分析给水工程的设计要点
摘 要：本文结合作者实际工作经验，分析了在室外给水管道工程设计中需要注意的几个方面，提出了自己的看法。
关键词：给水;工程设计;分析
给水管道工程设计是一项复杂的系统工程，只要将给水工程中宏观和微观层面的工作做好，深入分析给水工程施工管理的特点，同时加强项目成本控制，就一定能提高给水工程设计水平，提高工程的质量。设计时应注意以下问题：
1 平面布置
1.1 对旧管道更新改造而进行的设计，在新管道定线前一定要调查清楚旧管线及其分支管的具体位置，并尽量不占据旧管线的原有位置，最好保证新旧管网之间有1.5 米以上的间距，并且要根据原管道连接的分支管预留管件。这样在新管敷设过程中不至于必须拆旧管线，从而保证旧管线能正常供水，直至并网施工全部完成以后，再彻底废除旧管线。
1.2 在交通密集、道路横断面较宽路段(规范规定大于 50 米) 以及市区输水干线管径较大的路段，应考虑铺设复线。
1.3 为降低工程造价，配合市政道路改造，将管道设计在车道下。随着城市道路等级的逐渐提高，以及地下管线的复杂程度的提高，应考虑适当多预留一些接水口，以满足城市美化和生产生活的需要。
1.4 供水主管道不宜开口过多，可考虑结合地下旁通式消防预留接口。
1.5 如果给水管线布置在车道下面，要尽量减少在车道上做井。除必不可少的干线闸阀、排气等井外，像分支管阀门、地下旁通式消防栓等井尽量设计在人行道上。
1.6 管径大于 700 毫米的水平弯头应尽量避免90 度 。
1.7 承插式管道沿曲线铺设时，DN600 以下管道的借转角度不超过 3 度; DN700-DN800 以下管道的借转角度不超过 2 度; DN900 以上管道的借转角度不超过 1 度。
2 管径的确定
管径应根据设计供水量及流速确定。综合考虑管网造价与经营费用，确定经济流速， 从而确定经济管径，使管网造价与经营费用之和为最小。设计时常采用平均经济流速来确定管径，当 D=100～400mm 时，平均经济流速取 0.6～0.9m/s;当 D ≥400mm 时，平均经济流速取 0.9～1.4m/s，大管取大值，小管取小值。
2.1 市政给水管道管径一般根据管网差计算结果和用水量情况来确定。在实际中，有些管径在若干年前已经规划，随着各地城市发展速度的加快，应结合城市改造的步伐，考虑远期发展，同时照顾经济性和可靠性。
2.1.1 对于已形成的城区或工业区，设计供水量根据下列各种用水确定：
2.1.1.1 综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根据居民生活用水定额或综合生活用水定额及最高日时变化系数综合分析确定;
2.1.1.2 工业企业生产用水和工作人员生活用水： 生产用水量根据生产工艺要求确定;工作人员生活用水量(含淋浴用水量) 根据车间性质确定;
2.1.1.3 消防用水：消防用水量、水压及延续时间等根据现行有关规定确定;
2.1.1.4 浇洒道路和绿地用水：根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定;
2.1.1.5 未预见水量及管网漏失水量：按最高日用水量的百分比计(规范规定在 15%-25%之间)。
2.1.2 对于正在兴建的新城区或工业区，虽然已有规划，但在实际发展过程中，引进的往往与规划不一致，如在招商引资过程中，企业的性质与所在地块性质规划不吻合，用水量就会有变化，此时可根据《城市给水工程规划规范 GB50282-98》来进行估算用水量，从而确定管径。
2.2 居住小区内室外给水管道管径确定，一般依据小区用户的数量、 住宅类别、建筑标准、卫生器具完善程度及《建筑给水排水设计规范》、《居住小区给水排水设计规范》等规范中居民用水定额、用水量等相关内容来确定。 要注意区分最大小时流量与设计秒流量的应用范围。无论是市政给水管道还是居住小区室外给水管道都涉及到流量与管径的对应问题，应依据流量、流速按 《给水排水设计手册》 中的水力计算表及地方经验来确定。
3 管材的选择
3.1 选择的管材必须有足够的强度，能承受各种内外荷载。
3.2 选用的管材应具有很高的水密性能。供水管道是承压的管道，管道的水密性差，以至经常漏水，会增加管理费用和导致经济上的损失。同时，管网漏水严重时，也会冲刷地层引起严重事故。
3.3 为降低净水厂的常年运转费，选择的管材要水力条件好，内壁不结垢、光滑、管路畅通，水头损失小。
3.4 选用管材的价格相对要低，使用年限长，尽量降低工程造价，并有较高的防水和土壤侵蚀能力。
3.5 管道实际上是一个大的反应器，出厂水未完成的化学反应将在管网中继续进行，并且含氯水与管壁发生新的接触，产生新反应，这些反应有生物性的、感官性的以及物理性的。因此，选择的管材要既耐腐蚀，又不会向水中析出有害物质，最大限度地降低配水管网的二次污染。
4 管道埋设深度
4.1 根据冰冻层厚度、外部荷载、最小管顶覆土厚度等综合考虑进行设计。
4.2 在设有阀门、排气等处管道的埋深，要考虑井室的形状、大小及井内阀门实际尺寸和操作尺寸。
4.3 管道埋设深度不是越深越好，要考虑工程造价和将来管道维修费用。在非冰冻地区，管顶覆土厚度可采用 0.8 米-1.2 米，在冰冻地区还要考虑冰冻厚度。
4.4 在市政地下管线复杂的地段， 给水管线穿越障碍时，要从全段管道综合考虑，尽量平缓、顺直过渡。
5 管道附属设施
5.1 检修阀：供水主管每 500-1000 米应设置检修阀门一个，主要管道和次要管道交接处的阀门设在次要管道上。
5.2 伸缩节
5.2.1 供水管上设置的检修阀门应加设伸缩节，当阀门需要更换时，可以减少阀门更换的时间，缩短停水区域的停水时间。
5.2.2 露天管道应设伸缩节。
5.3 排气阀
5.3.1 排气阀设置位置：a.管道最高点;b.管道下降坡度变大点;c.管道上升坡度变小点;d.长距离无折点上升或下降管道每隔 500 米-1000 米设置一个排气阀;e.长距离水平管道每隔 500 米-1000米设置一个排气阀。
5.3.2 排气阀的口径：排气阀的口径与管道直径之比为 1：8-1：12。
5.3.3 排气阀与管道连接之间应设置阀门，可避免拆换排气阀时大面积停水。
5.4 排水阀和排水管
5.4.1 在管道下凹处或阀门间管段最低处需设置排水阀和排水管，以便排除管内沉积物或检修时放空管道。排水管应与母管管底平接并具有一定坡度。
5.4.2 如地形高程允许，应直接排入河道、沟谷;如地形高程不能满足直接排放时，可建湿井或集水井，再用抽水机具将水排出。
5.4.3 排水管和排气阀的口径与母管道直径之比为1：3-1：4。
5.5 消火栓
5.5.1 两个消火栓之间的间距一般为 100 米-120 米，距车行道边不大于 2 米， 距建筑物外墙不小于 5 米。
5.5.2 冰冻深度≤400mm 的地区宜设置地下式消火栓， 冰冻深度≤200mm 的地区宜设置地上式消火栓。
5.6 阀门井
5.6.1 由于管网中的附件设计在阀门井内，为了降低造价， 配件和附件应布置紧凑。阀门井的平面尺寸取决于管道直径以及附件的种类和数量。
5.6.2 阀门井的形式根据所安装的附件种类、大小和路面材料而定。直径较小，位于人行道上或简易路面以下的阀门，可采用阀门套筒，寒冷地区不宜采用。安装在街道下的大阀门，应采用阀门井。
6 结束语
室外给水管道工程设计，要依据室外给水设计规范、小区给水规范、施工规范、消防规范、给水排水设计手册等相关规范和手册，并结合地区地理、气候特点及当地水司的运行规程等实际情况，从技术可行性经济合理性及节能出发综合考虑，进行设计。
参考文献：
[1] 罗水金.浅谈市政给排水设计和规划中常见问题分析[J].四川建材，2007(4)：19～20
[2] 刘彦平，安海军.建筑给排水设计及施工中常见问题浅析[J].陕西建筑，2008(3)：24～25
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