文采用了案例分析的方式進行了探究。

3.1工程項目概況

泰州引江河河道總流域長度為23km，是一條以引水為主的河流，兼顧了灌溉、排水和航運等綜合性管理和使用需求。引江河對于泰州以及蘇北地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和市政工程項目建設，都起到了不可替代的作用。在現(xiàn)代化城市建設中，當?shù)卣Y(jié)合市政工程項目的改造要求，對引江河的水域進行了重新規(guī)劃計劃設定總規(guī)模為600m3/s的引流項目，共分為兩期建造實施。該項目的一期工程早在上世紀末期就已經(jīng)完成，河道采用了寬淺式斷面，并在河道的上方位置，完成了一次斷面，下方設置了緩坡，開挖高程在-3.5m～-3m，寬度為80m。該工程項目的二期工程項目在一期項目完成的基礎上進行了浚深，目的在于擴大水域的引流能力，滿足自流引江的目標[3]。

3.2探測原理與設備

在對當?shù)匾拥乃蚝痛┖庸芫€進行探測的過程中，需要使用到的設備為MALAPROEX型號的地質(zhì)雷達探測系統(tǒng)，按照電磁輻射探測法的基本原理進行探測。該地質(zhì)雷達在實際操作的過程中，主要是根據(jù)超高頻段的短脈沖電磁波探測方法，對地下介質(zhì)的分布情況進行探測。在實際的應用中，可以有效地探測術(shù)各種不同的金屬物質(zhì)與非金屬物質(zhì)，故無論是金屬管線還是非金屬的管線，都可以通過雷達探測而出。在實際操作中，地質(zhì)雷達可以發(fā)射出脈沖超高頻段的調(diào)幅電磁波，該雷達設備的接收裝置為半波偶極天線。雷達脈沖中心頻率大約在幾十兆赫至幾千兆赫之間，高頻短脈沖電磁波通過發(fā)射器向地下發(fā)射，受到不同介質(zhì)和傳導物質(zhì)的影響，會產(chǎn)生不同的波段阻抗。工作人員可根據(jù)返回地面的波形與形態(tài)變化特征，分析不同管線的走向與基本結(jié)構(gòu)狀況。

3.3探測結(jié)果與綜合評價

在雷達探測設備與標準化探測方法的幫助下，可以對地下管線的電磁剖面進行探測，結(jié)合當?shù)卮┖庸芫€的設計方案，得出最終的探測結(jié)果。根據(jù)此次研究工作得出，泰州引江河河段的西岸側(cè)線范圍內(nèi)的總高程在水平面以下16～19.8m，相對于東岸而言，西岸地區(qū)敷設的管道更深。同時，工作人員還使用了靜力觸探的方式，對高程在-10m以上的天然氣管道分布情況進行了探測，得出在此高程范圍內(nèi)，無天然氣管道分布。使用15個靜力觸探測孔，完成了數(shù)據(jù)分析，最終得出在-10m以上探測過程中，各個觸探頭均處于正常穩(wěn)定的運行狀態(tài)中。因為在探測中沒有受到任何阻力的影響，所以此高程范圍內(nèi)無任何管道敷設。

4結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代化城市規(guī)劃發(fā)展進程中，市政給水排水工程項目的管線設計會經(jīng)過河流和堤壩。此種規(guī)劃設計模式與常規(guī)環(huán)境中的給水排水管道的設計與施工有著明顯的區(qū)別。鑒于此，在設計中應該全面考慮到實際的施工環(huán)境，以及施工可能對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響。綜合各項因素，提高設計水平，確保市政給水排水工程項目順利實施。

參考文獻：

[1]韓麗華.穿河管線工程審批及施工中應注意的問題[J].農(nóng)業(yè)科技與信息,2019(2):121-122+124.

[2]李慧.市政排水管線設計的優(yōu)化措施[J].工程技術(shù)研究,2016(5):249+252.

[3]宋蕾,李長偉.市政給水排水穿河管線設計要點[J].市政技術(shù),2015,33(3):111-114.

作者：鄔疆 單位：廣東省基礎工程集團有限公司