市政给水排水穿河管线设计

李雷鸣

摘要：市政给排水工程建设过程中，有些项目因受地形因素限制，给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。基于此，本文阐述了市政给排水工程建设的设计意义及其原则，对市政给排水工程建设的穿河管线设计要点进行了探讨分析。  

关键词：市政工程；给水排水；穿河管线

引言

近年来，为了满足民生和经济发展的需要，我国政府大幅增加了市政给排水工程的建设，以确保人民生活用水和污水系统的安全。然而，给排水管道越江引发的施工问题屡禁不止，对施工质量、给排水业务造成严重负面影响。造成这一问题的主要原因是河流管道的设计方案不足。因此，要为城市给排水管道业务提供最佳设计方案，必须及时优化和创新设计方案。

一、市政给水排水穿河管线设计的基本思路

城市给排水管道的设计直接关系到城市道路建设的质量。因此，设计人员应根据当地城市基础设施、河床水系、降雨量、污水排放等指标，系统梳理设计的各个环节，特别是市政给排水过江管道的设计，计算出合理的给排水管道直径，以确保管道验收后能够正常使用。

目前，适用于室外给排水管道设计的主要标准是《室外给水设计规范》和《室外排水设计规范》。要严格遵守国家法律法规，制定有效的出行设计方案，根据当地城市和水源分布，合理分析环境保护、管道规划和可持续发展。

设计师需要结合供水系统、污水系统和污水处理的实际要求，详细梳理可能存在的问题，并提供解决方案。以污水排放系统为例，在设计过程中，设计人员应充分关注当地的污水排放情况，合理分析城市大型排放主体的分布情况，对污水量、主要物质等进行综合报告，合理建设排水量，根据报告确定排水目的地和管道材料，并完成河流穿越管道的合理规划。

另外，由于市政给水排水穿河管线是城市防汛的一道重要防线，因此在设计过程当中应对防洪功能及包括对河道泄洪、堤岸建设、施工期、港口码头及水下建筑的影响等问题进行重点考虑。

二、市政给排水工程建设的设计意义

1、合理开发利用水资源

合理开发和利用水资源，对城市的水环境进行有效的保护，从而达到既适用又无污染，又能满足城市可持续发展的需要。低水平的市政给排水工程建设的设计，不仅会造成水资源的浪费，而且还会对水环境产生一定的损害，进而影响到我国的经济发展。当前我国的水资源紧缺问题日益突出，必须通过对城市供水系统的规划与设计进行改进，以实现水资源的合理循环，从而为人类带来更多的利益。为此，应对城市的给水工程进行科学的规划，以达到可持续发展的目的。

2、改善城市环境质量

尤其是水环境问题日益突出，对人民的日常生活和身体健康造成了极大的威胁，对人民的生存质量造成了很大的影响。同时，城市给水工程对环境也有一定的影响。而对城市给水工程进行合理的规划，可以在一定程度上提高城市的环境品质。为此，应推动城市给排水工程的顺利实施，以提高城市的水环境质量。

三、市政给排水工程建设的设计原则

1、满足生产生活用水需求原则

在市政给排水系统的设计中，既要保证城市的生活和生产的需要，又要充分利用各种空间来进行城市给水的规划和设计，但是在设计的时候，必须要有足够的空间来进行改造。城市给水工程的施工必须具有良好的耐久性和稳定性，以确保人们的正常生产、生活活动的正常进行。

2、可持续设计原则

近年来，我国的生态环境遭受了严重的污染，城市周围地区的水资源也出现了不同程度的污染，这与我们国家的可持续发展观念背道而驰。但是，由于城市给水工程的建设，会对周围的生态环境产生一定的污染，难以完全消除和解决。所以，在穿河管线的设计中，必须坚持可持续的设计理念，即采用各种环保的施工技术和材料（减少对建筑的污染），并根据水体的分布状况，制定相应的施工方案，以减少对水资源的污染和损害。

3、系统化设计原则

在市政给排水工程中，涉及的领域很多，河流穿越管道设计方案的合理性和可行性受到许多因素的影响，如周边地区市政基础设施的建设、河流水量的变化、管道的整合、以及市政给排水系统的运行需求。因此，需要全面收集和综合分析相关工程信息，充分考虑各种影响因素（不同时间节点市政给排水系统的运行需求、外部环境的变化等），制定系统的穿河管线设计方案。例如，应制定适当的管道直径值，并选择合理的管道材料。

四、市政给排水工程建设的穿河管线设计要点

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。

2、合理选择管材，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。

3、河道护砌设计

在一些市政给排水工程中，穿河管线需要在河底区域敷设和穿越，因此穿河管线的敷设长度相对较长。管道穿越和后续使用过程中可能会出现不均匀沉降等问题，不仅会影响市政给排水系统的实际运行，还会增加河流安全隐患。针对这些问题，有必要严格遵守国家有关施工规范和规定，制定给排水管道穿越河流区域河道保护和砌筑施工方案。在工程造价的合理范围内，有必要优先考虑全断面河道保护和砌筑方法。

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、流速设计与管道连接设计要点

在安装市政水管及污水管道时，部分工程必须在正式施工前完成。但由于施工前管道排水点不确定，在设计过程中需要，符合一定要求，合理设计，避免后续应用中的风险.根据现场工作经验，在正式设计过程中连接管道需要一定距离。特别是在确定连接管间距时，最好根据要求采用合理的定义，实际使用的标准。为了防止连接管道和其他管道之间的冲突，设计人员需要增加局部剖面或调整水量，为了提高管道的设计质量，使水断面不会对排水过程产生不利影响.一般来说，在合理的设计下，最低的水管流量应在规定的范围内调节，即是说，如有需要，便应在指定的范围内调节，也就是0.6米/秒内。

6、闭水试验

跨河管道安装后，要根据规范要求检验管道施工质量，必须确定，管道承载能力是否达到设计标准，管道抗压强度是否满足，必须明确管道实际用水需求，管道是否有渗漏，并用闭合水电试验泵对管道进行试验.检查前应先检查管胶带是否有裂缝，防止泄漏.如果发现管道有缺陷，必须及时进行维修，以便能够成功地进行试验。在对管道两端的堵头进行一段时间的维修保养后，可以进行封闭水试验，为保证试管的良好密封性.检查员和相关技术人员应是现场项目质量检查的重要组成部分。在封闭水试验中，必须注意接头紧密连接，不漏水。发现渗漏后，施工方应及时采取补救措施并尽快返回工作岗位，直至满足所有要求并检查通过，方可回填管沟。回填土中的碎屑或淤泥应提前清除，土层应严格按照技术规范的要求进行压实，最后恢复表面。

结束语

综上所述，给排水工程是城市基础设施建设的重要组成部分，与人们的日常生活有着密不可分的关系。其合理地设计可以有效地保证市政给排水系统的可靠运行。此外，在市政给排水工程施工过程中，部分线路可能会通过河流穿越河流，因此，有必要加强对市政给水排水工程施工穿河管线设计的分析。

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