市政给水排水穿河管线设计策略分析

许修元

【摘要】在部分市政给排水工程中，因受地形因素限制，给水排 水管线需要穿过河流水域敷设，这将大幅提高工程设计与施工的难度 系数，如果在设计中存在考虑不周全的问题，则在后续使用过程有可 能出现管道腐蚀破裂，城市污水泄露造成水域污染问题。为有效避免 各类设计施工问题与环境污染问题的出现，本文从设计角度着手，对 市政给水排水穿河管线设计原则、基本思路以及优化策略开展深入分 析，为实际市政给排水工程设计提供参考。

【关键词】市政给排水工程；穿河管线；设计策略

引言：

近年来，我国政府为满足民生、经济等领域的发展，大幅提高了市政给排水工程的建设力度，保障人民的生活用水及污水排放，但由此带来的给排水管道穿河所引发的施工问题屡禁不止，对工程施工质量、自来水供应及污水排水工程造成严重负面影响。这类问题出现的主要原因普遍为穿河管线设计方案缺乏合理性，因此需要及时对设计方案进行优化创新，为市政给排水穿河管线工程提供最优设计方案。

一、市政给排水穿河管线设计原则及基本设计思路

1. 设计原则

（1）系统化设计原则。在市政给排水工程中，所涉及领域较多， 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。

（2）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. 基本设计思路

在市政给排水穿河管线设计环节中，需要重点对给水以及排水系 统进行深入分析，协同其它各项系统及工序环节中的工程设计需求， 有效整合与解决所存在设计问题。在充分保障生态环境稳定性与工程 施工质量的基础上，有效利用现有工程与自然资源，制定具有高度可 行性与合理性的穿河管线设计方案。例如在给水穿河管线设计环节 中，应基于城市区域水资源分布结构与具体情况，制定合理施工参数 （如给水管线总体分布结构、需水及供水量，城市水系结构，水体分 布情况等），确保在最大程度上达到最优设计。

二、市政给水排水穿河管线设计优化策略

1. 选择适当施工方式

在大多数市政给排水工程中，普遍选择将穿河管线设计在河道底 部区域中进行埋设，避免给排水穿河管道长时间受到水体流动所造成 的冲刷影响，施工时采用定向水平钻、顶管钻进等方式开展管线穿河 埋设施工作业。而在施工方式选择环节中，需要提前开展工程勘察作 业，重点勘察河道流量、地层结构等水文地质条件，同时对施工季节 气候特征、施工工期等外部影响因素加以综合分析，从而选择与实际 施工情况具有高度匹配的施工方式，并确保所选施工方式与具体工序 流程完全符合我国现行《室外给水设计标准》、《室外排水设计规范》 中的相关规定。例如在某市政给排水工程中由于需要在雨季开展施 工，河道水位标高出现一定幅度的提升，因此所采用施工方式为非开 挖方式，该方式可以避免在施工过程中因河道结构破坏而出现的各类 施工问题、安全事故和水患灾害。

2. 明确穿河管线的具体敷设位置

在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 管线的敷设位置进行明确，又需要从工程全局角度进行设计，为工程 施工质量与效率提供有力保障。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。

3. 制定正确给排水穿河管线敷设深度

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。

4. 选择合理管材，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。

5. 河道护砌设计策略

在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。

6. 倒虹管设计策略

在多数市政给排水工程中，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。

结语：

在开展市政给排水穿河管线设计工作时，设计人员除了严格遵守各类规范标准规定外，也应遵循各项优化设计原则、拟定正确的设计思路、灵活采取及贯彻落实上述所提及设计优化策略，全面分析各项施工信息、影响因素从而制定出高度可行的穿河管线施工方案，确保市政给水排水工程项目的顺利实施及使用。

参考文献：

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