市政給水排水穿河管線設(shè)計(jì)

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摘要：市政給水排水工程項(xiàng)目在建設(shè)的過程中，部分線路可能會(huì)經(jīng)過河道實(shí)現(xiàn)穿河。文章主要對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)進(jìn)行研究。首先，介紹了市政給水排水工程項(xiàng)目管線設(shè)計(jì)的基本原則與思路；其次，分析了市政給水排水工程項(xiàng)目穿河管線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；最后，通過案例分析的方式，探究了穿河管線的實(shí)際規(guī)劃效果，希望能為該領(lǐng)域關(guān)注者提供有益參考。

關(guān)鍵詞：市政工程；給水排水；穿河管線；施工方式；工作井

1市政給水排水管線設(shè)計(jì)原則與基本思路

1.1設(shè)計(jì)原則

市政給水排水工程項(xiàng)目是城市道路設(shè)計(jì)的配套性工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目是否合理直接決定著道路建設(shè)的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。因此，在對(duì)市政工程項(xiàng)目的給排水設(shè)計(jì)與規(guī)劃管理中，要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)化管理。尤其是針對(duì)市政給水排水工程項(xiàng)目中穿河管線部分的設(shè)計(jì)，更要結(jié)合當(dāng)?shù)厥姓A(chǔ)設(shè)施、河道、降水量和污水排放量等多種因素，計(jì)算出合理的管線給排水直徑，確保管道的使用可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[1]。重點(diǎn)對(duì)工業(yè)用水量進(jìn)行分析，同時(shí)做出整體的用水量規(guī)劃，從根本上確保城市內(nèi)部工業(yè)用水的可持續(xù)化發(fā)展，使城市內(nèi)部給排水設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目推動(dòng)城市現(xiàn)代化建設(shè)。根據(jù)國家頒布的相關(guān)法律與法規(guī)，制定出行之有效的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)城市和水域的水資源分布情況，協(xié)調(diào)好環(huán)境保護(hù)和給水排水管線設(shè)計(jì)。

1.2基本思路

市政給水排水工程項(xiàng)目的管線設(shè)計(jì)基本思路需要從給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)三個(gè)方面進(jìn)行分析。結(jié)合每一個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際設(shè)計(jì)需求，對(duì)其中存在的問題進(jìn)行整合和管理。比如，以給水系統(tǒng)為例，在進(jìn)行設(shè)計(jì)中，要充分關(guān)注到我國當(dāng)前水資源的配置問題。合理地分析出當(dāng)前城市內(nèi)部的水資源分布，結(jié)合區(qū)域內(nèi)部的具體分布報(bào)告，以調(diào)查的方式，對(duì)水源和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)當(dāng)?shù)匾延械墓┧到y(tǒng)管線，合理地對(duì)供水量和需求量進(jìn)行計(jì)算，完成地構(gòu)建出工農(nóng)業(yè)用水和生活用水的總量，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的規(guī)劃。

2市政給水排水穿河管線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1確定施工方式

一般而言，市政給水排水工程項(xiàng)目穿河管線會(huì)直接埋在河底位置，施工單位的工作人員在施工中，會(huì)使用開挖的方式、定向水平鉆方式或者頂管方式進(jìn)行管線敷設(shè)。具體操作中，要根據(jù)區(qū)域范圍內(nèi)河道情況、自然環(huán)境因素、季節(jié)因素、工期和資金投入等多項(xiàng)因素加以確定。大部分的工程項(xiàng)目中，可以采用傳統(tǒng)開挖方式進(jìn)行施工，此種方式符合相關(guān)規(guī)定的要求，同時(shí)也具有簡單易操作的特征。但是，如果在雨季施工，或者河道本身不具備導(dǎo)流條件、河道護(hù)砌不完善等情況下進(jìn)行施工，施工單位則需要選擇非開挖方式進(jìn)行施工，確保整體施工質(zhì)量，同時(shí)不會(huì)對(duì)河道本身造成破壞[2]。

2.2確定管線位置

穿河管線位置的確定要進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于根據(jù)河道的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在最終施工前期的現(xiàn)場勘查階段，仍需要進(jìn)行復(fù)核。施工單位與設(shè)計(jì)單位要能夠就管線的具體位置進(jìn)行協(xié)商。目前，國內(nèi)大部分地區(qū)的穿河管線位置會(huì)直接選擇在岸坡相對(duì)穩(wěn)定、河岸順直、水流平緩且施工場地開闊的位置。如果設(shè)置在了河道轉(zhuǎn)彎處，可能會(huì)在長期使用中，受到水流的沖刷和腐蝕。同時(shí)，在開挖中，需要考慮到管線敷設(shè)位置河流上方橋梁的安全距離，避免開挖斷面對(duì)橋梁墩柱的穩(wěn)定性造成破壞。

2.3明確管線敷設(shè)深度

在進(jìn)行敷設(shè)深度計(jì)算中，需要運(yùn)用到相關(guān)的計(jì)算公式：（1）該公式可以計(jì)算出水流平行岸坡所產(chǎn)生的沖刷深度，式中：h表示的是局部沖刷深度；H表示的是沖刷處水深，在計(jì)算中可以使用水位最大深度進(jìn)行替代；Ucp和Uc表示的是近岸垂線的平均流速與泥沙起動(dòng)的流速。n的大小與防護(hù)岸坡所在平面上的形狀有關(guān)，通常n為0.16～0.25。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果結(jié)合相關(guān)規(guī)定中的要求可以得出，當(dāng)管道的直徑超過160cm時(shí)，其埋深需要控制在管徑的1.5倍左右。

2.4明確護(hù)砌要求

穿河管線的全長較長，并且在運(yùn)行中會(huì)受到不均勻沉降的影響，如果不能有效控制可能會(huì)引發(fā)損壞，最終會(huì)對(duì)河道的整體安全造成負(fù)面影響。因此，在穿河管線敷設(shè)中，要對(duì)斷面河道進(jìn)行護(hù)砌。為確保河道安全，可以在穿河管線所在的位置進(jìn)行全斷面河道護(hù)砌。此種方法簡單容易操作，并且還可以在護(hù)砌中，將橋區(qū)部分劃入護(hù)砌工程中，一同完成護(hù)砌管理。

2.5明確倒虹管要求

穿河管線中的倒虹管主要使用在污水管線中，大部分用作河底高程低于管道內(nèi)高程的問題解決措施。倒虹管可以充分解決不同部分之間的高程沖突問題，但是在長期使用中也可能產(chǎn)生堵塞。對(duì)此，倒虹管的設(shè)置要經(jīng)過當(dāng)?shù)厮块T與航運(yùn)部門同意，并在管線所在位置的兩岸樹立醒目的標(biāo)志。強(qiáng)化倒虹管的強(qiáng)度，防止因?yàn)榫植坎痪鶆虺两祮栴}而產(chǎn)生滲水和漏水等事故，危機(jī)河道整體的航運(yùn)安全。

2.6確定永久性工作井位置

根據(jù)室外給排水設(shè)計(jì)與管理規(guī)范中的規(guī)定可以了解到，對(duì)于穿河管線的工作井而言，其位置并沒有特殊性的要求和規(guī)定。但是，從實(shí)際發(fā)展角度進(jìn)行分析，對(duì)于永久性工作井而言，其位置的規(guī)劃需要在原本的河道管理范圍之外。在此環(huán)節(jié)中，河道管理范圍主要指的是河道保護(hù)線范圍。因此，設(shè)計(jì)單位的工作人員在對(duì)工作井進(jìn)行規(guī)劃安排時(shí)，要著重關(guān)注永久性工作井的位置確定。穿河管線平面位置主要根據(jù)管線的綜合設(shè)計(jì)來確定，如果穿河管線的位置對(duì)于工作井的位置會(huì)產(chǎn)生阻礙，則要多方工作人員共同溝通商議，制訂出可行的線路優(yōu)化方法。

3市政給水排水穿河管案例

為了更加直觀和深入地分析市政給水排水工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的實(shí)際應(yīng)用效果，本文采用了案例分析的方式進(jìn)行了探究。

3.1工程項(xiàng)目概況

泰州引江河河道總流域長度為23km，是一條以引水為主的河流，兼顧了灌溉、排水和航運(yùn)等綜合性管理和使用需求。引江河對(duì)于泰州以及蘇北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市政工程項(xiàng)目建設(shè)，都起到了不可替代的作用。在現(xiàn)代化城市建設(shè)中，當(dāng)?shù)卣Y(jié)合市政工程項(xiàng)目的改造要求，對(duì)引江河的水域進(jìn)行了重新規(guī)劃計(jì)劃設(shè)定總規(guī)模為600m3/s的引流項(xiàng)目，共分為兩期建造實(shí)施。該項(xiàng)目的一期工程早在上世紀(jì)末期就已經(jīng)完成，河道采用了寬淺式斷面，并在河道的上方位置，完成了一次斷面，下方設(shè)置了緩坡，開挖高程在-3.5m～-3m，寬度為80m。該工程項(xiàng)目的二期工程項(xiàng)目在一期項(xiàng)目完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行了浚深，目的在于擴(kuò)大水域的引流能力，滿足自流引江的目標(biāo)[3]。

3.2探測原理與設(shè)備

在對(duì)當(dāng)?shù)匾拥乃蚝痛┖庸芫€進(jìn)行探測的過程中，需要使用到的設(shè)備為MALAPROEX型號(hào)的地質(zhì)雷達(dá)探測系統(tǒng)，按照電磁輻射探測法的基本原理進(jìn)行探測。該地質(zhì)雷達(dá)在實(shí)際操作的過程中，主要是根據(jù)超高頻段的短脈沖電磁波探測方法，對(duì)地下介質(zhì)的分布情況進(jìn)行探測。在實(shí)際的應(yīng)用中，可以有效地探測術(shù)各種不同的金屬物質(zhì)與非金屬物質(zhì)，故無論是金屬管線還是非金屬的管線，都可以通過雷達(dá)探測而出。在實(shí)際操作中，地質(zhì)雷達(dá)可以發(fā)射出脈沖超高頻段的調(diào)幅電磁波，該雷達(dá)設(shè)備的接收裝置為半波偶極天線。雷達(dá)脈沖中心頻率大約在幾十兆赫至幾千兆赫之間，高頻短脈沖電磁波通過發(fā)射器向地下發(fā)射，受到不同介質(zhì)和傳導(dǎo)物質(zhì)的影響，會(huì)產(chǎn)生不同的波段阻抗。工作人員可根據(jù)返回地面的波形與形態(tài)變化特征，分析不同管線的走向與基本結(jié)構(gòu)狀況。

3.3探測結(jié)果與綜合評(píng)價(jià)

在雷達(dá)探測設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)化探測方法的幫助下，可以對(duì)地下管線的電磁剖面進(jìn)行探測，結(jié)合當(dāng)?shù)卮┖庸芫€的設(shè)計(jì)方案，得出最終的探測結(jié)果。根據(jù)此次研究工作得出，泰州引江河河段的西岸側(cè)線范圍內(nèi)的總高程在水平面以下16～19.8m，相對(duì)于東岸而言，西岸地區(qū)敷設(shè)的管道更深。同時(shí)，工作人員還使用了靜力觸探的方式，對(duì)高程在-10m以上的天然氣管道分布情況進(jìn)行了探測，得出在此高程范圍內(nèi)，無天然氣管道分布。使用15個(gè)靜力觸探測孔，完成了數(shù)據(jù)分析，最終得出在-10m以上探測過程中，各個(gè)觸探頭均處于正常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中。因?yàn)樵谔綔y中沒有受到任何阻力的影響，所以此高程范圍內(nèi)無任何管道敷設(shè)。

4結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代化城市規(guī)劃發(fā)展進(jìn)程中，市政給水排水工程項(xiàng)目的管線設(shè)計(jì)會(huì)經(jīng)過河流和堤壩。此種規(guī)劃設(shè)計(jì)模式與常規(guī)環(huán)境中的給水排水管道的設(shè)計(jì)與施工有著明顯的區(qū)別。鑒于此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該全面考慮到實(shí)際的施工環(huán)境，以及施工可能對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響。綜合各項(xiàng)因素，提高設(shè)計(jì)水平，確保市政給水排水工程項(xiàng)目順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓麗華.穿河管線工程審批及施工中應(yīng)注意的問題[J].農(nóng)業(yè)科技與信息,2019(2):121-122+124.

[2]李慧.市政排水管線設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施[J].工程技術(shù)研究,2016(5):249+252.

[3]宋蕾,李長偉.市政給水排水穿河管線設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].市政技術(shù),2015,33(3):111-114.

作者：鄔疆 單位：廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司