温双银、刘有余、王博文
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430010
摘要：市政给排水管道在实际运行中,由于各种原因导致管道脱节、变形过大、管体破坏、不均匀沉降等问题,从而引发管道渗漏、上部结构开裂、压力下降、邻近建筑物基础下陷、地面和道路沉降等危害。因此,可以看出给排水管道的结构设计在整个市政工程中举足轻重。虽然结构设计在市政给排水管道工程设计中处于辅助地位,但只要实现与给排水专业密切配合、科学设计,相关问题也就可以避免或得到有效解决,从而提高市政给排水管道使用的安全性和稳定性。
关键词：市政；给排水；管道工程；结构设计；要点
1市政给排水设计中存在的问题
1.1污水管道给排水设计的不合理
虽然市政给排水设计方案逐渐科学合理,但是还没有得到广泛普及。传统的市政给排水设计方案仍然在许多城市使用,采取直接把污水排到市区外的方式。这种污水排放方式对环境具有很大影响,并且污水排放能力也相对较差。同时随着城市的快速发展,新城区与旧城区的共存,供水问题不断涌现。传统的污水管道设计不合理,污水排放能力已经不适合现代污水管理。特别是在旧城区污水管道与雨水管道基本采用同一管道进行排放,不仅会使排水管道淤塞,而且不利于污水和雨水的回收再次利用。
1.2供水能力欠缺
自来水是我国居民日常生活中的主要组成部分，更是提高生活质量的重要前提。当市政给排水工程方案设计不合理时，会造成供水能力的欠缺，使许多居民无法在生活中正常使用自来水。对社会居民的日常生活，造成的极大地不便。也令城市经济发展，受到了严重地阻碍。供水能力的欠缺，不仅体现在无法使用自来水，还会出现水源供应不足的情况。即居民的家中已经安装完成自来水管，也通过管道材料连接到了给水系统中。但由于楼层过高或地理位置偏远等因素，导致水源无法实现全天供应。一旦到了下午或晚上的用水高峰期，就会产生水源供应不足的现象，令自来水管道成为摆设，无法为居民的日常生活提供便利。
1.3地下水开采过度
某些临海地区的地下水开采过度的现象，会导致地下水资源的匮乏，也会造成地下内部出现漏斗区。令海水与地下水相混合，进一步加剧地下水匮乏的情况。导致地下水资源开采过度的原因，一方面是由于居民在自来水供应不足的情况下，自行使用打井的方式，获取大量的地下水资源。另一方面是地下水开采规划工作的不到位，使开采方向与预期计划出现严重偏差。从而使某区域的地下水资源，出现了开采过度的现象。令市政给排水工程的设计与施工，面临巨大的阻碍。
2市政给排水管道工程中结构设计要点
2.1基坑支护设计
软土地区给排水管道工程要具体问题具体分析,一般对于埋深小于3m的管道地基,可以进行放坡开挖;对于深度大于3m的管道地基,可采用钢板桩支护,必要时可增加横撑。采用开挖施工过程中,在开挖地基时,如果地下水位过高或过低时,还要进行相应的降水排水,而且还要做好变形监测工作,确保地基的安全。对于埋深大于6m的管道,适合的土层条件下建议采用非开挖施工。
2.2抗震设计
在确定给排水管线走向时,最好不要选择不利于抗震的场地和地基,当管线必须通过活动断裂带时,管道宜尽量与断裂带正交,此外在管材选择方面,对于抗拉、抗折强度高,且具有较好延性的钢管较为合适。对于要求更高的工程,可在管道外部设置钢管套筒加以保护。当排水管道采用钢筋混凝土结构时,应通过相应的构造措施,使其应对外部应力和变形的能力变得更强。
此外,给排水管道全线接口应尽量使用柔性连接,管道基础宜采用砂石土弧基础,以增强管道的变形能力和抗震能力,这是优良管道结构的重要保证。
管道穿越构筑物时宜设置套管并采用柔性连接,如果管道一定要和墙体嵌固时,应在墙外就近设置柔性连接。
2.3加强雨水管道的防洪排涝设计
防洪防涝设计是市政排水工程建设的重要组成部分,也对城市经济社会发展具有重要影响。防洪排涝设计不合理会严重阻碍了城市的发展。因此政府有必要加强防洪排涝设计的合理性,充分调研城市的雨水分布情况。让设计人员应根据城市给排水量的实际情况,严格分析城市排水管道和降雨量,合理设计城市雨水排水管道。同时设计人员要加强防洪防涝的设计,防止城市出现洪涝灾害。
2.4合理设计污水管道
在城市发展过程中,会产生大量的污水。为了避免给市政工程建设造成不良的影响,有必要对污水排放进行合理的设计。在污水排放设计中,设计人员要将污水和雨水进行分离,对污水进行净化,减少对自然环境的污染。对于老城区,污水管道建设不合理的情况,政府要予以重视并且加强整改力度,使城市污水管道进行统一管理,确保污水排放的统一性和有效性。
2.5增强设计协调性
通过将生活污水与雨水分开收集，既能够降低污水的处理难度，又可以保障城市河流的整体环境，保护我国的生态健康。将协调性的理念，融入市政给排水工程的设计中，使给水系统与排水系统的设计，更具有人性化和高效化。不仅能够对生活污水采取有效地处理措施，还可以令给水系统发挥出较好的作用，为城市经济建设与发展，提供良好的助力。协调性的设计理念，也能够应用于我国沿海地区的市政给排水工程中。通过排涝站和排涝沟的建立，能够提升沿海地区的防洪抗汛能力。为沿海地区居民的生命安全和经济财产，提供良好的保障。面对降雨量较大的地区，通过雨水收集机制的建立，可以提高雨水的利用率。为给水系统的循环使用，提供有利的帮助。
2.6加强设计人员培训
通过对设计人员的定期培训与考核，能够增强的设计人员的技能水平和综合素质，使市政给排水工程的设计水平，从根源上得到显著的提升。对设计人员的技能水平进行培训时，不仅要注意理论知识和各项设备使用方法的传授，更要从市政给排水工程的实际设计活动中出发，令每个工作人员都能亲身融入方案的设计中。通过理论与实践相结合的方式，为市政给排水工程的设计，贡献出自身的力量。在培养设计人员的综合素质时，应使每个人员都能够意识到自身工作的重要性。并通过奖惩制度和完善工作流程等方式，增强设计人员的工作积极性，并使设计人员的工作过程，更具规范化和科学化。令市政给排水工程设计方案的可行性，得到显著的提升。为城市经济发展，起到良好的促进作用。
2.7借助信息技术,加强设计的效率
目前市政给排水设计多以人工为主,所以会出现工作效率较低、工期延误等现象。由此市政给排水设计应该有效地利用计算机进行辅助设计,实现数据的精确计算。设计者可以运用计算机信息技术,采用BIM技术使给排水设计过程变得更加高效,提高设计工作效率,降低误差率,同时还可以进行快速修改。
结论
综上所述,在开展市政给排水管道设计和布置工作的过程中,必须综合考虑城市的实际情况,在保证经济性、可行性和合理性的基础上选择最为合理的管道设计和布置方案,提高给排水系统的工作效率,保证给排水管道为城市居民提供更加优质的给排水服务。
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