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市政给排水工程中的穿河管线设计

本站     2021-7-8 14:45:32    

随着城市化建设的不断推进,使得部分市政给排水工程建设的管线设计会经过河流和堤坝。并且市政给排水工程设计需要充分考虑到整个城市规划设计,同时还要考虑城市后续的发展,将低碳、绿色等环保理念应用到市政给排水工程的设计之中。基于此,以下就市政给排水工程中的穿河管线设计进行了探讨分析。


一、市政给排水工程设计的主要作用

1、合理开发利用水资源,保护城市水环境,从而达到适用、排水无污染的效果,为城市的可持续发展提供有力保证。低水平的市政给排水工程设计会对城市水资源造成一定的浪费,对城市的水环境造成一定的破坏,从而对我国经济发展造成阻碍。目前,水资源短缺的现象越来越严重,我们要不断的改善市政给排水工程的规划和设计,使水资源得到合理的循环利用,使水资源能够更好造福于人类。因此,我们必须要合理的设计城市的给排水工程,为城市的可持续发展做好排水计划。

2、改善城市环境质量。环境污染问题越来越严重,特别是水环境的影响,严重威胁着人们日常生活和身体健康状况,降低了人们的生活质量。而城市的给排水工程在一定的程度上也会对环境造成影响。而合理的设计市政给排水工程对城市的环境质量有一定的改善。因此,必须要促进城市给排水规划建设顺利的进行,为改善城市环境特别是水环境做出努力。

二、市政给排水工程设计的主要原则

1、可持续设计原则。近年来我国生态环境遭到严重污染破坏,城市周边区域所分布水资源也受到程度不一的污染,这与我国可持续发展理念相违背。但在市政给排水工程施工中,会对施工区域周边生态环境造成一定程度污染破坏,且很难彻底避免和解决这一问题。因此在穿河管线设计中,需遵循可持续设计原则,既要优化配置,如使用各类绿色施工技术与材料(降低对施工环境污染系数),同时基于水域分布情况制定合适的施工方案,最大程度降低穿河管线施工对水资源的污染与破坏系数。

2、满足生产生活用水需求原则。市政给排水工程设计的最低目标是要满足城市生活用水和生产用水需求,还要利用城市中一切可利用的空间,考虑市政给排水的规划与设计,但是在市政的给排水的设计方案中,要留出一定的空间以供后续的更改或者其它用处使用。市政给排水工程设计一定要具备耐久性和稳定性,从而保证人们的生产生活活动的有序进行。

3、系统化设计原则。市政给排水工程设计过程中,涉及领域较多,穿河管线设计方案的合理性、可行性受到周边区域市政基础设施建设情况、河道水量变化情况、管线综合、市政给排水系统运行需求等多方面因素影响。因此需要对相关工程信息进行全面采集、综合分析,充分考虑各项影响因素(在不同时间节点中的市政给排水系统运行需求、外部环境变化情况等),制定系统性穿河管线设计方案。例如制定适当管线直径数值、选择合理管材等。


三、市政给排水工程中的穿河管线设计要点分析

1、确定穿河管线的敷设位置。市政给排水工程初步设计阶段中,既需要对各个位置的给排水管线敷设位置进行明确,又需要从工程全局角度进行设计。在给排水工程穿河管线施工图设计阶段中,需要对穿河管线设计方案(敷设位置)进行重复审核,并与国家现行规范、标准、技术规程等进行对照分析,及时对所存在设计问题,或与国家相关规定有所出入的设计方案进行优化调整,这也是提高给排水工程中的穿河管线设计方案可行性的关键所在。此外,在穿河管线敷设位置设计环节中,需要优先将管线穿河位置选定于岸坡结构稳定、水流平缓、河岸顺直以及场地开阔的区域中,为后续施工作业的开展提供便捷;禁止将管线穿河位置选定于河道弯曲区域,避免管线长时间受到急流冲刷而出现破损、加快老化等问题;当管线敷设位置选在桥梁周围时,应将市政给排水工程中的穿河管线与周边所分布桥梁结构之间的间隔位置保持在安全范围内,避免在开展开挖管线埋设作业时对桥梁墩柱结构稳定性造成负面影响。

2、明确穿河管线敷设深度、根据国家相关施工规范条例,已明确穿河管线最小敷设深度规定。而在市政给排水工程设计阶段中,则需要基于相关水流平行岸坡冲刷等公式进行计算,以选择正确给排水管线敷设深度数值。

3、严格管材选择,明确永久工作井位置。穿河给排水管道在长时间使用过程中,不但需要承受上部区域水体以及地层土体的荷载力,而且需要管道具有一定程度的防腐蚀性与耐久性,避免在使用过程中因受冲刷和腐蚀出现管道破损、污水泄露等问题。因此在管材选择环节中,需要结合管线穿河区域的实际环境情况、工程设计要求、埋设深度等,选择合适的穿河管道材质,并对穿河管道开展极限设计工作,避免穿河管线在受到外部环境强烈干扰影响(如出现各类水患灾害)时,不会出现管线破损等问题。而在永久工作井位置设计、选择环节中,虽然国家相关施工规范条例中并未对永久性穿河管线工作井的布置位置进行明确规定,但也需要设计人员结合实际施工情况,选择适当工作井的布置位置。此外需要将工作井的位置放置于河道保护线范围以外,避免河道水位在升降过程中对所布置的工作井造成影响。

4、倒虹管设计。市政给排水工程主要将倒虹管用在无压力排污管线中,从而解决河底高程比管线正常沿线高程低的问题。但在倒虹管使用过程中时常出现管道堵塞,管线养护难度系数较高等问题。因此在倒虹管设计环节中,一是要满足国家现行《室外排水设计规范》对管径、流速及竖向位置规定的要求,二是在管道的运行使用过程中应按要求对工作井及管道按时清掏和冲洗,定时维护检修。此外,倒虹管穿河两端河岸区域中应摆放相应警示标志,确保管线地基、基座以及管基的设计强度系数满足实际使用需求,不会出现不均匀沉降、接口开裂与管线变形等施工问题及在后续的使用和维护过程中不受破坏;另外还应结合实际施工情况,设置适当数量的倒虹管,并对管径大小、设计流速进行合理设计;在倒虹管进出水井口处,需要设置闸门/闸槽及事故排出口。

5、河道护砌设计。部分市政给排水工程中,穿河管线需要在河道底部区域中进行敷设、穿越,因此穿河管线敷设长度相对较长,在管线穿越过程中以及后续使用过程中可能会出现不均匀沉陷等问题,不但对市政给排水系统实际运行效果造成影响,还会加大河道安全隐患。针对此类问题,需要严格遵循国家相关施工规范条例,在给排水管线穿河区域河道制定护砌施工方案,在工程造价合理范围内,需要优先选择采用全断面河道护砌方式。

结束语

综上所述,给排水工程建设是市政基础设施建设的重要内容,其与人们日常生活有着密不可分的关系,并且其合理设计可以有效保证市政给排水系统的可靠运行。但是市政给排水工程项目建设过程中的部分线路可能会经过河道实现穿河,因此必须加强对市政给排水工程中的穿河管线设计进行分析。

彭莉佳 桂林市排水工程管理处 广西桂林 541002 

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