摘要 室外給水管道工程設計，要依據室外給水設計規范、小區給水規范、施工規范、消防規范、給水排水設計手冊等相關(guān)規范和手冊，并結合地區地理、氣候特點(diǎn)及當地水司的運行規程等實(shí)際情況，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性及節能出發(fā)綜合考慮，進(jìn)行設計。
關(guān)鍵詞 室外給水管道 工程設計 管徑 管材
室外給水管道工程設計，在整個(gè)給水系統設計中占的比重不大，但在給水工程中卻是必不可少的，這里結合本人和當地的工作實(shí)踐，談幾點(diǎn)體會(huì )。
1 平面布置
對舊管道更新改造而進(jìn)行的設計，在新管道定線(xiàn)前一定要調查清楚舊管線(xiàn)及其分支管的具體位置，并盡量不占據舊管線(xiàn)的原有位置，最好保證新舊管網(wǎng)之間有1.5米以上的間距，并且要根據原管道連接的分支管預留管件。這樣在新管敷設過(guò)程中不至于必須拆舊管線(xiàn)，從而保證舊管線(xiàn)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(xiàn)。如果規劃位置已被各類(lèi)地下管線(xiàn)占滿(mǎn)，布置新管線(xiàn)已無(wú)合適位置，不得不占據舊管線(xiàn)原有位置時(shí)，則必須采取臨時(shí)供水措施，如我公司在建設路DN500供水管線(xiàn)設計過(guò)程中，由于新管線(xiàn)需占據原DN200舊管線(xiàn)的位置，舊管線(xiàn)勢必要事先拆除，不得已沿路敷設了臨時(shí)管線(xiàn)來(lái)解決當地居民的臨時(shí)用水問(wèn)題。
在交通密集、道路橫斷面較寬路段（規范規定大于50米）以及市區輸水干線(xiàn)管徑較大的路段，應考慮鋪設復線(xiàn)。
為降低工程造價(jià)，配合市政道路改造，將管道設計在車(chē)道下。隨著(zhù)城市道路等級的逐漸提高，以及地下管線(xiàn)的復雜程度的提高，應考慮適當多預留一些接水口，以滿(mǎn)足城市美化和生產(chǎn)生活的需要。
供水主管道不宜開(kāi)口過(guò)多，可考慮結合地下旁通式消防預留接口。
如果給水管線(xiàn)布置在車(chē)道下面，要盡量減少在車(chē)道上做井。除必不可少的干線(xiàn)閘閥、排氣等井外，像分支管閥門(mén)、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(mén)和排氣閥井設在慢車(chē)道上，將分支管閥門(mén)、排水閥門(mén)及消火栓井設在人行道上。
管徑大于700毫米的水平彎頭應盡量避免90度。
承插式管道沿曲線(xiàn)鋪設時(shí)，DN600以下管道的借轉角度不超過(guò)3度；DN700—DN800以下管道的借轉角度不超過(guò)2度；DN900以上管道的借轉角度不超過(guò)1度。
2 管徑的確定
管徑應根據設計供水量及流速確定。綜合考慮管網(wǎng)造價(jià)與經(jīng)營(yíng)費用，確定經(jīng)濟流速，從而確定經(jīng)濟管徑，使管網(wǎng)造價(jià)與經(jīng)營(yíng)費用之和為最小。設計時(shí)常采用平均經(jīng)濟流速來(lái)確定管徑，當D=100~400mm時(shí)，平均經(jīng)濟流速取0.6~0.9m/s； 當D≥400mm時(shí)，平均經(jīng)濟流速取0.9~1.4m/s，大管取大值，小管取小值。
市政給水管道管徑一般根據管網(wǎng)差計算結果和用水量情況來(lái)確定。在實(shí)際中，有些管徑在若干年前已經(jīng)規劃，隨著(zhù)各地城市發(fā)展速度的加快，應結合城市改造的步伐，考慮遠期發(fā)展，同時(shí)照顧經(jīng)濟性和可靠性。
對于已形成的城區或工業(yè)區，設計供水量根據下列各種用水確定：
（1）綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根據居民生活用水定額或綜合生活用水定額及最高日時(shí)變化系數綜合分析確定。
（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）根據車(chē)間性質(zhì)確定。
（3）消防用水：消防用水量、水壓及延續時(shí)間等根據現行有關(guān)規定確定。
（4）澆灑道路和綠地用水：根據路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。
（5）未預見(jiàn)水量及管網(wǎng)漏失水量：按最高日用水量的百分比計。
對于正在興建的新城區或工業(yè)區，雖然已有規劃，但在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，引進(jìn)的往往與規劃不一致，如在招商引資過(guò)程中，企業(yè)的性質(zhì)與所在地塊性質(zhì)規劃不吻合，用水量就會(huì )有變化，此時(shí)可根據《城市給水工程規劃規范GB50282—98》來(lái)進(jìn)行估算用水量，從而確定管徑。
居住小區內室外給水管道管徑確定，一般依據小區用戶(hù)的數量、住宅類(lèi)別、建筑標準、衛生器具完善程度及《建筑給水排水設計規范》、《居住小區給水排水設計規范》等規范中居民用水定額、用水量等相關(guān)內容來(lái)確定。要注意區分最大小時(shí)流量與設計秒流量的應用范圍。
無(wú)論是市政給水管道還是居住小區室外給水管道都涉及到流量與管徑的對應問(wèn)題，應依據流量、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(lái)確定。
3 管材的選擇
選擇的管材必須有足夠的強度，能承受各種內外荷載。
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，會(huì )增加管理費用和導致經(jīng)濟上的損失。同時(shí)，管網(wǎng)漏水嚴重時(shí)，也會(huì )沖刷地層引起嚴重事故。
為降低凈水廠(chǎng)的常年運轉費，選擇的管材要水力條件好，內壁不結垢、光滑、管路暢通，水頭損失小。
選用管材的價(jià)格相對要低，使用年限長(cháng)，盡量降低工程造價(jià)，并有較高的防水和土壤的侵蝕能力。
管道實(shí)際上是一個(gè)大的反應器，出廠(chǎng)水未完成的化學(xué)反應將在管網(wǎng)中繼續進(jìn)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(huì )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。
穿越河道、鐵路和地震區時(shí)，應選用鋼管。鋼管埋地敷設時(shí)，管材會(huì )受到土壤、地下水的浸蝕，同時(shí)還會(huì )受到地下雜散電流的影響，使金屬表面產(chǎn)生電化學(xué)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(cháng)管道使用壽命。埋地鋼管一般采用水泥砂漿內或無(wú)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、特加強級三個(gè)等級，設計時(shí)應根據具體情況合理選擇。
4 管道埋設深度
根據冰凍層厚度、外部荷載、最小管頂覆土厚度等綜合考慮進(jìn)行設計。
在設有閥門(mén)、排氣等處管道的埋深，要考慮井室的形狀、大小及井內閥門(mén)實(shí)際尺寸和操作尺寸。
管道埋設深度不是越深越好，要考慮工程造價(jià)和將來(lái)管道維修費用。在非冰凍地區，管頂覆土厚度可采用0.8米—1.2米，在冰凍地區還要考慮冰凍厚度。
在市政地下管線(xiàn)復雜的地段，給水管線(xiàn)穿越障礙時(shí)，要從全段管道綜合考慮，盡量平緩、順直過(guò)渡。
5 管道附屬設施
檢修閥：供水主管每500—1000米應設置檢修閥門(mén)一個(gè)，主要管道和次要管道交接處的閥門(mén)設在次要管道上。
伸縮節：供水管上設置的檢修閥門(mén)應加設伸縮節，當閥門(mén)需要更換時(shí)，可以減少閥門(mén)更換的時(shí)間，縮短停水區域的停水時(shí)間。露天管道應設伸縮節。
排氣閥設置位置：⑴管道局最高點(diǎn)；⑵管道下降坡度變大點(diǎn)；⑶管道上升坡度變小點(diǎn)；⑷長(cháng)距離無(wú)折點(diǎn)上升或下降管道每隔500米—1000米設置一個(gè)排氣閥；⑸長(cháng)距離水平管道每隔500米—1000米設置一個(gè)排氣閥。
排氣閥的口徑：排氣閥的口徑與管道直徑之比為1:8—1:12。
排氣閥與管道連接之間應設置閥門(mén)，可避免拆換排氣閥時(shí)大面積停水。
水閥和排水管：在管道下凹處或閥門(mén)間管段最低處需設置排水閥和排水管，以便排除管內沉積物或檢修時(shí)放空管道。排水管應與母管管底平接并具有一定坡度。如地形高程允許，應直接排入河道、溝谷；如地形高程不能滿(mǎn)足直接排放時(shí)，可建濕井或集水井，再用抽水機具將水排出。排水管和排氣閥的口徑與母管道直徑之比為1:3—1:4。
消火栓：兩個(gè)消火栓之間的間距一般為100米—120米，距車(chē)行道邊不大于2米，距建筑物外墻不小于5米。冰凍深度≤400mm的地區宜設置地下式消火栓，冰凍深度≤200mm的地區宜設置地上式消火栓。
閥門(mén)井：由于管網(wǎng)中的附件設計在閥門(mén)井內，為了降低造價(jià)，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(lèi)和數量。但應滿(mǎn)足閥門(mén)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(mén)尺寸確定。但是井底到管道承口或法蘭盤(pán)底的距離至少為0.1米，法蘭盤(pán)底和井壁的距離宜大于0.15米，從承口到外緣井壁的距離，應在0.3米以上，以便于接口施工。閥門(mén)井的形式根據所安裝的附件種類(lèi)、大小和路面材料而定。直徑較小，位于人行道上或簡(jiǎn)易路面以下的閥門(mén)，可采用閥門(mén)套筒，寒冷地區不宜采用。安裝在街道下的大閥門(mén)，應采用閥門(mén)井。
支墩：當管徑大于或等于300mm的管線(xiàn)的彎轉處、三通處、水管末端的蓋板上以及縮管處，都會(huì )產(chǎn)生拉力，接口可能因此松動(dòng)脫節，而使管線(xiàn)漏水，因此，在這些部位須設置支墩以承受拉力和防止事故。當管徑小于300mm，且試驗壓力小于1兆帕時(shí)，在一般土壤地區，接口本身能承受拉力，可不設支墩；在松軟土壤中，要根據管道試驗壓力和土壤條件，計算后確定是否需要設置支墩。當管道轉彎角度小于10度時(shí)，可不設支墩。
6 結束語(yǔ)
室外給水管道工程設計，要依據室外給水設計規范、小區給水規范、施工規范、消防規范、給水排水設計手冊等相關(guān)規范和手冊，并結合地區地理、氣候特點(diǎn)及當地水司的運行規程等實(shí)際情況，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性及節能出發(fā)綜合考慮，進(jìn)行設計。
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