市政给排水管道的结构设计方法探究

王伟

摘要：市政给排水管道结构，决定着市民的用水需求是否得到满足，对城市发展来说，市政给排水是非常重要的民生问题。尤其是伴随着城市建设步伐的不断加快，市政工程也得到社会各界的关注与重视，市政给排水管道结构设计，成为城市整体规划中的重点工作内容。基于此，政府部门必须重视市政给排水管道结构的合理设计，保证其能完好地满足市民的生活需求。

关键词：市政给排水;管道结构;结构设计;设计方法

伴随着城市化建设规模的不断扩大，市民对生活品质的要求越来越高。给排水作为重要的民生工程，与市民的工作、生活拥有紧密联系。而在市政给排水工程建设过程中，管道的结构设计与给排水作用拥有密切联系，这不仅能体现城市规划是否合理，更决定着市民的生活幸福感。相关部门应当重视市政给排水管道的结构设计，帮助市民消除给水不足、排水不畅的现状。

一、市政给排水现状

伴随着城市建设规模的不断壮大，我国城市水厂得以大量扩建，供水面积的大规模覆盖，出现了前所未有的给水高潮。但由于环保措施与发展脚步不符，致使部分地面及地下水源受到污染。首先，水厂建设规模日益扩大，地下水源供水比重缩小，水源的水量与质量难以满足部分城市的用水需求。其次，因城市污水处理不当，致使部分水源受到污染。最后，我国大部分水厂仍采取传统的处理工艺，致使少数城市水源质量不佳，必须采取深度处理。

二、市政给排水管道的结构设计方法

（一）设计方法方面

对市政给排水管道设计要点进行深入地了解，能保证给排水管道结构设计的合理性。首先，是承载能力。该内容包括管道结构到达最大承载能力时，会因超出管道本身强度而被损坏，此时管道结构会发生变形。管道稳定性彻底消失，无法继续承载作业压力，这会导致管道結构横向滑移或上浮失去平衡性。其次，是正常使用。相关人员不仅要掌握管道结构的耐久性限值，还要掌握对管道生产使用具有直接影响的变形量限值。最后，相关部门还要对排水总量进行详尽的了解，这能保证市政给排水管道设计的合理性，例如，居民生活、企业用水、绿化用水的给排水总量是不同的。

（二）抗浮设计方面

市政给排水管道的铺设范围大，遍布的地段地形复杂，时常会遇到冲沟、河岸等地形。当管道埋设在冲沟、河岸等地段时，会受到水流的冲刷，为了保证管道结构设计的合理性，相关人员应当保证管道埋设在地下超过1000mm深度的位置，满足相关规范的要求，并采用分层的方式对管道上的覆盖土层进行压实。当施工位置受限时，设计人员则应当根据地貌形式对管道位置进行合理的调整，例如，运用混凝土包裹管道，保证管道的抗浮能力。若是在常规施工地段，发生管道覆盖土厚度不足700mm的情况，则应当使用混凝土包裹管道，确保管道的抗浮能力。

（三）抗震设计方面

自然灾害会对城市建设产生不同程度的损坏，市政给排水管道工程也不例外。当发生地震时，埋于地下的给排水管道可能会发生变形、破裂及损坏。为了保证市政给排水管道设计的实用性，应当采取合理的抗震措施。在确定给排水管道的走向时，应避开软弱地基。若是管道必须从会产生强烈震感的地段通过时，则应当保证抗震措施的落实到位。例如，通过设置钢套筒的方式保护排水管道，这能减轻地震对管道的直接影响。当地震来临时，柔性连接的抗震能力较刚性连接更强，设计人员可以将柔性连接作为抗震设计的首选，提高排水管道的抗变形能力。如果管道必须从地震断层处穿越时，应当在满足设计要求的基础之上，实施浅埋，一来可以减轻地震对管道结构的破坏，二来能够保证地震发生后，尽快对损坏管道进行维修。

（四）构造措施方面

想要保证市政给排水管道结构设计的合理性与实用性，可以在给排水管道的承插管处使用柔性连接。在保证无压管道具备抗震能力的同时适当增强刚度，提升管道整体的抗震能力，最大程度地避免因地震作用带来的变形影响。给排水管道为圆形时，应当对管道基础进行合理预设，可以选用钢筋混凝土材质进行施工。管道的接口位置可以使用钢丝网水泥袋。在液化地段布设管道时，则应当使用钢混管道、柔性接口。

（五）地基处理方面

在设计市政给排水管道结构时，应当把与地基有关的图纸融入到设计之中，以矢量化的形式，扫描地基纵断面，选取合适的施工点，保证管道的基地轮廓。划分地质单元，标明基底高程，结合实际的现状，选择得当的方式处理地基。为了降低地基土体本身的实现性，可在给排水管道的下方增设一个垫层，以灰土为垫层材质，厚度在50-100cm即可。

值得注意的是，应当对带有承插接口的压力管道设计支墩。设置水平及垂直支敦时，应当根据管道弯角、试验压力、土体基本参数为基准计算出支敦的尺寸。若排水管道的材质是钢管，则不需要设置支墩。

三、注重对市政给排水管道结构的其他设计内容

（一）管道的出口格栅

市政给排水管道中常常会有漂浮物，这阻碍着管道的疏通质量。在漂浮过程中，大部分漂浮物都会被格栅拦截下来，未能拦截的漂浮物则会进入泵房，致使水泵堵塞。为了避免这种情况的再度发生，对市政给排水造成不良影响，设计人员应当保证格栅间距的合理性，既要保证格栅间距能阻拦所有漂浮物，又要避免泵房阻塞大幅度减少。在设计市政给排水管道结构时，就可以将拦截漂浮物的格栅设置在管道的出口位置，安排设计人员定期进行清理，杜绝漂浮物进入管道造成泵站的堵塞。

（二）井底沉淀方面

市政给排水管道的水流速较慢、流量较小时，会产生沉淀现象，当沉淀物质达到一定程度时，则可能造成管道堵塞，这不仅影响着水流的通畅程度，也阻碍着排水系统功能的充分发挥。设计人员在设计市政给排水管道结构时，应当将沉淀池设置在检查井的下方，保证整个井底在原有基础上下降50cm左右，这样一来大多数沉积物都会沉淀在井底。设计人员应当对沉淀物进行定期清理，这能有效避免因沉淀物堵塞，致使管道不流通现象的发生。

（三）闸槽设计方面

市政给排水管道中水流的速度与流量都比较大，部分检查井的水位较高。在养护过程中需要先降低水位才能对其进行维护，这会增大维护工作量，为了合理解决该问题，在设计市政给排水管道结构时，可在检查井内设计闸槽，保证闸槽数量与间距的合理性。当需要对某段管道进行养护时，只需要关闭相应的闸槽，便可阶段水流，提高养护工作效率。

（四）做好设计前的准备工作

为了保证市政给排水管道结构的合理设计，应当做好市政给排水管道结构设计的准备工作，在设计时提供详实的参考依据，保证管道结构设计的规范性与合理性。在开始设计之前就对相关资料进行整理和归纳，并在实地勘察之后对市政给排水管道的铺设特征进行了解，在此基础上对设计方案进行优化，確保市政给排水管道结构铺设方式构造措施的合理性与实用性。

（五）质控要点方面

想要保证市政给排水管道结构设计的合理性与实用性，还需要对管道的铺设区域进行合理规划，最好是将排水管道设置在人行道或是慢车道的位置。严格把控管道的坡度和埋设深度，为管道的正常运行做足准备工作。明确排水区域管道结构的质控要点，控制标高的合理性，这能保证污水以最快的速度流到管道内，有效地减少对周边环境、地下水源地污染。

结束语：

市政给排水管道的结构设计，是一项较为复杂且系统化的工作内容，包含着较多的施工、给排水学术知识，一旦某个环节出现问题，可能会对设计质量造成影响。环环相扣的施工过程要求相关单位必须保证每个环节的作业质量。因此，想要保证市政给排水管道的结构设计，能够满足城市的给排水供应需求，就必须根据实际现状设计管道结构，把控好市政给排水管道设计的要点，保证市政给排水管道工程的质量。

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