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摘要:随着科学技术的快速发展,市政给排水管道工程的结构设计也在逐步进行完善与升级,完善与升级的过程是实践与经验互相碰撞相互结合的过程,工作人员需要在实践中不断探究,不断摸索,只有这样才能设计出更合理、更完善的施工方案。在设计过程中重点把控设计要点,根据实际情况因地制宜合理设计给排水管道结构。本文针对市政排水管道工程中的结构设计进行一定分析,希望为以后市政给排水管道工程结构设计提供一定的思路。
关键字:市政给排水管道;结构设计;探析
在现代社会中,市政工程与人们的生活密不可分,所以市政工程的施工和设计备受人们关注,其质量的好坏直接对人们的生活造成影响。随着时代的不断发展,人们对排水工程的运行、施工、维修的需求也在不断提升,且提高排水系统是目前市政建设中的重中之重,所以在实际施工过程中一定要结合实际情况进行排水管道的结构设计,并制定严格的施工流程。
一、前期工作
在进行给排水管道结构设计时应做好前期工作。
(一)进行现场勘察
在进行给排水管道施工时,一般先会铺设较长的一段路,由于地形不同,在设计时需要进行管线铺设,对于一些山区、农田、公路、河流、铁路等需要注意管线的穿越。为有效提高设计的科学性、合理性相关人员应对当地的地貌进行现场踏勘,在踏勘过程中进行选线,与此同时对给排水施工进行预算(与进行预算的相关人员一起进行)对当地的地质进行充分了解,对管线的覆盖区域进行全面了解,若是遇见一些特殊地形需要进行多次踏勘,如有需要可以进行拍照存档,一方面以后查阅。现场踏勘对于给排水管道的结构设计来说能够提供重要的参考依据,也是市政给排水管道功能最为重要的工序,所以结构专业设计人员在进行选线和踏勘时,应提出科学专业的意见。
(二)勘测要求
在进行管道结构设计时,需要进行勘探部門提供较为准确管道线,水文地质,工程地质的相关资料。
1、勘测点的深度及间距,在进行设计过程中注意勘测点应在偏中线位置,且距离不应大于3m,在进行管道线路工程时,其间距应介于100-300m之间,勘测孔最好为3个,在进行勘测点施工时因根据地质复杂程度进行科学调整。
2、提供勘探成果要求:在进行勘探成果时,应查明跨河流,拟穿的岸坡稳定性;查明沿线泉,井的分布及水位情况的影响,性质及范围,调查分析岩层产状,解管道埋设的深度所在范围以及地层与岩性的特征。
二、市政给排水管道结构设计的主要内容
(一)管道结构形式
一般来说,由给排水专业来确定管道材料及结构形式,与此同时,也要综合、全面考虑管道的用途、口径、流量、工作环境、覆土深度、敷设方式以及经济指标、水文地质情况等因素。自来水厂的原水及输水管道通常属于承压管,往往会采用以下几种结构:钢、铸铁、玻璃钢、PCCP管、现浇钢筋混凝土箱涵以及PE管等。而污水厂等重力流管道通常属于非承压管道或者压力较小,出于经济性考虑,往往会采用以下几种结构:砌体盖板涵、混凝土、钢筋混凝土以及现浇钢筋混凝土箱涵;在遇到铁路、公路、过河渠等特殊地段或特殊情况的时候,局部地段的管道压力较大时也可以采用钢管形式。
(二)管道结构设计及基础选型
以管道规格、地面荷载、覆土深度以及试验压力、工作压力、地下水位为主要根据,对管道的刚度、管道的强度进行复核、计算,最终确定管道结构配筋率、管道壁厚。而对于一些必须通过进行加固才能满强度要求、刚度要求的管道来说,可以根据计算结果,选择合理的加固措施,比较常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及钢筋混凝土包管。
(三)管道敷设方式
应综合考虑管道地面障碍物、地下障碍物以及覆土深度等因素合理选择敷设方式。一般情况下,管道敷设方式主要包括架空、顶管以及沟埋这三种,其中沟埋式是最常用的一种管道敷设方式。在利用沟埋式难度较大的情况下,可以选择架空、顶管等方式。
(四)抗震设计
在确定管线走向时,应尽量规避不利于抗震的地基、场地,若是必须要经过液化土地基、地震断裂带,则应根据管道的使用条件、重要性进行综合考虑。对于给水管道来说,应当选择延性良好、抗拉强度高以及抗折强度高的钢管,此外还要密切注意进行防腐;对于排水管道来说,应当选择钢筋混凝土形式的管道,并采取构造措施,以尽量避免出现严重的损害。
(五)构造措施
首先,地基处理。应当将地基处理的平面图、纵断面图、横断面图包含在设计图中,扫描矢量化要进行处理的地段的地勘资料纵断面,并选择合适的参考点,以给排水专业的平面图、纵断面图、横断面图为主要根据,在地质纵断面上放置管道基底轮廓线,然后再划分地质单元,注明桩号、基底高程,并将地下水位以及基底以下、沟槽范围内的土层构造标明。根据桩号划分,确定需要处理的部分,再针对地质情况、厚度,采取相应的处理方法。其次,支墩与镇墩。对于承插接口的压力管道来说,应当设置水平支墩、垂直支墩。根据试验压力、工作压力、土的参数以及管道转角,计算所需支墩的大小。
三、市政排水管道结构设计和技术
分析市政污水的来源、污水自身的污染物、水质情况等因素来明确城市排水管道的平面设计,下面的内容主要是介绍了几种情况中的市政排水管道结构设计情况。
(一)平行样式
在对城市内部的地势形成方向,以及河流流向地域的形成和分布情况做分析之后,可以使用干管和河道等高线的标准设计方式,再做好市政配水管道的施工,于此同时这样还有利于避开一些特殊的地势,若是管道的铺设受到地势的阻碍,这回影响到干管的坡度增大,进而阻碍到馆内部的水流量,进而形成较为严重的冲刷状况,若想使平行式铺设方式可以正常的进行,还要对市政道路的分布情况做好详尽的调查。
(二)正交式管道
正交式的管道结构比较适合地势具有较为清楚的倾斜地域,这种办法是和水体处置上,这样不远不近的长度对排水管道的每个排水干管做分布。这样做主要是因为干管的分布太短了,因此其中的污水排出的速度就很快,这样还使得其造价的降低,但这样做也会使得一些没有经过污水处理的污水直接的排放出去,增大的污水的排放量,进而形成大面积的污水污染现象,因此这样分布结构的办法只可以在排放雨水的时候进行。
(三)截留式
截留式结构通常是建立在正交式上,铺设总的干管截留每个干管内部的污水,最后将其再传送进污水处理厂。截留式结构真正的优点是对正交式结构进行了进化,是较稳定的排水管网铺设方法。截流式结构方法在区域排水系统和分流制的系统中使用较为普遍,把工业中出现的污水和生活中出现的污水进行大量的处理环节之后在排放到外面的水域中,可以在很大的程度上保障水体不被大量的污染,从而对水环境做到尽可能的保护。这种结构布置在地区排水体系中,区域总干管截留范围中各各干管内部的污水,之后把全部的污水都输送到制定位置进行处理。截留式合流制的方式虽然优点显而易见,但自身也存在着一定的缺点,在下雨天的时候很可能使一些雨水也流进了污水水域内。
结语
综上所述,市政给排水管道工程在进行结构设计过程中,一方面应考虑到城市给排水管道的质量,另一方面该工程与人们的生活密不可分。所以在进行结构设计时应时刻关注质量与效率,在结构设计中不断创新使我国市政给排水管道结构设计更加合理、完善是十分重要的,这对我国人民的生命安全与财产安全有直接且深远的影响。
参考文献
[1]郑惠.市政给排水管道结构设计浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2014(13).
[2]贾明彬.市政给排水管道的结构设计探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(08).
[3]姜岩,姜海龙.市政工程给排水管线施工工艺研究[J].科技致富向导,2011(23).
关键字:市政给排水管道;结构设计;探析
在现代社会中,市政工程与人们的生活密不可分,所以市政工程的施工和设计备受人们关注,其质量的好坏直接对人们的生活造成影响。随着时代的不断发展,人们对排水工程的运行、施工、维修的需求也在不断提升,且提高排水系统是目前市政建设中的重中之重,所以在实际施工过程中一定要结合实际情况进行排水管道的结构设计,并制定严格的施工流程。
一、前期工作
在进行给排水管道结构设计时应做好前期工作。
(一)进行现场勘察
在进行给排水管道施工时,一般先会铺设较长的一段路,由于地形不同,在设计时需要进行管线铺设,对于一些山区、农田、公路、河流、铁路等需要注意管线的穿越。为有效提高设计的科学性、合理性相关人员应对当地的地貌进行现场踏勘,在踏勘过程中进行选线,与此同时对给排水施工进行预算(与进行预算的相关人员一起进行)对当地的地质进行充分了解,对管线的覆盖区域进行全面了解,若是遇见一些特殊地形需要进行多次踏勘,如有需要可以进行拍照存档,一方面以后查阅。现场踏勘对于给排水管道的结构设计来说能够提供重要的参考依据,也是市政给排水管道功能最为重要的工序,所以结构专业设计人员在进行选线和踏勘时,应提出科学专业的意见。
(二)勘测要求
在进行管道结构设计时,需要进行勘探部門提供较为准确管道线,水文地质,工程地质的相关资料。
1、勘测点的深度及间距,在进行设计过程中注意勘测点应在偏中线位置,且距离不应大于3m,在进行管道线路工程时,其间距应介于100-300m之间,勘测孔最好为3个,在进行勘测点施工时因根据地质复杂程度进行科学调整。
2、提供勘探成果要求:在进行勘探成果时,应查明跨河流,拟穿的岸坡稳定性;查明沿线泉,井的分布及水位情况的影响,性质及范围,调查分析岩层产状,解管道埋设的深度所在范围以及地层与岩性的特征。
二、市政给排水管道结构设计的主要内容
(一)管道结构形式
一般来说,由给排水专业来确定管道材料及结构形式,与此同时,也要综合、全面考虑管道的用途、口径、流量、工作环境、覆土深度、敷设方式以及经济指标、水文地质情况等因素。自来水厂的原水及输水管道通常属于承压管,往往会采用以下几种结构:钢、铸铁、玻璃钢、PCCP管、现浇钢筋混凝土箱涵以及PE管等。而污水厂等重力流管道通常属于非承压管道或者压力较小,出于经济性考虑,往往会采用以下几种结构:砌体盖板涵、混凝土、钢筋混凝土以及现浇钢筋混凝土箱涵;在遇到铁路、公路、过河渠等特殊地段或特殊情况的时候,局部地段的管道压力较大时也可以采用钢管形式。
(二)管道结构设计及基础选型
以管道规格、地面荷载、覆土深度以及试验压力、工作压力、地下水位为主要根据,对管道的刚度、管道的强度进行复核、计算,最终确定管道结构配筋率、管道壁厚。而对于一些必须通过进行加固才能满强度要求、刚度要求的管道来说,可以根据计算结果,选择合理的加固措施,比较常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及钢筋混凝土包管。
(三)管道敷设方式
应综合考虑管道地面障碍物、地下障碍物以及覆土深度等因素合理选择敷设方式。一般情况下,管道敷设方式主要包括架空、顶管以及沟埋这三种,其中沟埋式是最常用的一种管道敷设方式。在利用沟埋式难度较大的情况下,可以选择架空、顶管等方式。
(四)抗震设计
在确定管线走向时,应尽量规避不利于抗震的地基、场地,若是必须要经过液化土地基、地震断裂带,则应根据管道的使用条件、重要性进行综合考虑。对于给水管道来说,应当选择延性良好、抗拉强度高以及抗折强度高的钢管,此外还要密切注意进行防腐;对于排水管道来说,应当选择钢筋混凝土形式的管道,并采取构造措施,以尽量避免出现严重的损害。
(五)构造措施
首先,地基处理。应当将地基处理的平面图、纵断面图、横断面图包含在设计图中,扫描矢量化要进行处理的地段的地勘资料纵断面,并选择合适的参考点,以给排水专业的平面图、纵断面图、横断面图为主要根据,在地质纵断面上放置管道基底轮廓线,然后再划分地质单元,注明桩号、基底高程,并将地下水位以及基底以下、沟槽范围内的土层构造标明。根据桩号划分,确定需要处理的部分,再针对地质情况、厚度,采取相应的处理方法。其次,支墩与镇墩。对于承插接口的压力管道来说,应当设置水平支墩、垂直支墩。根据试验压力、工作压力、土的参数以及管道转角,计算所需支墩的大小。
三、市政排水管道结构设计和技术
分析市政污水的来源、污水自身的污染物、水质情况等因素来明确城市排水管道的平面设计,下面的内容主要是介绍了几种情况中的市政排水管道结构设计情况。
(一)平行样式
在对城市内部的地势形成方向,以及河流流向地域的形成和分布情况做分析之后,可以使用干管和河道等高线的标准设计方式,再做好市政配水管道的施工,于此同时这样还有利于避开一些特殊的地势,若是管道的铺设受到地势的阻碍,这回影响到干管的坡度增大,进而阻碍到馆内部的水流量,进而形成较为严重的冲刷状况,若想使平行式铺设方式可以正常的进行,还要对市政道路的分布情况做好详尽的调查。
(二)正交式管道
正交式的管道结构比较适合地势具有较为清楚的倾斜地域,这种办法是和水体处置上,这样不远不近的长度对排水管道的每个排水干管做分布。这样做主要是因为干管的分布太短了,因此其中的污水排出的速度就很快,这样还使得其造价的降低,但这样做也会使得一些没有经过污水处理的污水直接的排放出去,增大的污水的排放量,进而形成大面积的污水污染现象,因此这样分布结构的办法只可以在排放雨水的时候进行。
(三)截留式
截留式结构通常是建立在正交式上,铺设总的干管截留每个干管内部的污水,最后将其再传送进污水处理厂。截留式结构真正的优点是对正交式结构进行了进化,是较稳定的排水管网铺设方法。截流式结构方法在区域排水系统和分流制的系统中使用较为普遍,把工业中出现的污水和生活中出现的污水进行大量的处理环节之后在排放到外面的水域中,可以在很大的程度上保障水体不被大量的污染,从而对水环境做到尽可能的保护。这种结构布置在地区排水体系中,区域总干管截留范围中各各干管内部的污水,之后把全部的污水都输送到制定位置进行处理。截留式合流制的方式虽然优点显而易见,但自身也存在着一定的缺点,在下雨天的时候很可能使一些雨水也流进了污水水域内。
结语
综上所述,市政给排水管道工程在进行结构设计过程中,一方面应考虑到城市给排水管道的质量,另一方面该工程与人们的生活密不可分。所以在进行结构设计时应时刻关注质量与效率,在结构设计中不断创新使我国市政给排水管道结构设计更加合理、完善是十分重要的,这对我国人民的生命安全与财产安全有直接且深远的影响。
参考文献
[1]郑惠.市政给排水管道结构设计浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2014(13).
[2]贾明彬.市政给排水管道的结构设计探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(08).
[3]姜岩,姜海龙.市政工程给排水管线施工工艺研究[J].科技致富向导,2011(23).