市政給水管網設計要點分析及應用分析

楊曉平

摘 要：為了更加深入的了解給水管網的設計理論及有關規定，筆者根據市政給水管網設計的自身工作經驗并結合實際，對市政給水管網在設計過程中的要點及注意事項進行分析探討，提出了具體的設計方法，為業內人士提供參考。

關鍵詞：市政；給水管網；設計要點；分析

1 前言

在市政給水管網設計的過程中，首先就要根據相關的規范、手冊進行設計，例如施工規范、小區給水規范、消防規范、室外給水規范、給水排水設計手冊等。第二就是需要從實際情況出發，結合當地的地理位置、氣候條件、溫度特點、水司運行的程序規定等，從經濟的科學有效性、技術的安全可靠性出發，對市政給水網進行綜合考慮、合理設計，從而為滿足城市對水質的要求及對水的需求量提供保障。

2 市政給水管網設計要點分析

2.1 管材的選擇要點

從目前來看，市政給水管網的管材主要有塑料管、預應力混凝土管、復合管、預應力鋼銅混凝土管及承插式給水鑄鐵管這五種構成。

1、塑料管。塑料管也稱PE管，具有較好的密封性能、柔韌性能、衛生性能、耐腐蝕性能，它使用壽命比較長、抗震和內沖擊力強，是目前運用在市政給水管道安裝最為廣泛的一種聚乙烯管材。

2、預應力混凝土管。預應力混凝土管主要是在制作階段，預先對受拉區施加應壓力，形成一種人為的應力狀態。它主要的優點就是彌補了一般鋼筋混凝土管由于容易產生裂縫而承受不了內壓的缺陷。

3、復合管。復合管主要包括了鋼絲網骨架塑料復合管和鋼塑復合管，它的優點就是將塑料產品和鋼管的優點結合在一起，既克服了塑料產品的缺點，又克服了鋼管本身缺陷。

4、預應力鋼銅混凝土管。預應力鋼銅混凝土管主要由高強鋼絲、薄鋼板和混凝土構成，具有抗拉、抗壓、抗滲、耐腐、密封性好的優點。

5、承插式給水鑄鐵管。承插式給水鑄鐵管具有強度高、承壓能力強、耐腐、接口方便、易于施工的優點，但是它的材質脆弱不能承受較大較多的負荷量。

2.2 管徑的確定要點

合理的管徑設計在保障水壓的同時，還能減少損耗，節約資金量。管徑的確定根據水管輸水量而設計，一般有以下四種情形。

1、灑路及綠地用水：灑路及綠地用水一般是根據路面、氣候、土壤、綠化等條件確定

2、生活用水：生活用水包括公共建筑用水和居民生活用水，根據生活用水量及最高日時變化系數分析來確定。

3、工業用水：工業用水主要寶庫里生產用水量和工作人員生活用水量，一般根據生產工藝要求和車間性質來確定。

4、管網漏水量及未預見水量：管網漏水量及未預見水量一般是根據日用量最高的百分比計算確定或者是根據《城市給水工程規劃規范》對用水量進行估算而確定。

2.3 管道的平面布置要點

管道的平面布置主要是為給水管的位置進行合理的設計。由于給水管道的水流方向對供水、施工、工程造價都會產生影響，因此在設計管道的平面布置的時候需要考慮各種因素，通過科學的技術手段選擇合理的給水管線路，從而為給水管道工程的適用性和安全性提供保障。在給水管道設計的時候，還應該根據當地的地理位置、地形特點進行管線定位，盡量不要在建筑物的下面穿越或者是架空管線，為以后管線的維修維護提供方便。

2.4 管道的深埋要點

對于管道的深埋，需要根據管材的性能、抗浮要求、冰凍情況等實際狀況進行設計。在市政給水管道的實際工作中，由于給水管線不斷的穿越另外的管線變得越來越復雜，因此而造成管道的起伏現象，給管道留下隱患。因此在設計的時候應該遵循：多平緩少陡峭、多順直少曲折的要求，有利于水頭損失的減少。

2.5 管道的附屬構筑要點

管道的附屬構筑一般包括井石、支墩、小型抽升泵房、排放口、取水口等。在設計的時候，需要根據實際選擇附屬構筑。例如根據氣候，選擇對井蓋是預制還是現澆，如果溫度較低，一般就選擇預制。

3 市政給水管網設計的應用分析

3.1 某項具體事例

一座城市主要由甲、乙兩個區域構成，甲、乙區域的人口數分別是10萬，22萬。土壤為粘土，年平均降水量為800毫米左右，地下水位510米，平均氣溫在20℃左右，地震烈度為5.5度，日用水量如圖1所示，取水泵房水量的設計在5200m?/h。

3.2 給水管網的布置

1、線路的布置要求：第一，線路短、少陡峭、工程造價經濟性高、少占或不占土地。第二，沿現有的規劃路或道路進行施工，便于日后線路的維修維護。第三，盡量避免容易誘發地質災害的地段，如河谷、山脊。第四，充分利用水位的高差現象，優先考慮重力流輸水。第五，考慮分期實施和近遠期結合的可能性。

2、給水管的布置要求：第一，給水管一般是采用兩根。第二，對連通管和閥門的進行科學合理的布置。

3、管網的布置要求：第一，給水管網應該呈環球狀分布于全供水區域。第二，給水管網的布置應該以最短的距離到達主要用水的區域。第三，在較大用戶的道路上布置干管。第四，在配水干管之間的合理范圍之內設置連接管。第五，采用管徑為150—200毫米，負擔消防任務大于150毫米的配水支管用以配水至用戶和消火栓。

3.3 給水管網的水力計算

1、給水管網的計算情況

給水管網的計算需要最高用水加消防時、事故時、最高用水時作為條件。

①生活用水管網的水壓設計是根據建筑樓層數決定的，在這個給水管網中的控制點是管網中的節點30，層數是7層，因此水壓設計是30米。

②根據實際情況采用最不利管段發生事故、消防等校核。事故：水壓在滿足設計水壓的要求下水流量是設計的75%。其目的主要是確定管徑和水頭的損失，從而為選配二級泵站提供依據。消防：選用低壓消防系統，將控制點控制在9米，并考慮3個地方同時發生火災。

2、比流量的計算

在這公式中，qs是比流量，Q是管網的總流量，∑q是大用戶的集中用水量，∑L是干管的總長度。

3.4 管網的平差

1、管段管徑的確定。供水最大供水時統一為7—9時，設計用水量比為2100.102L/s，根據節點流量對流量進行初步的分配，從而確定管徑。

2、電算平差。流量進行初步分配后，根據把普羅夫斯基公式可得，每個管段的水頭損失從而存在閉合差。為了消除閉合差就需要進行電算平差的計算，計算應該在最大用水時的條件下得出水頭損失。從而確定二泵站的揚程。

3.5 管網平差的校核

1、水壓H1的計算。地面標高為510米，給水管的長度為520米，水流量最高為810.015L/s，選擇控制點為20號，地面標高為512米，自由水頭是30米。75%Q輸值是1250.969L/s，每條輸水管為790毫米。因此根據公式可得H1為36.45米，從而確定水泵。

2、池底標高H2的計算，根據相關的軟件直接可得H2為550.563米。

3、最大輸工況校核。進入高位水池的流量就是最大輸工況，根據前面的計算可得其為395.425L/s。

4 結束語

市政給水管網是城市建設的基礎設施之一，它已經與人們的生產、生活息息相關了，城市的現代化建設及經濟發展也需要它作為保障。綜上所述，我們對市政給水管網在設計分析中，應該加強對管材的選擇、管徑的確定、管道的布置、管道的深埋、管道的附屬機構等設計要點進行深入的探討研究，為其能更好的被運用于實際工作中提供理論依據，從而滿足城市對用水量的高要求，為人們提供充足的水資源。