導(dǎo)語：市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:在對市政給排水管道工程進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，不僅要滿足相關(guān)規(guī)范的要求，密切注意設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)，還要根據(jù)工程的實(shí)際情況，做到因地制宜，這就需要能動(dòng)性與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有效結(jié)合。本篇論文主要結(jié)合實(shí)際工程對市政給排水管道工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞:市政；給排水管道工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著社會的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，城市的工業(yè)及人口規(guī)模不斷擴(kuò)大，需水量呈現(xiàn)出日益增長的趨勢。在供水需求不斷增長的趨勢下，供水水源不斷向外拓展，因此市政給排水管道的輸水距離逐漸加長。在這樣的形勢下，市政給排水管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨著更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

1工程概況

山西省朔州市神頭電廠泉水置換供水管線工程位于朔州市東北約2km處耿莊水庫至神頭電廠段。屬于國家戰(zhàn)略引黃北線工程的重要部分，對解決晉西北地區(qū)長期的缺水狀況有重要的意義。本地區(qū)屬海河流域桑干河水系桑干河上游，區(qū)內(nèi)屬干旱半干旱氣候，四季分明，夏季干熱，春秋剛多風(fēng)沙。本工程由萬家寨引黃工程北干線耿莊水庫取水，經(jīng)供水管道供水至水廠，再由水廠供水至神頭電廠。擬采用PCCP供水管，管直徑1.0～1.5m，管線長11.85km

2工程地質(zhì)條件

為準(zhǔn)確反應(yīng)給排水管道沿線的水文地質(zhì)情況、地形地貌，必須要具備完整的地形勘探資料與水文地質(zhì)勘探資料。經(jīng)地勘單位勘探，主要成果如下:供水管線地處山前傾斜平原區(qū)，地形起伏不平，出露地層為第四系上更新統(tǒng)洪沖積低液限粉土、低液限粘土，結(jié)構(gòu)較松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆積物，主要為雜填土、建筑和生活垃圾等。供水管線改線段供水管道持力層為為上更新統(tǒng)洪沖積上部低液限粉土，據(jù)該層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)指標(biāo)等，地基土承載力地質(zhì)建議值為80～90kPa，臨時(shí)開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質(zhì)問題為濕陷性土，地基土濕陷厚度為6.0m，濕陷等級為Ⅰ級。建議管基底部增設(shè)3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。區(qū)內(nèi)地下水位埋深大于15.0m，對工程無影響。供水管線區(qū)地基土對混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

3市政給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

3．1管道結(jié)構(gòu)形式

一般來說，由給排水專業(yè)來確定管道材料及結(jié)構(gòu)形式，與此同時(shí)，也要綜合、全面考慮管道的用途、口徑、流量、工作環(huán)境、覆土深度、敷設(shè)方式以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、水文地質(zhì)情況等因素。自來水廠的原水及輸水管道通常屬于承壓管，往往會采用以下幾種結(jié)構(gòu):鋼、鑄鐵、玻璃鋼、PCCP管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水廠等重力流管道通常屬于非承壓管道或者壓力較小，出于經(jīng)濟(jì)性考慮，往往會采用以下幾種結(jié)構(gòu):砌體蓋板涵、混凝土、鋼筋混凝土以及現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵;在遇到鐵路、公路、過河渠等特殊地段或特殊情況的時(shí)候，局部地段的管道壓力較大時(shí)也可以采用鋼管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式為承插口。

3．2管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)選型

以管道規(guī)格、地面荷載、覆土深度以及試驗(yàn)壓力、工作壓力、地下水位為主要根據(jù)，對管道的剛度、管道的強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)核、計(jì)算，最終確定管道結(jié)構(gòu)配筋率、管道壁厚。而對于一些必須通過進(jìn)行加固才能滿強(qiáng)度要求、剛度要求的管道來說，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇合理的加固措施，比較常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及鋼筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管業(yè)有限公司朔州分公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的PCCP標(biāo)準(zhǔn)管，采用美國壓力管協(xié)會ACPPA為ASNI/AWWAC304編制的專用軟件UDP1.6對管道進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，其中:鋼筒厚度:1.5mm;鋼絲強(qiáng)度:1570MPa;活荷載:汽－20級重載車;纏絲應(yīng)力:75%×1570MPa。計(jì)算結(jié)果如表1所示。因此，為了減少管子覆土規(guī)格的種類，加快管子安裝進(jìn)度，保證管子由于覆土而造成的質(zhì)量隱患，路面下清水管路的DN1200直徑PCCP管采用120°基礎(chǔ)包角。

3.3管道敷設(shè)方式

應(yīng)綜合考慮管道地面障礙物、地下障礙物以及覆土深度等因素合理選擇敷設(shè)方式。一般情況下，管道敷設(shè)方式主要包括架空、頂管以及溝埋這三種，其中溝埋式是最常用的一種管道敷設(shè)方式。在利用溝埋式難度較大的情況下，可以選擇架空、頂管等方式。管道敷設(shè)方式方式不同，管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會有所不同。本文工程局部有穿越鐵路線障礙處采用大直徑混凝土頂管(內(nèi)徑2m，原水管從其中穿過)，由鐵路部門單獨(dú)設(shè)計(jì)。

3．4抗震設(shè)計(jì)

在確定管線走向時(shí)，應(yīng)盡量規(guī)避不利于抗震的地基、場地，若是必須要經(jīng)過液化土地基、地震斷裂帶，則應(yīng)根據(jù)管道的使用條件、重要性進(jìn)行綜合考慮。對于給水管道來說，應(yīng)當(dāng)選擇延性良好、抗拉強(qiáng)度高以及抗折強(qiáng)度高的鋼管，此外還要密切注意進(jìn)行防腐;對于排水管道來說，應(yīng)當(dāng)選擇鋼筋混凝土形式的管道，并采取構(gòu)造措施，以盡量避免出現(xiàn)嚴(yán)重的損害。本文工程實(shí)例中，區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度為0.15g;本區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.4s;工程區(qū)地震抗震設(shè)防烈度為7度。綜上，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，也要適當(dāng)加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)。根據(jù)歷年管道地震災(zāi)害調(diào)查，管道地震災(zāi)害破壞絕大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有較好的抗剪和變形能力，抗震性能較好。

3．5構(gòu)造措施

首先，地基處理。應(yīng)當(dāng)將地基處理的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖包含在設(shè)計(jì)圖中，掃描矢量化要進(jìn)行處理的地段的地勘資料縱斷面，并選擇合適的參考點(diǎn)，以給排水專業(yè)的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖為主要根據(jù)，在地質(zhì)縱斷面上放置管道基底輪廓線，然后再劃分地質(zhì)單元，注明樁號、基底高程，并將地下水位以及基底以下、溝槽范圍內(nèi)的土層構(gòu)造標(biāo)明。根據(jù)樁號劃分，確定需要處理的部分，再針對地質(zhì)情況、厚度，采取相應(yīng)的處理方法。本文實(shí)例工程中，樁號0+000～1+382.05地段、樁號1+382.05～11+850地段以及供水管線改線段的水管道持力層為上更新統(tǒng)洪沖積上部低液限粉土，地基土承載力地質(zhì)建議值為80～90kPa，臨時(shí)開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質(zhì)問題為濕陷性。因此，建議管基底部增設(shè)3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。其次，支墩與鎮(zhèn)墩。對于承插接口的壓力管道來說，應(yīng)當(dāng)設(shè)置水平支墩、垂直支墩。根據(jù)試驗(yàn)壓力、工作壓力、土的參數(shù)以及管道轉(zhuǎn)角，計(jì)算所需支墩的大小。本工程根據(jù)10S505柔性接口給水管道支墩的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3．6預(yù)防浮管

管道施工期間多雨或者管道敷設(shè)地段的地下水位比較高，在這樣的情況下，比較容易出現(xiàn)浮管現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要充分考慮到這兩點(diǎn)因素，加強(qiáng)對管道抗浮穩(wěn)定的重視。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)管道結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，采取抗浮措施，以預(yù)防出現(xiàn)浮管問題。同時(shí)，在混凝土包封管道施工過程中，應(yīng)該計(jì)算混凝土對管道的浮力影響，并采取措施固定管道。

4結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市居民用水、商業(yè)用水不斷增加，市政給排水管道工程逐漸增多。市政給排水管道工程在建成之后，能否長期有效的充分發(fā)揮其應(yīng)有效益，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理是非常關(guān)鍵的因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到市政給排水管道工程的經(jīng)濟(jì)效益，因此，必須加強(qiáng)對管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視。

作者:劉崇武 張?jiān)骑w 單位:中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司

參考文獻(xiàn):

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