市政给排水管道工程中的结构设计要点分析

杨译哲

摘 要：随着我国的经济水平的提高以及城市建设的进一步升级，市政工程对人们生活的影响越来越大，给排水作为基础设施十分重要的一部分，给排水管道设计的合理性十分重要，关系着城市居民的正常生活用水和城市洪涝安全，城市地下管线分布广泛，还有轨道交通，在设计时要协调好各方线路，合理布置给排水管道，提高设计的可行性，提高施工质量。

关键词：给排水;市政工程;结构设计

1 市政给排水管道结构设计的重要性

我国城市的给排水工程作为市政工程十分重要的内容，是人们关注的焦点，给排水不但关系到人们日常用水是否正常，也关系到在洪涝灾害、重大疫情等高风险突发问题面前是否能够经受得起考验。城市的给排水工程水平在很大程度上体现了一个城市的发展水平和综合实力，其中管道的结构设计与施工质量极其重要，决定了其是否能够长期有效地发挥自身价值。本文从给排水工程结构设计与优化的角度，以强化给排水系统稳定性与有效性方面，分析了市政给排水管道工程结构的地基处理、管槽回填、基坑支护以及抗震设计等方面进行了研究和探讨。

市政给排水管道在使用过程中，虽然埋在地下，但地质变化、土壤成分、地表压力等等因素对管道的影响很大，管道设计的不合理大会导致脱节、变形、移位、腐蚀等等问题，从而使给排水系统出现重大事故，影响水的使用与废水的排出，甚至影响到地表建筑的安全等等。因此，可以看出给排水管道的结构设计在整个市政工程中的举足轻重的地位，需要在结构的设计与系统的构建上就下大力量，确保系统的安全可靠。

2 给排水管道工程中的结构设计的调研与准备

给排水管道工程首先要做详细的前期调研与数据收集，才能较为准确有效的做出完善的方案。调研包括的事项很多，比如要了解当地的地质与水文的基本情况，了解地下水的深度，了解当地既有的给排水系统的水平，了解当地环境，居民区分布，工业区分布，了解天气气候，以及其他基础设施建设情况等等，还要详细的了解当地的政策，做好详细的策划，做好与当地相关部门的沟通与衔接，顺利推进项目的落实。对于工程准备，要做好事务性的准备与技术性的准备，事务性的准备主要是在建设队伍组建，人员配备，后勤保障，资金准备等等方面做好计划，技术性准备，就是要根据建设要求做好工程的各项设计、策划、监督与审计等等工作，确保工程设计与准备工作的高标准。

3 给排水管道的结构设计的内容

1）形式选择。给排水管道设计与敷设主要根据用途来选择，也就是将给水与排水系统根据生产生活的需要设计好，例如，系统如果在工业区敷设，主要考虑污水处理、雨水排放等等因素，将工作环境、厂矿周边环境、水流量、水文地质情况等考虑进去，选择合适的承压管道，合理的加固方式，选择符合实际的管道口径，同时考虑到交通情况，对河流、公路、铁路等特殊地段采用盾构造结构等等。

2）结构设计。根据城市既有的管道规格、地面荷载、街道建设、饮用水来源、整体水位，基础设施等方面做好设计，在考虑到这些问题的基础上，在结构设计的过程中要考虑管壁厚度，敷设深度，以及不同用途的管道结构设计、加固、防腐蚀等等因素。还要选用专业的，有资质的市政工程设计人员，还有有专门的审核验收人员参与工程的施工与监督审核。另外，给排水工程还要兼顾市政工程预算，经济方面的考虑也十分重要。

4 给排水管道工程中的结构设计要点

1）管道地基处理。给排水管道敷设的土壤的硬度是结构设主要考虑的因素，比如面对软土、液化土、回填欠密实土地基都有不同的设计。然而土壤成分与特点的复杂，提高了地基的不均匀沉降的可能性，不均匀沉降是主要的管道事故原因，地基强度不够，稳定性不强，给整个给排水系统的安全性都带来了隐患。不均匀沉降主要是由于管道上部结构的自重荷载以及地表建筑等附加负荷作用，对管道产生过大压力，带来的压缩变形，造成管道开裂的风险。因此，必须要有效处理管道不良地基，通常有开槽施工与非开槽施工的方法，具体采用换填、抛石挤淤、预制钢筋砼方桩和水泥搅拌桩等方式加固地基。开槽施工，主要是针对土质、线路、交通等地表、地下结构不太复杂的情况下，工程手段较为简洁直接，遇到的具体问题少，工期较短，面对土质较软，淤泥较为松散，好清理的情况下，常采用换填等方法加固。非开槽法施工的地基处理对于一些较为复杂的环境不能进行开挖施工时常用，在管道下为淤泥、淤泥质土等软弱土层时，利用预制钢筋砼方桩或水泥搅拌桩等方式，通过牵引法和顶管施工等方法，不用开槽便对管道进行加固，非开槽施工技术较为专业，需要专业的，有资质的施工队伍负责，同时引入第三方做好安全方面与质量方面的验收与监督工作。

2）基坑支护加固施工。一般给排水管道施工都要进行基坑支护工作，基坑支护是软土地区给排水管道工程管道稳定的基础，加固支护方式要根据实际设计，一般情况下对于埋深小于3m的管道地基，可以进行放坡开挖;对于深度大于3m的管道地基，可采用钢板桩支护，必要时可增加横撑。在进行开挖施工的过程中，要充分考虑地下水位与土质特点，开挖地基地下水位过高或过低，要进行相应的排水、抽淤，然后再进行加固，在管道系统搭设完成后，还要利用仪表仪器等设备做好对所在地表土壤硬度、厚度，以及管道变形的监测工作，确保地基的牢固管道的安全。深度较大的管道敷设工作，需要通过非开挖的方式做好加固。

3）防洪抗震的设计。地壳的运动每时每刻都在发生，对于温度变化，都要对管道进行纠偏容偏的设计，将热胀冷缩的因素考虑进去。另外，对于地震、地震灾害对给排水管道的影响非常大的情况，在整体设计时要选择利于抗震的地基，当管线必须通过地壳活动断裂带时，管道方向应尽量与断裂带正交。在管道的材质选择方面，不但要选择防腐蚀的材料，还要选择抗拉、抗折强度高，延伸性较好的钢管材料。对于辅助设备较多或是较为关键的管道设施，还要假装套筒设计等等。除了地震外，还有洪涝灾害对给排水系统的考验，如果遇到连续强降水，首先是升高的地下水位对管道的稳定性带来了一定的影响，其次是短时间的快速的排水水流，对管道带来了很大的冲击力，最后给地质软硬度的改变也会对管道带来沉降的影响，最终影响管道的稳定，因此，在加固过程中，要充分考虑到灾害的影响，保证整个系统的稳定。

4）易于清理维修方面的考虑。给排水管道中首先伴随着水中的泥沙会形成淤泥淤积，其次污水的流动也会将部分沉淀堆积在给排水管道中，因此，定期的清理与维护是保障给排水系统正常运行的必要条件。在监督监管设备铺设的过程中，要做到不留死角，及时收集数据，及时发现问题，及时做出处理。最重要的是对淤积与维护要方便可行，维修清淤入口要方便专业人员与机具的工作。

5）与整体的城市规划相匹配。给排水系统一旦建立完成，就意味着很长一段时间，城市的居民将依靠这套系统工作与生活，因此，城市规划工作要将给排水系统的建造作为一项重点的基础工作來考量，不但要符合人们生产生活的定位，也要符合城市未来的发展方向。要兼顾城市化的进程，也要在保护环境，综合治理的基础上，共同做好给排水系统的建设工作。

综上所述，给排水管道的结构设计在整个市政工程中占据着十分重要的地位，对人们生活与城市发展影响深远。因此，在具体的结构设计过程中，需要充分考虑实际情况和多种影响因素，对管道结构设计的要点进行综合分析，建造高质量的给排水系统。

参考文献

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