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市政管线综合室外给排水设计探究摘要：本文结合给水系统、排水系统以及管段的设计对市政管线综合室外给排水设计进行了探讨。关键词：市政工程 管线综合 室外给排水 设计Abstract：Based on the design of water supply system, drainage system and pipe section, this paper discusses the design of outdoor water supply and drainage for municipal pipelines.Keywords：Municipal engineering pipeline layout Outdoor water supply and drainage Design 随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，城市道路的市政管线也越来越复杂，为减少道路二次开挖现象的出现，避免经济和资源的浪费，就必须科学合理的对市政管线进行综合设计。1 市政管道分类 市政管道工程是市政工程的重要组成部分，是城市重要的基础工程设计。市政管道工程包括给水管道、排水管道、燃气管道、热力管道和电力电缆。其中给水管道主要为城市输送供应生活用水、生产用水、消防用水和市政绿化及喷洒用水,包括输水管道和配水管网两部分；排水管道主要是及时收集城市生活污水、工废水和雨水，并将生活污水和工业废水输送到污水处理厂进行处理后排放，雨水就近排放，以保证城市的环境卫生和生命财产的安全；燃气管道主要是将燃气分配站中的燃气输送分配到各用户，供用户使用；热力管道供给用户取暖使用，有热水管道和蒸汽管道；电力电缆主要为城市输送电能，按电压的高低可分为低压电缆、高压电缆和超高压电缆。2 管线综合布置原则和方法 当各种管线布置发生矛盾时，按未建让已建、临时让永久、小管让大管、压力管让重力管、可弯管让不可弯管的原则处理。当工程管线交叉敷设时，自上而下的排列顺序一般为电力电缆、电信电缆、势力管道、燃气管道、给水管道、雨水管道、污水管道。在进行给排水管道设计时还要考虑下列原则：充分利用地形，主要干线要布置在地形高程较低的低谷区，以便最大限度地接入支干管渠。同时要考虑尽量沿城市街道布置在人行道下或慢车道下，以减小动荷载和便于检修。当街道宽度较大时，应考虑在街道两侧各设一条，以减少过街管；还要尽量避免地上地下交叉。避免小流量长距离的管道。在布置雨水管时，要充分利用地形，就近排入水体。3 给水管道系统的设计 给水管道系统由取水构筑物、给水管、配水管网、泵站和水量调节设施组成，其中取水构筑物是水源取水点，配水管网主要用于分配输送集中区域用水，泵站是为满足水压要求的加压设施，水量调节设施主要有清水池、水塔和高位水池，主要用于调节供水和用水的流量差。 3.1 给水管网的布置原则 给水管网的主要作用是保证供给用户所需要的水量、保证配水管网有适宜的水压、保证供水水质并不间断供水。 3.2 给水管网的布置形式 给水系统按输水的方式可分为重力输水、压力输水和重力、压力输水相结合的输水系统。其中重力输水的水源处地势较高，清水池中的水依靠重力进入管网系统，无动力消耗，较经济；压力输水是依靠泵站回压输水；重力、压力输水相结合的输水系统适用于地形复杂且输水距离较长的区域。配水管网按其形状可分为树状管网和环状管网两种基本形式，树状管网的优点是构造简单，投资较省，可发展成环状，但可靠性差，水质容易变坏；环状管网的优点是供水可靠性大，安全性高，但与树状管网相比投资要高。 3.3 配水管网布置要求 配水管按管段的功能均可划分为配水干管、连接管、配水管和分配管，随水流方向以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应从用水量较大的街区通过，干管距离一般为 500 800m 左右，连接管之间的距离为 800100m 左右，最小分配管直径为 100mm，大城市采用 150200mm，干管高处应设排气阀，低处高泄水阀，当输水管线坡度小于 1：1000 时，应每隔 0.51.0km 装设排气阀，给水管道交叉时最小净距 0.15m，且与其他管道接口不重叠。 3.4 给水管材的选择 给水管道的材料在进行选择时应满足下列的要求：（1）有足够的强度和刚度，可以承受各种内外力负荷；（2）有足够的严密性，保证供水有效性；（3）水力条件好；（4）安装简便、快速可靠、维护工作量小；（5）化学稳定性高，耐腐蚀、质量轻、韧性好；（6）价格低、使用所限长、折旧费用低。 给水管材常可以分为金属管材料、非金属管材料和复合材料三大类。主要的管材有：球墨铸铁管、钢筋混凝土管、钢管、塑料管以及复合式管材。在进行市政给排水管道设计时，要因地制宜，根据市政管线的综合布置情况和材料要求科学合理的选择给水管材。 3.4.1 铸铁管 在给水管材中铸铁管中被大量使用的是球墨铸铁管，它是铁水加入镁和镁合金等金属，使铁中的石墨呈球状，内衬水泥或树脂，外喷锌层沥青层，其优点是抗腐蚀性好，有较好的搞抗拉和抗弯强度，但造价高，穿孔腐蚀速度快。铸铁管主要有承插式和法兰式两种，其中承插式适用于埋地，法兰式适用于明装或地沟内。 3.4.2 钢管 钢管主要有直缝钢管、螺旋钢管、不锈钢管、镀锌钢管和钢塑复合管等，其优点是材质轻、强度高，韧性好；但钢管的水力性能差、防腐处理麻烦、造价高。钢管适用于恶劣和复杂的环境和大口径给水管道。 3.4.3 钢筋混凝土管 钢筋混凝土管的种类主要有普通钢筋混凝土管、自应力混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒钢筋混凝土管。钢筋混凝土管的优点是价格低廉、防腐性能好、能承受较高的压力、有较好的抗渗透性和耐久性，但其重量大、质地脆、粗糙系数大、配件少、维修难度大，主要适用于长距离的输水管道。 3.4.4 塑料管 塑料管可分为聚氯乙烯管（PVC_U）、聚乙烯（PE）管、高密度聚乙烯管（HDPE）、ABS 管。它的优点是强度高、表面光滑、不易结垢、水力性能较好、耐腐蚀、重量轻、加工机接口方便、施工费用低，但其强度底、质地脆、易老化、长距离输送要有补偿措施，在市政给水工程中用的不多。 3.5 给水管道附件的设计 给水管道的附件主要有阀门、止回阀、排气阀、泄水阀和消火栓。其中阀门是调节管道内流量和水压，事故时用以隔断事故管段的设备；止回阀用于水泵压水管上，保护设备免受水锤破坏，主要有旋启式止回阀和缓闭式止回阀两种；排气阀主要用于排除管道中的气体，一般安装在管线的隆起部位；泄水阀的主要作用是在检修时排空管道，一般在管线下凹部位安装；消火栓可分为地上式和地下式两种，地上式适用于不冰冻、不影响城市交通和市容的地区，地下式须安装在阀门井内，适用冬季气温较低的地区。4 排水管道系统的设计 将城市污水和降水，有组织地收集起来， 输送到污水处理厂进行无害化处理并对其利用的整个系统，称排水工程系统。城市排水的对象，按来源及水质分类，可分为生活污水、生产废水和降水三大类。由于对城市污水及雨水的排除方式不同，所采用的管渠系统也不同，各种不同的排水方式形成了各种不同的排水体制。 4.1 排水管道体制的设计 排水管道系统的体制可分为合流制和分流制两种，如果城市污水和雨水在同一排水管渠系统中输送排放，则称为合流制它又细分为直排式合流制、截流式合流制和完全合流制；雨、污水各用专用管渠系统排放，称为分流制，按我国现行室外排水管渠设计规范（GBJ14-87）规定，新建排水管渠都应按分流制建设，以保护水体，分流制又细分为完全分流制和不完全分流制。 4.1.1 直排式合流制 管道系统的布置就近坡向水体，分若干排出口，混合的污水未经处理直接排入水体，我国许多老城市的旧城区大多采用的是这种排水体制。这种体制系统简单，但由于对水体的污染严重，目前已停止使用。 4.1.2 截流式合流制 这种系统是在沿河的岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管上设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。它比直排式有了较大的改进，但在雨天时，仍有部分混合污水未经处理而直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染，它主要适用于对老城市的旧合流制的改造。 4.1.3 完全合流制 完全合流制是将雨水和污水合流于一条管渠，全部送往污水处理厂进行处理。这种体制的特点是卫生条件较好，在街道下，管道综合比较方便，但工程量大，初期投资大，污水厂的运行管理不便，因此这种体制采用的也并不广泛。 4.1.4 完全分流制 分流制是指不用不同管渠分别收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式，排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。完全分流制既有污水管道系统，又有雨水管渠系统，这种体制比较符合环境保护的要求，但对城市管渠的一次性投资较大，适用于新建城市。 4.1.5 不完全分流制 这种体制只有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。各种污水通过污水排水系统送至污水厂，经过处理后排入水体；雨水沿道路边沟，地面明渠和小河，然后进入较大的水体。如城镇的地势适宜，不易积水时，或初建城镇和小区可采用不完全分流制，先解决污水的排放问题，待城镇进一步发展后，再建雨水排水系统，完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资，有利于城镇的逐步发展。 4.2 排水管道系统的设计 排水管道系统主要承担污（废）水的收集、输送或压力调节和水量调节任务，起到防止环境污染和防止洪涝灾害的作用。排水管道系统一般由废水收集设施、排水管道、水量调节池、提升泵站、废水输水管（渠）和排放口等组成。5 管段设计 设计管段的意义是两个检查井之间的一个管段，如果设计流量、坡度都不变，则可取同一管径，称为一个设计管段。确定管道的管径和坡度应与确定管道的起点终点埋深交错进行。 5.1 水力计算原则 一般情况下，随着设计流量逐段增加，设计流速也应相应增加或不变。但是，当管道坡度突然变小时，设计流速才允许减小。另外，随着设计流量逐段增加，设计管径也应相应增加或不变。但是，当管道坡度突然增大时，管径也可以减小，减小的范围不得超过 50100mm。 5.2 跌水井的设置 在地面坡度太大时，为了减小管内水流速度，防止管壁被冲刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。这就有可能使下游管段的覆土厚度无法满足最小限值的要求，甚至超出地面，因此在适当的点可设置跌水井在旁侧管与干管的连接处。要考虑干管的埋深是否允许旁侧管接入，根据情况设置跌水井。 5.3 泵站的设置 在干燥土壤中，管道的埋深一般不超过 78 m；在多水、流砂、石灰岩地层中，一般不超过 5 m。如果超过，则要设置泵站。结束语：合理的规划和设计室外给排水工程是市政管线综合设计的重要组成部分，通过对室外给水系统、排水系统和管段的合理设计可以提高市政管线工程的质量。参考文献：1 赵宗华 市政工程管线综合工作探讨 中国管理信息化 2010（13）2 王凡 浅谈城市市政给排水的规划设计 民营科技 2013（05）3 陈倩，曹刚。市政排水工程问题防治分析及对策J。科技资讯， 2008，(14) 。 4 俞长恒，李志清。对当前市政工程施工养护的几点思考J。5全国民用建筑工程设计技术措施给水排水M北京：中国计划出版社，2003 6给水排水设计手册（第2册）建筑给水排水（第二版）