浅谈给水管道工程设计要点

卢伟伟

摘要：隨着城市的不断发展和人民生活水平的不断提高，原有的旧城区管网已不能满足用水需求，水压偏低，管道漏损等诸多问题日益严峻，因此各地都在不断新建给水管网。给水管道工程是惠及民生的关键工程，为保证工程质量，务必在项目设计阶段做好设计方案的充分论证和评估。本文结合个人工作实践，浅谈几点体会。

关键词：管径 管材 路由 埋深 配套设施

[前言]给水管道工程设计要依据室外给水设计标准、建筑给水排水设计规范、给水排水管道工程施工及验收规范、消防给水及消火栓系统技术规范等相关技术标准要求，然后结合当地区域规划、供水专项规划和自来水公司运营管养相关规定等实际情况，从管径、管材、路由、埋深、配套设施等方面综合考虑和设计。

一、管径

给水管道管径的确认一般由实际需水量和管网平差结果来综合评定。按供水区域划分，可分为建成区和新城区两部分。其中，建成区管径确定方法如下：①生活用水：含公用设施用水和居民生活用水。可套用综合生活用水定额或居民生活用水定额等相关计价标准确定。②生产用水：由设计单位根据工艺、设备及生产要求确定。③消防用水：根据现行消防类相关规范确定。④其他用水（含浇洒道路、绿地用水及其他未预见水量：根据最高日用水量的百分比计算。⑤管网漏失水量：根据当地水司实际统计数据确定。新城区因时常存在招商企业与规划地块性质不一致的情况，为保障供水质量，建议根据《城市给水工程规划规范GB50282-98》来估算用水量确定管径。

给水管道设计必然涉及管径与流量相匹配的问题，正常情况下综合水力计算表（源自《给水排水设计手册》）、流速、流量和经验值来最终确定。与此同时，还需充分考虑项目建设投资和运营管养经费。在综合以上因素的前提下，确定拟建管线的口径。当然，我们也可以根据经验值来大致确定管径选择范围。一般做法是流速介于0.6～0.9m/s时，管径选择小于DN400;当流速位于0.9～1.4m/s时，管径选择一般大于等于DN400。

如已建立智慧水务运维平台，我们还可以充分利用管线GIS系统，运用大数据分析方式手段给新建自来水管线提供必要的数据支持，以便合理调整和优化管线设计。

二、管材

给水管线材质选型时应结合使用需求、管材特性、市场价格等多方因素综合考虑。给水管道多采用地埋方式敷设，且长期承受内部水压、温变应力、水锤冲击、地面荷载、不均匀沉降等多重不利影响，因此在实际选材时必须充分考虑管材强度、刚度和耐腐蚀性能，同时还需考虑供货价格，从设计层面合理控制工程造价。

目前，行业上常用的给水管道管材有钢管、塑料管、球墨铸铁管、玻璃钢管、钢筋混凝土管、复合管等。

1、钢管：具有耐震、耐压、轻薄以及管节长、接口少等优点;同时又有易锈蚀、寿命低、价格高等缺点，在实际使用时必须经过防腐处理，若配备阴极保护装置则防腐、防锈效果更佳。一般广泛应用于受水压力高、口径规格大的场合，以及穿越铁路、河流、道路等关键节点。

2、塑料管：具有内壁光滑、阻力小、重量轻、柔性好、耐腐蚀、施工便捷等优点;同时又有易老化、易脆裂等缺点。目前使用较多的塑料管主要有PE聚乙烯管和UPVC硬聚氯乙烯管等。

3、球墨铸铁管：具有承压能力好、机械强度高、耐腐蚀性强，密封性能好、施工便捷等优点;同时又有耐动荷载能力弱的缺点。目前市面上给水管道施工普遍选用该类管材。

4、玻璃钢管：具有抗腐蚀、重量轻、施工便捷等优点;同时又有刚度小、易脆裂等缺点。目前该类管材市面上已较少选用。

5、钢筋混凝土管：具有耐久性好、抗渗性强，耐腐蚀性强等优点;同时又有易碰损、施工复杂等缺点。目前常用于大型输水系统工程。

6、复合管：常用的有衬塑复合管，一般用于住宅小区的内部立管。

三、路由

首先，根据相关规范，理论上给水管线设计一般布置在道路外侧，主要沿人行道或路边绿化敷设。实际设计时，人行道或绿化带管位可能已被其他管线占用，或者规划部门对于地下管线经过通盘考虑后将给水管道安排在慢车道或机动车道。当给水管线敷设在车道下面时，应减少检查井的设置，除去必要的排泥、排气和腰阀等井室外，其他诸如T口阀和消防阀等井室要设置在车行道以外。为保障道路两侧地块的用水需求，在给水管线设计时应在路口和道路沿线适当位置增加过路管和预留T口，给后期接水施工提供便利。

其次，主干道设计给水管线时一般应考虑敷设双线（即：输水管+配水管）。目前，自输水管开T接水的情况已越来越少。主要有两方面原因：一是输水管一般位于主干道，施工协调难度大;二是输水管接水会破坏原先的水力平衡，自来水公司一般不会同意。所以，一般情况下，设计单位会在设计阶段就同步配备小口径配水管，专用于后期用户接水。

最后，在给水管线升级改造的项目中，我们应提前摸排出老旧管线的确切位置，然后再给新管道定线，新旧管线要尽量保持1-2m的间距，非必要新管线不得占据旧管线的管位，同时根据旧管道的分支管做好接口预留。这样，我们可以确保在新管线施工的同时，旧管线仍能正常供水，待新管线施工结束实现并网输水后，再废除旧管线。如果新管线必须占用旧管线管位时，必须采取临时供水措施，保障用户基本用水需求。

四、埋深

规划部门在做管线综合规划时一般遵循“有压让无压”的原则。当地下管线交叉打架时，规划部门一般会要求给水管深埋避让，而自来水公司出于工程投资和管养维护的角度，在满足荷载和冰冻的情况下，喜欢浅埋处理。实际上，随着城市的发展，地下市政管线越来越多、管线交叉现象越来越频繁，给水管线在多次避让后，势必会形成频繁的上下起伏，气阻、水锤现象时有发生，降低了运行效率，增加了安全隐患。另外，在排泥、排气和闸门等处的埋深还要考虑检查井的大小和形状。

综上所述，管道埋深考虑因素具体如下：（1）在地下市政管线复杂的地段，给水管线避让或穿越障碍时，要从全线综合考虑，尽量顺直、平缓过渡。（2）在设有排泥、排气和阀门等处管道的埋深，须考虑检查井的大小、形状以及阀门大小和井内实操空间。（3）根据外部荷载、管顶覆土厚度、冰冻层厚度等指标设计埋深。

五、配套设施

给水管道工程一般须配建以下附属设施：

1、阀门井：为了合理控制造价，阀门井内的管网配件和附件应紧凑布置。在预留操作空间的前提下，管道直径和附件的种类及数量决定了阀门井的平面尺寸。而管道埋深及阀门尺寸决定了阀门井的深度。另外，路面材料、附件种类和大小等决定了阀门井的形式。

2、检修阀：在给水主管上每隔1000m左右应设置一个检修阀，主、次干管交接处的阀门应设置在次干管上。

3、排气阀：管道直径与排气阀口径的比值一般情况下为10：1。在管道上升坡度变小点、管道下降坡度变大点、管道局部最高点、直管段每隔1000m等位置应设置排气阀。一般情况下，管道与排气阀之间会设置一只开关阀。

4、排泥阀和排泥管：母管直径与排泥管和排泥阀的口径之比一般情况下为3：1。一般在阀门间管段最低处或管道下凹处设置排泥阀和排泥管，用于检修时放空管道或排除管内沉积物。排泥管应与母管管底平接，同时设置一定坡度。

5、伸缩节：架空敷设的给水管道应在合理位置设置伸缩节，消除因热胀冷缩产生的应力。为方便后期阀门拆卸，一般情况下DN300以上检修阀门应配设伸缩节。

6、支墩：给水管线的三通、弯头以及盲板等部位，都有可能产生水锤，从而致使接口松动或管道脱节。为此，须在以上部位设置支墩来承受水锤冲击。

7、消火栓：室外消火栓应沿道路设置。当道路宽度大于60m时，宜在道路两边设置消火栓，并邻近十字路口，消火栓间距一般不应大于120m。

六、结束语

最后，建议给水管道工程的建设单位，在项目设计阶段组织设计、施工、监理以及自来水公司等单位共同研究和优化设计方案，确保给水管道工程设计的科学性、合理性和经济性。

参考文献：

[1] 城镇给水排水工程规范  中国建筑工业出版社

[2] 给水排水设计手册一城镇给水  中国建筑工业出版社

[3] 黄健民 市政给水管道设计心得[J].2009，（02）。

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