室外給水管道工程設計

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室外給水管道工程設計,在整個給水系統(tǒng)設計中占的比重不大,但在給水工程中卻是必不可少的,這里結(jié)合本人和當?shù)氐墓ぷ鲗嵺`,談幾點體會。

　　室外給水管道工程設計,要依據(jù)室外給水設計規(guī)范、小區(qū)給水規(guī)范、施工規(guī)范、消防規(guī)范、給水排水設計手冊等相關(guān)規(guī)范和手冊,并結(jié)合地區(qū)地理、氣候特點及當?shù)厮镜倪\行規(guī)程等實際情況,從技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性及節(jié)能性出發(fā)綜合考慮,進行設計。設計時應注意以下問題:

　　1平面布置

　　(1)對舊管道更新改造而進行的設計,在新管道定線前一定要調(diào)查清楚舊管線及其分支管的具體位置,并盡量不占據(jù)舊管線的原有位置,最好保證新舊管網(wǎng)之間有1.5m以上的間距,并且要根據(jù)原管道連接的分支管預留管件。這樣在新管敷設過程中不至于必須拆舊管線,從而保證舊管線能正常供水,直至并網(wǎng)施工全部完成以后,再徹底廢除舊管線。如果規(guī)劃位置已被各類地下管線占滿,布置新管線已無合適位置,不得不占據(jù)舊管線原有位置時,則必須采取臨時供水措施,如我公司在建設路DN500供水管線設計過程中,由于新管線需占據(jù)原DN200舊管線的位置,舊管線勢必要事先拆除,不得已沿路敷設了臨時管線來解決當?shù)鼐用竦呐R時用水問題。

　　(2)在交通密集、道路橫斷面較寬路段(規(guī)范規(guī)定大于50m)以及市區(qū)輸水干線管徑較大的路段,應考慮鋪設復線。

　　(3)為降低工程造價,配合市政道路改造,將管道設計在車道下。隨著城市道路等級的逐漸提高,以及地下管線的復雜程度的提高,應考慮適當多預留一些接水口,以滿足城市美化和生產(chǎn)生活的需要。

　　(4)供水主管道不宜開口過多,可考慮結(jié)合地下旁通式消防預留接口。

　　(5)如果給水管線布置在車道下面,要盡量減少在車道上做井。除必不可少的干線閘閥、排氣等井外,像分支管閥門、地下旁通式消防栓等井盡量設計在人行道上。如我公司配合市政工程管理處對環(huán)城東路道路改造,將給水管道及檢修閥門和排氣閥井設在慢車道上,將分支管閥門、排水閥門及消火栓井設在人行道上。

　　(6)管徑大于700mm的水平彎頭應盡量避免90°。

　　(7)承插式管道沿曲線鋪設時,DN600以下管道的借轉(zhuǎn)角度不超過3°;DN700-DN800以下管道的借轉(zhuǎn)角度不超過2°;DN900以上管道的借轉(zhuǎn)角度不超過1°。

　　2管徑的確定

　　管徑應根據(jù)設計供水量及流速確定。綜合考慮管網(wǎng)造價與經(jīng)營費用,確定經(jīng)濟流速,從而確定經(jīng)濟管徑,使管網(wǎng)造價與經(jīng)營費用之和為最小。設計時常采用平均經(jīng)濟流速來確定管徑,當D=100mm～400mm時,平均經(jīng)濟流速取0.6m/s～0.9m/s;當D≥400mm時,平均經(jīng)濟流速取0.9m/s～1.4m/s,大管取大值,小管取小值。

　　(1)市政給水管道管徑一般根據(jù)管網(wǎng)差計算結(jié)果和用水量情況來確定。實際中,有些管徑在若干年前已經(jīng)規(guī)劃,隨著各地城市發(fā)展速度的加快,應結(jié)合城市改造的步伐,考慮遠期發(fā)展,同時照顧經(jīng)濟性和可靠性。對于已形成的城區(qū)或工業(yè)區(qū),設計供水量根據(jù)下列各種用水確定:①綜合生活用水:包括居民生活用水和公共建筑用水。根據(jù)居民生活用水定額或綜合生活用水定額及最高日時變化系數(shù)綜合分析確定。②工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水:生產(chǎn)用水量根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定;工作人員生活用水量(含淋浴用水量)根據(jù)車間性質(zhì)確定。③消防用水:消防用水量、水壓及延續(xù)時間等根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定確定。④澆灑道路和綠地用水:根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。⑤未預見水量及管網(wǎng)漏失水量:按最高日用水量的百分比計算。對于正在興建的新城區(qū)或工業(yè)區(qū),雖然已有規(guī)劃,但在實際發(fā)展過程中,引進的往往與規(guī)劃不一致,如在招商引資過程中,企業(yè)的性質(zhì)與所在地塊性質(zhì)規(guī)劃不吻合,用水量就會有所變化,此時可根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范GB50282—98》來進行估算用水量,從而確定管徑。

　　(2)居住小區(qū)內(nèi)室外給水管道管徑確定,一般依據(jù)小區(qū)用戶的數(shù)量、住宅類別、建筑標準、衛(wèi)生器具完善程度及《建筑給水排水設計規(guī)范》、《居住小區(qū)給水排水設計規(guī)范》等規(guī)范中居民用水定額、用水量等相關(guān)內(nèi)容來確定。要注意區(qū)分最大小時流量與設計秒流量的應用范圍。

　　無論是市政給水管道還是居住小區(qū)室外給水管道都涉及到流量與管徑的對應問題,應依據(jù)流量、流速按《給水排水設計手冊》中的水力計算表及地方經(jīng)驗來確定。

　　3管材的選擇

　　(1)選擇的管材必須有足夠的強度,能承受各種內(nèi)外荷載。

　　(2)選用的管材應具有很高的水密性能。供水管道是承壓的管道,管道的水密性差,以至經(jīng)常漏水,而增加管理費用和導致經(jīng)濟上的損失。同時,管網(wǎng)漏水嚴重時,也會沖刷地層引起嚴重事故。

　　(3)為降低凈水廠的常年運轉(zhuǎn)費,選擇的管材要水力條件好,內(nèi)壁不結(jié)垢、光滑、管路暢通,水頭損失小。

　　(4)選用管材的價格相對要低,使用年限長,盡量降低工程造價,并有較高的防水和土壤的侵蝕能力。

　　(5)管道實際上是一個大的反應器,出廠水未完成的化學反應將在管網(wǎng)中繼續(xù)進行,并且含氯水與管壁發(fā)生新的接觸,產(chǎn)生新反應,這些反應有生物性的、感官性的以及物理性的。因此,選擇的管材要既耐腐蝕,又不會向水中析出有害物質(zhì),最大限度地降低配水管網(wǎng)的二次污染。

　　(6)穿越河道、鐵路和地震區(qū)時,應選用鋼管。鋼管埋地敷設時,管材會受到土壤、地下水的浸蝕,同時還會受到地下雜散電流的影響,使金屬表面產(chǎn)生電化學作用而損壞金屬表層,故必須采取能隔絕對管道腐蝕及減少雜散電流對管道電化作用的防腐絕緣層,以延長管道使用壽命。埋地鋼管一般采用水泥砂漿內(nèi)或無毒飲水漆防腐,外防腐一般采用石油瀝青及環(huán)氧煤瀝青,分普通級、加強級、特加強級3個等級,設計時應根據(jù)具體情況合理選擇。

　　4管道埋設深度

　　(1)根據(jù)冰凍層厚度、外部荷載、最小管頂覆土厚度等綜合考慮進行設計。

　　(2)在設有閥門、排氣等處管道的埋深,要考慮井室的形狀、大小及井內(nèi)閥門實際尺寸和操作尺寸。

　　(3)管道埋設深度不是越深越好,要考慮工程造價和將來管道維修費用。在非冰凍地區(qū),管頂覆土厚度可采用0.8m～1.2m,在冰凍地區(qū)還要考慮冰凍厚度。

　　(4)在市政地下管線復雜的地段,給水管線穿越障礙時,要從全段管道綜合考慮,盡量平緩、順直過渡。

　　5管道附屬設施

　　(1)檢修閥:供水主管每500m～1000m應設置一個檢修閥門,主要管道和次要管道交接處的閥門設在次要管道上。

　　(2)伸縮節(jié):①供水管上設置的檢修閥門應加設伸縮節(jié),當閥門需要更換時,可以減少閥門更換的時間,縮短停水區(qū)域的停水時間。②露天管道應設伸縮節(jié)。

　　(3)排氣閥:①排氣閥設置位置:管道局最高點;管道下降坡度變大點;管道上升坡度變小點;長距離無折點上升或下降管道每隔500m～1000m設置一個排氣閥;長距離水平管道每隔500m～1000m設置一個排氣閥。②排氣閥的口徑:排氣閥的口徑與管道直徑之比為1∶8～1∶12。③排氣閥與管道連接之間應設置閥門,可避免拆換排氣閥時大面積停水。

　　(4)排水閥和排水管:①在管道下凹處或閥門間管段最低處需設置排水閥和排水管,以便排除管內(nèi)沉積物或檢修時放空管道。排水管應與母管管底平接并具有一定坡度。②若地形高程允許,應直接排入河道、溝谷;如地形高程不能滿足直接排放時,可建濕井或集水井,再用抽水機具將水排出。③排水管和排氣閥的口徑與母管道直徑之比為1∶3～1∶4。

　　(5)消火栓:①兩個消火栓之間的間距一般為100m～120m,距車行道邊不大于2m,距建筑物外墻不小于5m。②冰凍深度≤400mm的地區(qū)宜設置地下式消火栓,冰凍深度≤200mm的地區(qū)宜設置地上式消火栓。

　　(6)閥門井:①由于管網(wǎng)中的附件設計在閥門井內(nèi),為了降低造價,配件和附件應布置緊湊。閥井的平面尺寸,取決于管道直徑以及附件的種類和數(shù)量。但應滿足閥門操作和安裝拆卸各種附件所需的最小尺寸。井的深度由管道埋深及閥門尺寸確定。但是井底到管道承口或法蘭盤底的距離至少為0.1m,法蘭盤底和井壁的距離宜大于0.15m,從承口到外緣井壁的距離,應在0.3m以上,以便于接口施工。②閥門井的形式根據(jù)所安裝的附件種類、大小和路面材料而定。直徑較小,位于人行道上或簡易路面以下的閥門,可采用閥門套筒,寒冷地區(qū)不宜采用。安裝在街道下的大閥門,應采用閥門井。

　　(7)支墩:①當管徑大于或等于300mm的管線的彎轉(zhuǎn)處、三通處、水管末端的蓋板上以及縮管處,都會產(chǎn)生拉力,接口可能因此松動脫節(jié),而使管線漏水,因此,在這些部位須設置支墩以承受拉力和防止事故。②當管徑小于300mm,且試驗壓力小于1MPa時,在一般土壤地區(qū),接口本身能承受拉力,可不設支墩;在松軟土壤中,要根據(jù)管道試驗壓力和土壤條件,計算后確定是否需要設置支墩。③當管道轉(zhuǎn)彎角度小于10°時,可不設支墩。