城中村給水管網(wǎng)工程設(shè)計探討

【摘要】通過對城中村供水水量、水質(zhì)及運行管理現(xiàn)狀的調(diào)查，分析了城中村供水中存在的問題。結(jié)合城中村用水及供水實際情況，探索了與城中村基本情況相適應的給水管網(wǎng)工程設(shè)計思路與技術(shù)措施。工程實踐表明，設(shè)計中采用的措施合理，取得了良好的運行效果和社會效益。

【關(guān)鍵詞】城中村供水；管網(wǎng)設(shè)計；水質(zhì)

近年來城中村經(jīng)濟快速發(fā)展，居民樓、進駐企業(yè)數(shù)量不斷增多，居住人口急劇膨脹，需水量激增，居民對生活飲用水水質(zhì)、水量的要求越來越高，提升城中村管網(wǎng)供水能力的需求也越來越迫切。

1. 城中村供水現(xiàn)狀及存在問題

1.1自來水使用率低引起的水質(zhì)問題。有的城中村位處山腳，盡管村內(nèi)給水管網(wǎng)已建設(shè)到棟，部分村民出于節(jié)省水費的考慮，仍然使用山泉水或地下井水，用戶管同時連接儲存山泉水、地下井水的蓄水池出水管與市政供水管網(wǎng)，這將可能引起市政管網(wǎng)水質(zhì)污染。另外，有的村民自來水用量較低，引起自來水在管道內(nèi)滯留時間過長，水質(zhì)變差，部分管道在停水作業(yè)后易產(chǎn)生“黃水”，局部末梢管道的余氯值偏低，造成細菌滋生，甚至導致自來水產(chǎn)生異味。此外，新裝的球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯長時間與氯離子接觸，產(chǎn)生的游離鈣、硅離子與水發(fā)生水解反應，使水體pH值升高，呈堿性。

1.2管材老舊、質(zhì)量差造成水質(zhì)和漏耗問題。現(xiàn)狀給水埋地管管材均為灰口鑄鐵管或鍍鋅鋼管，明設(shè)管及表組管材均采用鍍鋅鋼管，使用年限已久，銹蝕嚴重，造成“黃水”、“銹水”，水質(zhì)合格率低，居民用水安全無法得到保障。由于使用年限已久，管材質(zhì)量差，管網(wǎng)破損率高，漏耗大，爆管事故時有發(fā)生，有的管道已無法修復，水資源浪費嚴重。

1.3管網(wǎng)無規(guī)劃，管徑偏小，管理難度大。村內(nèi)給水管多為居民自建，管網(wǎng)無統(tǒng)一規(guī)劃，維護管理難度大。維修管道時無法估計停水范圍，給居民用水帶來不便。由于村內(nèi)給水管管徑多為居民根據(jù)自身使用經(jīng)驗選定，沒有通過相關(guān)計算，對用水量增加估計不足，管徑普遍偏小，水頭損失大，無法滿足居民對水量、水壓的需求。

1.4管道埋深不夠，施工難度大。各村居民建筑均已成形，實際建設(shè)中多為給水管網(wǎng)改造工程，然而現(xiàn)有的建筑無統(tǒng)一的規(guī)劃，建筑密集度相對較大，大部分建筑與建筑之間往往只有容一人通行的小路；另外，城中村建筑基礎(chǔ)較淺，有的為石塊砌筑，基礎(chǔ)比較松散。因此，在狹窄小路上不能進行深管溝挖掘，有不少管道敷設(shè)深度較淺，又未采取相應的補救措施，致使在日常的運行中發(fā)現(xiàn)較淺的覆土厚度不能有效保護管道免受外來因素的影響，從而產(chǎn)生一系列問題（車輛通過頻繁的道路下管道易破損等）。

2. 城中村供水工程設(shè)計探討

現(xiàn)狀城中村給水管網(wǎng)在各方面都存在很多問題，只有對城中村給水管網(wǎng)進行大規(guī)模改造新建才能從根本上解決問題，改善居民用水情況，提高人民生活質(zhì)量。下面就城中村給水管網(wǎng)設(shè)計的幾個方面進行探討。

2.1設(shè)計流量計算方法的選擇。

（1）目前我國城中村供水工程配水管網(wǎng)設(shè)計流量是按《室外給水設(shè)計規(guī)范》（GB50013-2006）第7.1.2條的規(guī)定采用“最高日最大時用水量”計算方法計算的。而在實際工程設(shè)計中采用“最高日最大時用水量”計算城中村配水管網(wǎng)設(shè)計流量時，發(fā)現(xiàn)其配水管段、節(jié)點設(shè)計流量的計算明顯偏低，不能滿足城中村居民在用水高峰時段的實際用水要求。造成城中村配水管網(wǎng)設(shè)計流量計算值偏小的主要原因是城中村供水工程具有設(shè)計規(guī)模較小、城中村居民用水定額較低、供水范圍分散、配水管段較長、配水管段呈支狀布置等特點，因而其比流量的計算值較小，從而導致配水管段及其節(jié)點設(shè)計流量的計算值偏低。

（2）另外，城中村建筑物主要是以住宅為主的居住建筑，其給水系統(tǒng)的供水方式基本為利用村內(nèi)配水管網(wǎng)的供水壓力直接供水，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)定》（GB50015-2003，2009年版，以下簡稱《建水規(guī)》）第3.6.1、3.6.3等條規(guī)定，其給水引入管和與其給水引入管連接的配水管的設(shè)計流量應按設(shè)計秒流量計算。居民建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計秒流量一般都大于其最高日最大時設(shè)計流量，所以，城中村供水工程采用“最高日最大時用水量”計算的配水管網(wǎng)設(shè)計流量難以滿足城中村建筑給水系統(tǒng)的實際用水要求。所以，對于城中村供水工程，可將其配水管網(wǎng)視為服務一個由多個較小居住小區(qū)組成的較大居住小區(qū)，因而可參照《建水規(guī)》相關(guān)條文規(guī)定計算其配水管網(wǎng)設(shè)計流量，即按“設(shè)計秒流量”計算方法計算城中村配水管網(wǎng)設(shè)計流量。

（3）但不是所有城中村供水工程配水管網(wǎng)均可按“設(shè)計秒流量”計算其設(shè)計流量。只有當某城中村供水工程配水管網(wǎng)枝狀布置、設(shè)計供水人數(shù)小于《建水規(guī)》表3.6.1中數(shù)值、城中村建筑物給水系統(tǒng)基本都是直接利用村內(nèi)配水管網(wǎng)供水壓力供水時，其配水管網(wǎng)設(shè)計流量才可按“設(shè)計秒流量”方法計算。另外，也可根據(jù)城中村供水工程設(shè)計供水人數(shù)分別計算其配水管網(wǎng)最高日最大時設(shè)計流量Qz和設(shè)計秒流量Qm，當Qm≥Qz時，該城中村配水管網(wǎng)的設(shè)計流量可按“設(shè)計秒流量”計算方法計算。而對于設(shè)計供水規(guī)模較大的城中村枝狀配水管網(wǎng)，當其上游配水管段設(shè)計供水人數(shù)超過《建水規(guī)》表3.6.1中的數(shù)值（或其Qm＜Qz）時，上游配水管段設(shè)計流量應按“最高日最大時用水量”計算方法計算。

2.2設(shè)置排放口，防止水源混合。

（1）通過優(yōu)化管段口徑，減少供水量與需水量的差異，減少水流在管道中的滯留時間，保證了出水水質(zhì)。但在實際運行過程中，仍有局部“黃水”等水質(zhì)異常情況出現(xiàn)，分析認為這主要是用戶內(nèi)部管道老化所致。為確保供水水質(zhì)，設(shè)計時在管道末梢設(shè)置必要的排放口，對出現(xiàn)“黃水”等水質(zhì)異常情況的供水管線進行實施排放。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003（2009版）3.2.3條“城鎮(zhèn)給水管道嚴禁與自備水源的供水管道直接連接”，新建給水管嚴禁與地下水、山水的集水池出水管連通，防止污染城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)。

（2）為進一步防止市政管網(wǎng)水質(zhì)污染，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003（2009年版）第3.2.5-1條“從城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)的不同管段接出兩路及兩路以上的引入管，且與城鎮(zhèn)給水管形成環(huán)狀管網(wǎng)的小區(qū)或建筑物，在其引入管上設(shè)置倒流防止器”，村引入總管上應裝有倒流防止器，為了保障居民用水水壓，倒流防止器選用低阻力倒流防止器，要求過水水頭不大于3m，安裝詳見標準圖集《倒流防止器安裝》（05S108）。

2.3統(tǒng)一規(guī)劃管網(wǎng)，保證管道埋深。對城中村給水管網(wǎng)無統(tǒng)一規(guī)劃的區(qū)域進行整體新建，一并解決管道老化破損、水質(zhì)差、管理難度大等問題，充分估算城中村未來一定時期的水量增加。適當?shù)迷O(shè)置控制閥門，以便于局部管道出現(xiàn)問題維修時控制其對相鄰樓棟的影響。管道橫向設(shè)計主要考慮如下：結(jié)合現(xiàn)狀管線情況，優(yōu)化現(xiàn)有管線布置方式，具備條件的在原管位改造更換，不具備條件的根據(jù)管道優(yōu)化結(jié)果敷設(shè)于村路下。管道敷設(shè)應與樓棟基礎(chǔ)保持一定安全距離，避免開挖敷設(shè)時對樓棟基礎(chǔ)產(chǎn)生影響，保證安全。管道豎向設(shè)計主要考慮如下幾個方面的問題：控制好埋深，在保證社區(qū)給水管道敷設(shè)埋深要求的前提下，盡量淺埋，以減少工程投資；與其它管線交叉時，盡量避讓通過，并根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50268-2008）要求控制好安全距離。部分管段遇化糞池等無法埋設(shè)時，可局部沿墻角明裝，但必須采用混凝土包封，以延長管道壽命。

2.4合理選擇管材，設(shè)置管道支墩。

2.4.1管材選用原則：技術(shù)成熟、性能好，管道必須安全、可靠，爆管可能性低；不會污染水質(zhì)，不易腐蝕，輸水性能好，具備較長的使用壽命；便于施工，維護管理方便；內(nèi)壁光滑，水頭損失小、節(jié)省輸水能耗；管材供應質(zhì)量穩(wěn)定、渠道暢通。故城中村給水管道一般選用HDPE給水管和球墨鑄鐵給水管。

2.4.2埋地管≥de90（DN80）管道在一定距離直管段、水平或垂直向轉(zhuǎn)彎處、改變管徑處、三通、堵頭和閥門處，均應設(shè)置支墩。PE管及管件等設(shè)置支墩做法參見05SS405-1。球墨鑄鐵給水管采用T型橡膠圈承插接口，管道支墩一般套用通用圖集（國家建筑標準設(shè)計圖集《柔性接口給水管道支墩》10S505），但是在城中村給水管網(wǎng)改造工程中，簡單套用國標圖集不能完全滿足現(xiàn)場的實際要求，主要問題表現(xiàn)為：

（1）新建管道與現(xiàn)狀管道碰通后管道需要立即投入使用，常規(guī)的支墩實施需要一定時間的養(yǎng)護，不滿足工程進度要求。

（2）由于現(xiàn)狀路面下各類管道較多，管位緊張，支墩制作過程中沒有圖集需要的施工空間。

2.4.3針對以上兩種實際情況，可以在參考圖集的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計：

（1）在管道轉(zhuǎn)角的反向受力點處先于管道施工設(shè)置錨固支墩，錨固支墩通過DN300的鋼管拉桿與管道連接，解決了管道碰通后常規(guī)支墩澆筑尚未達到設(shè)計強度時管道轉(zhuǎn)角的受力問題，管道常規(guī)支墩施工完畢并達到設(shè)計強度后，再截斷錨固支墩與管道的連接。

（2）在支墩后背增設(shè)永久性木樁來增加支墩后背，同時可通過計算適當減小支墩的寬度。

3. 結(jié)束語

在滿足國家相關(guān)規(guī)范的前提下，結(jié)合城中村供水的實際情況，對城中村給水工程設(shè)計中存在的問題提出了有針對性的解決措施，有助于提高了工程設(shè)計質(zhì)量，滿足城中村居民對水量、水質(zhì)的要求，做到安全可靠、管理方便，對提高人民生活水平具有重要意義。

參考文獻

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