給排水管線設計及施工的分析與應用

鄭曉虹

（福建省惠安縣建筑設計院，福建 泉州362100）

1 管線綜合布置方式和原則

1 平面布置

小區(qū)內(nèi)管網(wǎng)的平面布置較為復雜，主要是：①由于受經(jīng)濟利益的影響，房地產(chǎn)開發(fā)商往往要求最大限度地利用現(xiàn)有土地面積．在小區(qū)做總體規(guī)劃時，往往更多考慮的是在滿足規(guī)范的最低要求下，如何得到最大的建筑面積，使得可供管線通過的空間較為狹窄②小區(qū)內(nèi)部管線種類較多，通常有雨水、污水、給水、電力、電信、熱力、熱水、燃氣、有線電視、寬帶網(wǎng)等近十種管線，同時還有化糞池、檢查井、進水井、變壓器、熱交換站、燈桿等附屬設施，這就使得管網(wǎng)平面布置更加困難。

對于管線綜合，一般應按下列原則進行布置。

⑴各種管道的平面排列不得重疊，并盡量減少和避免相互交叉。⑵各種管道應盡量和道路中心線或主要建筑線平行敷設。⑶管道與鐵路、道路和管溝交叉時，應盡量垂直于鐵路、道路和管溝中心線。⑷給水管和污水管交叉時，給水管應敷設在污水管的上面。⑸管道排列時，應注意其用途、相互聯(lián)系及彼此間可能產(chǎn)生的影響。如污水管應遠離生活飲用水管；直流電力電纜不應與其他金屬管靠近，以免增加后者的腐蝕等。⑹干管應靠近主要使用單位以及連接支管最多的一側。⑺給水管道、循環(huán)水管道允許與熱力管道溝同溝敷設。⑻架空管道不得影響運輸、人行交通及建筑物的自然采光。⑼給水管道的埋設深度應滿足下面的要求：管道不被震動及行車力損壞；管道內(nèi)水流不被冰凍或增高溫度。

2 選用管材

2.1 給水管管材選用原則

在以往工程中，小區(qū)給排水管管材的選擇較為單一，近年來，隨著材料科學的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的新型管材，為工程項目提供了更多的選擇。

⑴小區(qū)給水管道DN﹤100mm時，應選用給水塑料管或鍍鋅焊接管。

⑵小區(qū)給水管道DN≥100mm時，可選用內(nèi)襯的給水鑄鐵管、球墨鑄鐵管或給水塑料管。

⑶鋼管韌性好、強度高，但防腐性能差。我國規(guī)范規(guī)定：生活給水管道應選用熱鍍工藝的鍍鋅鋼管。

⑷我國連續(xù)鑄鐵管性能較差，爆管現(xiàn)象較多；但DN200型還可采用。選管時壁厚可高選一級，或選用離心鑄鐵管。

⑸球墨鑄鐵管是理想的給水埋地敷設管道，在我國已有不少城市選用，效果較好。

⑹塑料管具有重量輕、耐壓強度高、輸水性能好、耐腐蝕性強等優(yōu)點，是小口徑給水管的發(fā)展趨勢。現(xiàn)在使用的較多的是HDPE管，除了具有上述塑料管的優(yōu)點外，與其他塑料管相比，強度高是它突出的優(yōu)點，可以滿足塑料管在城市道路下直埋地敷設。

⑺給水管如采用鋼管，要特別注意防腐問題。在管徑要求大、高壓送水及穿越鐵路、河谷和地震區(qū)等管段較常采用鋼管敷設。鋼管埋地敷設時，管材會受到土壤、地下水腐蝕，同時還會受到地下雜散電流的影響，使金屬表面產(chǎn)生電化學作用而損壞金屬表層，故必須采取能隔絕對管道腐蝕及減少雜散電流對管道電化作用的防腐絕緣層，以延長管道使用壽命。埋地鋼管一般采用水泥砂漿內(nèi)防腐，外防腐一般采用石油瀝青及環(huán)氧煤瀝青，分普通級、加強級、特加強級三個等級，設計時應根據(jù)具體情況合理選擇。

2.2 小區(qū)排水管常用管材及選用

室外無壓排水管一般很少采用金屬管，只有當排水管道需要承受較高壓力或對滲漏要求嚴格的地方才采用金屬管材。

⑴居住小區(qū)內(nèi)的排水管和雨水管，宜采用埋地排水塑料管、承插式混凝土管或鋼筋混凝土管。近幾年來，小區(qū)、市政道路上較小管徑（D400及以下）的排水管道絕大部分采用排水塑料管，如雙壁波紋管、UPVC加筋管、HDPE高密度管等。

⑵排水管如遇到穿越管溝、河流等特殊地段，或埋深過淺時可采用鑄鐵管或鋼管。

⑶居住區(qū)內(nèi)化糞池前的排水管宜采用塑料排水管。

⑷塑料管具有質(zhì)地輕、耐腐蝕、水力性能好等優(yōu)點，在室內(nèi)已廣泛采用，在小區(qū)室外排水工程中可進一步推廣使用。排水管道多采用硬聚氯乙烯塑料管。

⑸陶土管因管節(jié)短，施工麻煩，故在居住小區(qū)不推薦使用。對于腐蝕性強的污水工程，可采用陶土管或耐腐蝕陶土管。

⑹承壓排水管宜采用給水鑄鐵管或鋼管。

⑺當排水溫度大于40℃時，應采用金屬排水管或熱塑料排水管。

3 管徑的確定

3.1 給水流量及管徑的確定

居住小區(qū)內(nèi)室外給水管道管徑選擇，一般依據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》，《居住小區(qū)給水排水設計規(guī)范》中，居民用水定額、用水量等相關內(nèi)容確定。在計算過程中要注意區(qū)分最大小時流量與設計秒流量的運用范圍。《居住小區(qū)給水排水設計規(guī)范》中的3.5.2條，根據(jù)居住人數(shù)和生活給水干管、支管，對此做出了界定。

無論是市政給水管道還是居住小區(qū)室外給水管都涉及到流量與管徑的對應問題，一般依據(jù)流量，流速，按《給水排水設計手冊》中的水力計算表及地方經(jīng)驗來確定。但居住小區(qū)的給水管道一般管徑較小，單靠水力計算表不容易確定管徑。可以參考《水工業(yè)工程設計手冊?建筑和小區(qū)給水排水》中提出的一個界限流量表，并結合地方經(jīng)驗來確定。

設計供水量根據(jù)下列各種用水類型來確定：

⑴綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根據(jù)居民生活用水定額或綜合生活用水定額及最高日時變化系數(shù)綜合分析確定。⑵工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水：生產(chǎn)用水量根據(jù)生產(chǎn)工業(yè)要求確定；工作人員生活用水量（含淋浴用水量）根據(jù)車間性質(zhì)確定。⑶消防用水：消防用水量、水壓及延續(xù)時間等根據(jù)現(xiàn)行有關規(guī)定確定。⑷澆灑道路和綠地用水：根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。⑸未預見水量及管網(wǎng)漏失水量：按最高日用水量的百分比計。

3.2 排水管道流量的確定

3.2.1 排水體制的選擇

排水工程設計應以當?shù)爻擎?zhèn)（地區(qū)）總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃為主要依據(jù)。排水體制（分流制或合流制）的選擇，應根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當?shù)亟涤昵闆r和排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件綜合考慮確定。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。

3.2.2 生活排水量的確定

《居住小區(qū)給水排水設計規(guī)范》中規(guī)定：生活排水管道的設計流量按照最大小時排水量進行計算。排水管道的設計有最小管徑和最小設計坡度的規(guī)定。排水管道是按非滿流設計，有最大設計充滿度的規(guī)定。小區(qū)內(nèi)計算最大小時流量時采用的小時變化系數(shù)，已經(jīng)考慮了從小區(qū)到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的過渡因素。對于小區(qū)組團內(nèi)的生活排水管道，按最大小時生活排水量進行設計，確定管徑和坡度后（包括選用最小管徑和最小設計坡度），再用相應的設計秒流量按滿流進行校核，一般都能滿足要求。

污水設計總流量Q的計算公式為：

Q=Q1+Q2+Q3

其中：Q1為居住區(qū)生活污水設計流量/（L/s），按下式計算：Q1=n×N×Kz/（24×3600）式中：n—污水定額/（L/（人·天）），含居民生活污水定額和綜合生活污水定額，可按當?shù)赜盟~的80%～90%采用；N—設計人口數(shù)；Kz—生活污水量總變化系數(shù)，按《室外排水設計規(guī)范》有關規(guī)定計取，或按實際數(shù)據(jù)采用。Q2為工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量（L/s）。應與國家現(xiàn)行的《室外給水設計規(guī)范》的有關規(guī)定協(xié)調(diào)；Q3—工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量/（L/s）。工業(yè)廢水量級及其總變化系數(shù)應根據(jù)工藝特點確定，并與國家現(xiàn)行的工業(yè)用水量有關規(guī)定協(xié)調(diào)。

3.2.3 雨水設計流量

雨水設計流量Q按下式計算：Q=F×q×ψ其中：F—匯水面積，其劃分應結合地形坡度、匯水面積的大小及雨水管道布置等情況劃定。地形較平坦時，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時，可按地面雨水徑流方向劃分匯水面積。ψ—徑流系數(shù)。按《室外排水設計規(guī)范》有關規(guī)定計取。q—設計暴雨強度[L/（s·ha）]。

按下列公式計算：q=167A1(1+ClgP)/(t+b)n式中：t—降雨歷時（min）。t=t1+mt2，t1為地面集水時間，一般取5～15min；m為折減系數(shù)，暗管取2，明渠取1.2；t2為管渠內(nèi)雨水流行時間。在排水管道水力計算時應注意如下問題：

⑴雨水管道的水力計算應符合規(guī)范規(guī)定的最大允許流速、最小設計流速和最小設計流速控制的最小設計坡度要求。

⑵雨水管道管段的設計流量如果小于最小管徑在最小坡度時通過的流量，該管段為不計算管段。不計算管段應采用最小管徑，按最小設計坡度進行設計。

⑶水力計算從上游管段向下游管道依次進行，隨著管段中設計流量的增加，設計流速也應相應增加。只有當下游管段流速已經(jīng)大于1.2m/s（混凝土管和鋼筋混凝土管）的情況下，坡度大的管道接到坡度小的管道時，設計流速才允許減少。

⑷計算時設計流量逐段增加，設計管徑也應相應增加，但在管道坡度突然變陡處，其管徑可根據(jù)水力計算確定由大變小，但一般減少一級，不得超過兩級，并不得小于最小管徑。

⑸當?shù)孛嫫露忍蠡蚨钙峦蝗蛔兙彆r，可設置跌水井。一般管道跌水高度超過1m，宜設跌水井；跌水高度超過2m，必須設跌水井。跌水井不宜布置在管道轉角處。

⑹管道轉彎或交接處，其水流轉角不應小于90°。

⑺各種不同管徑的管道在檢查井中連接宜采用管頂平接。相同管徑的管道，或在平坦地區(qū)不同管徑的管道也可采用平接，但任何情況下進水管管底標高不得低于出水管管底標高。

⑻小區(qū)內(nèi)接戶管接入小區(qū)排水支管時，最好有10～20cm落差。

4 結束語

本文根據(jù)給排水綜合管線設計進行探討，給排水設計與我們生活的質(zhì)量和舒適度息息相關，好的室外管線應為建筑服務并與建筑有機結合、融為一體。管線與施工圖設計的過程中，應依據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》嚴格進行規(guī)范操作。作為給排水設計人員應本著安全、合理、環(huán)保、經(jīng)濟的原則，在實踐中不斷總結，提出更優(yōu)質(zhì)的設計方案。

[1]周文宇.《華章》.2009年17期.

[2]周明文.《四川建材》.2008年2期.