朱少华
杭州毅泰建设工程有限公司 浙江 杭州 311100
摘要：人们的生活水平与市政工程建设水平密不可分，通过市政工程建设还能够推动一个城市的高速发展，所以，必须加强市政工程的建设质量。鉴于此，本文将针对市政给排水管道工程中的结构设计展开更深层次的探讨，以期能为相关人士提供些许启示。
关键词：市政给排水系统；管道工程；结构设计
引言：随着我国经济的不断发展和壮大，城镇化率越来越高，对城镇化建设水平的要求也越来越高，城市的工业以及人口数量在不断地增加，在需水量方面也呈现快速增长的趋势。在此背景下，供水水源需要不断地向外扩展，因此，市政给排水管道的输水距离也越来越长，对于市政给排水管道工程设计来讲，无疑是一个严峻的考验。相关设计单位需要结合当前城镇化建设存在的问题进行深入研究，从建设源头解决问题。
1市政给排水管道设计的重要性
随着我国城镇化的快速发展，城镇人口增长很大，市政给排水管道工程设计十分重要。具体解释为：首先，供水工程是民生工程，我国城市规划设计应注重给水管网的合理性。在实际的市政给水系统设计时需要对供水区域总的用水量进行估算，然后在此基础上合理划分给排水系统的范围，确定供水方案，对给水管网进行合理布局；其次，排水工程关系环保问题，我国城市规划设计同样也应注重排水管网的合理性。在实际的市政排水系统设计时应优化环境和排污系统，以此保证城市环境的舒适、顺畅、安全有序的运行，最终保障城市给排水系统的正常运行。
2市政给排水管道结构设计要点
2.1设计方法
2.1.1极限状态计算
1）与管道的承载能力极限状态相对应的内容包括:所选管道结构达到最大承载能力时，因超出管材本身的强度而损坏；管道结构发生变形，从而导致管道的稳定性丧失，无法继续承载；管道结构出现横向滑移或是上浮的情况，丧失平衡性。2）与管道正常使用极限状态相对应的内容包括:管道结构耐久性能的限值，对管道正常使用具有直接影响的变形量限值，管道结构上的局部裂缝宽度限值等。
2.1.2抗浮设计
市政给排水管网的规模较大，遍布城市的各个地段，其中不乏冲沟、河岸等。当管道埋设在上述地段时，不可避免地会受到水流的冲刷。鉴于此，要确保管道顶部的覆土层厚度在100cm以上，并根据相关规范标准的规定要求，以分层的方式进行压实。同时，可按照地形地貌对管道的中心线位置进行调整，当平面位置受到条件限制时，可用混凝土包裹管道的方法进行处理。在常规的地段上，若是管道顶部覆盖土层的厚度不足70cm，则应当使用混凝土对管道进行包裹，确保管道能够达到抗浮设计要求。
2.1.3抗震设计
市政给排水管道埋于地下，当发生地震时，在地震荷载的作用下，管道结构可能会发生变形，甚至损坏。为最大限度降低地震对给排水管道的影响，应当采取合理的抗震设计。在对给排水管道的走向进行确定时，应当避开软弱地基。当管道必须从不利于抗震的地段上经过时，应结合实际，采取有效的抗震措施。如可通过设置钢套筒的方法，对给排水管道进行保护，减轻地震对管道的直接作用。与刚性连接相比，柔性连接的抗震能力更强，所以可将柔性连接作为管道的首选连接方式，以此来增强管道的抗变形能力。当管道从活动断层穿越时，应当在满足设计要求的情况下进行浅埋，这样不但有助于减轻地震作用力对管道结构的破坏，而且还便于地震发生后对管道进行快速维修。
2.2构造措施
2.2.1地基处理
在对市政给排水管道的地基基础进行处理的过程中，应当将与地基有关的图纸全部纳入到设计图当中。以矢量化的方式，对处理地基的纵断面进行扫描，从中选取出适宜的参考点位，确定放置管道的基底轮廓线。在此基础上，对地质单元进行划分，并注明基底高程，结合实际的地质状况，选取适宜的方法对地基进行处理。为减弱地基土体本身的湿陷性，可在管道的基底增设一个垫层，材质以灰土为主，厚度控制在50～100cm即可。
2.2.2设置支墩
带有承插接口的压力管道在结构设计时应设置支墩。
在对水平及垂直支墩进行设计的过程中，应当依据如下条件计算出支墩的尺寸：管道的转角、试验压力、土体的基本参数等。若是给排水管道采用的是钢管，则无需设置支墩。
2.3相关设计
2.3.1管道出口格栅
市政排水管道中常常会出现各种漂浮物，从而给管道的疏通工作增添了一定的难度。大部分漂浮物会被提升泵站的格栅间拦截下来，其中会有一少部分通过格栅进入到泵房当中，这样一来会造成水泵堵塞。为避免此类问题的发生，在对格栅进行设计时，可缩小栅条的间距，虽然使泵房堵塞大幅度减少，但却并未完全消除，偶尔仍然会发生堵塞。对此，在市政排水管道结构设计中，可将拦污格栅设置在管道的出口位置，并指定专人对格栅进行定期清理，从源头上杜绝漂浮物进入排水管道，避免泵站堵塞。
2.3.2井底沉淀池
当市政给排水管道内的水体流速较为缓慢，且流量较小时，水中的沉积物便会出现沉淀现象。当沉淀达到一定的程度时，可能导致管道堵塞，进而造成水流不畅通，影响给排水系统作用的发挥。对于这种情况，可以在给排水管道结构设计中，将沉淀池设置在检查井的底部，并使整个井底在原本的基础上下降50cm左右，由此绝大多数的沉积物基本上都会沉积在井底的沉淀池内，不会继续向下游流走。对井底沉淀池内的沉积物进行定期清理，便可避免沉积物堵塞管道的情况发生。
2.3.3井内闸槽
在市政给排水系统的干管中，水体的流速与流量相对较大，部分检查井内的水位比较高。在对管道进行维护前，需要先将水位降低，由此会导致管道维护工作量增大。为解决这一问题，可在干管的检查井内设置闸槽，按照干管的长度合理确定闸槽的数量和间距。当需要对某段干管进行维护时，只要将该段干管的闸槽关闭，便可截断水流。
2.4设计质量控制
2.4.1收集相关资料
为给市政给排水管道结构设计提供详实可靠的依据，从而保证设计质量达到规范要求。应当在设计工作正式开始前，对相关的资料进行全面收集和整理。当资料全部收集好之后，设计人员应当到工程现场进行实地勘查，了解并掌握给排水管道敷设环境的基本特征，对设计进行逐步优化，确保管道结构、布设方式、构造措施的合理性。
2.4.2质控要点
在对给排水管道的位置进行设计时，应当以区域道路规划作为主要依据，可将排水管道设置在人行道或是慢车道。在设计过程中，对管道的坡度及埋深进行严格控制，为管道质量提供保障。在排水区域内，应当明确管道结构的质控要点，保证控制点标高的合理性，从而使污水可以较快的速度流至管道内。
结语：
综上所述，市政给排水管道结构设计具有系统性、复杂性特点，涉及到的内容较多，若其中某个环节出现问题，必将会影响到整个市政给排水管道工程的施工质量。因此，必须充分了解和掌握给排水管道结构设计内容，这样才能够按时、按量、按质完成给排水管道工程建设。
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