管道結構設計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇管道結構設計，期待它們能激發您的靈感。

篇1

(1)能源站的主要熱力設備是內燃機、溴化鋰余熱機、直燃機。通過散熱設備完成冷卻系統的循環。散熱設備需要布置于室外，而室外地坪主要用于綠化，因此散熱設備只能放置于相鄰的樓宇C、D座屋面。C、D座高約50米，冷卻水管從地下負三層側墻穿出，通過C、D座豎井直通屋面小間，管路出小間后分配到各個散熱設備。管道豎井為框架結構，管道支撐點通過H型鋼梁簡支在豎井框架梁上，豎井總高約65m，管道支撐點分別設在0、5、9.2、13.2、17.2、21.2、25.2、29.2、33.2、37.2、41.2、45.2m等地方，單根鋼梁最大總荷載為36t。通過計算H型鋼梁的強度和穩定，截面定為HM550X300。(2)冷卻水管出了屋面小間，通過屋面管架輸送到各個散熱設備。管架之間的距離是由管道的最小支撐點距離所決定的。管架選用門型支架，管道支撐點直接設在支架梁上。門架兩柱基礎相連做成一個整體性、剛度較好的整體條形基礎，在柱頂用通長鋼梁連接，加強了管架上部結構的整體剛度。型鋼選用軋制H型鋼，因為軋制H型鋼質量向翼緣分布，在同等用鋼量的情況下，比工字鋼具有更大的抗彎模量。(3)管架宜采用1-2層的低層支架，主要原因為：①散熱設備回水靠重力自流，管路標高直接決定散熱設備的基礎設計高度，過高的管架會造成散熱設備的基礎加高，不僅增加基礎土建工程量，且加大了屋面荷載，勢必造成結構設計的浪費。②相同數量、相同管徑的管路，低層管架相對高層管架，受風荷載與地震荷載的影響小，按2層布置管架，與按5層布置管架傳到屋面板最大荷載對比如表1所示。

2屋面設備基礎

屋面散熱設備及管道總荷載達到約650t，屋面梁采用井字梁結構，梁間距3m，屋面板厚為200mm。考慮冷塔等散熱設備屬于帶轉動振動設備，為提高樓頂住戶的舒適度，設計時增加了散熱設備基礎的剛度和配重，采用條形基礎，若設備設計安裝標高大于條基高度，采用鋼筋混凝土短柱支撐設備地腳。

3結語

篇2

【關鍵字】自來水管道設備防凍裂結構設計

中圖分類號： TU81 文獻標識碼： A 文章編號：

一、水龍頭防凍裂結構的防凍裂原理分析

因外接結構與水龍頭的防凍裂結構和原理相同 下面僅以水龍頭的防凍裂結構為例來闡述它們的防凍裂原理

1、常溫下防凍裂結構的密封與調節

如圖1 所示 常溫下 亦指氣溫處于水的冰點以上溫度 管道內的水處于液體狀態 我們此時可根據管道內的水壓來調節彈力調節壓塊12 的松緊 當擰緊彈力調節壓塊12 時 彈力調節壓塊12 將壓縮彈簧10 通過彈簧10 的彈力作用實現作用力向頂針11 的傳遞 當彈簧10對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力大于或遠遠大于水龍頭體內的水對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力的時候 橡皮密封墊9 便會被壓緊在防凍裂結構的出水口平臺上 從而實現水龍頭防凍裂結構的常溫常閉密封狀態需要注意的是 當在擰緊彈力調節壓塊12 的時候要注意彈簧的彈力大小要適度O 在剛好密封的前提下,可根據彈簧的剛度大小適當再擰緊一點就可以了, 不宜太緊,否則,時間一長,彈簧容易因疲勞而失去彈力作用,從而直接影響防凍裂結構的密封效果。

2、低溫下防凍裂結構的防凍裂原理

當氣溫驟降至零度以下甚至更低,此時的水龍頭體內的水就會結冰,水一旦結冰后即會引起水龍頭體內水的體積膨脹,當膨脹后的冰水對圖1 所示的橡皮密封墊9和頂針11 的推力大于彈簧10 對頂針11 和橡皮密封墊9的壓力的時候,頂針11 和橡皮密封墊9 即被推開O 這樣,水龍頭體內因體積膨脹而產生多余的冰水即會由防凍裂結構的出水口流到其下方的儲備空間, 若溢出的水量較大,水還可以通過彈力調節壓塊12 和封蓋13 的小孔溢出水龍頭體外,從而確保水龍頭及防凍裂結構不會被凍裂。如果考慮到溢出的水不影響水龍頭的體外環境,或者當冰解凍時不會造成水資源的浪費, 我們可以在產品的結構設計時采用下列方法來解決: ( 1) 將封蓋13 的小孔改為盲孔,同時增大防凍裂結構的儲備空間;( 2)若管道較粗,考慮速凍時可能有更多的水溢出,我們可以在外接的圓周方向增設更多的防凍裂結構。

3、溫升解凍后防凍裂結構的自動復位

當氣溫回升冰體解凍時,頂針11 和橡皮密封墊9 便會在彈簧的彈力作用下自動復位, 從而恢復防凍裂結構初始時的常溫常閉密封狀態。

二、管道防凍裂閥門

1、防凍裂閥門的結構

這種閥門是在閥體內的兩端分別設計一個胎腔，在每個胎腔內分別裝一個橡皮制成的氣胎，氣胎類似自行車內胎，胎體具有較強的伸縮能力，胎內充滿氣體。

下面結合圖1～5對該種閥門進一步說明(僅以閘閥閥體一例說明，其它閥門與此相同)。圖1是閥體的結構示意圖；圖2是閥體的正剖視圖；圖3是圖2的A—A剖視圖；圖4是氣胎結構圖；圖5是圖4的B．B剖視圖。圖中：①閥體、②胎腔、③銅環、④氣胎。在圖2中胎腔②與閥體①為一整體。圖中，r2為胎腔腔體小半徑，r4為氣胎圓環小半徑，r2=r4，R1

為閥門進口半徑，R2為胎腔大圓半徑，Ii4為氣胎小圓中心線的半徑。使用時氣胎④裝入胎腔②。

2、防凍裂閥門的工作原理

防凍裂閥門巧妙地利用水和氣體的體積隨溫度變化的物理特性設計而成，水隨著溫度的降低、結冰，它的體積會逐漸膨脹，因而對密閉的閥門產生很大的壓力，而氣體卻恰恰相反，隨著溫度的降低和壓力的增大，它的體積會急劇縮小，而且氣體相對水非常活潑，它的收縮程度遠遠大于水的膨脹程度，所以安裝在閥體內的氣胎隨著閥體內水的結冰膨脹，會迅速收縮，讓出空間，完全容納了冰的膨脹部分，徹底消除了冰的膨脹部分對閥體的壓力，從容地保護了閥體。而閥體內不設置氣胎的一般普通閥門，由于其閥體內沒有調節空間，當水隨溫度的降低、結冰，體積膨脹時，膨脹所產生的壓力將全部作用于力，以至閥體不能承受而被脹破，造成閥門報廢和管道泄漏事故。

3、防凍裂閥門的工作過程

閥門裝于管道上正常使用時，氣胎保持鼓起狀態，當管道內的液體(水)隨溫度的降低、凝固、膨脹時，氣胎內的氣體的體積則因溫度的降低和壓力的增大而大幅縮小，加之胎體有較好的伸縮性，使水結冰后的膨脹部分進入胎腔，從而抵消了由于冰的膨脹對閥體的巨大壓力，使閥體得到保護而不被脹破。隨著溫度的回復，冰體溶化，水的體積減小，胎內氣體的體積隨之增大，直到恢復原狀。

三、電熱防凍解凍閥的防凍解凍設計原理

1、常溫狀態下電熱防凍解凍閥的壓力調節

如圖2，當水溫處于冰點以上溫度時，此時可根據管道內的水壓大小調節彈力調節壓塊20的松緊，活塞3則在彈簧7的彈力作用下克服水壓對它的作用力后頂靠在塑料內襯21的凸臺上。此時兩觸點斷開，電路不導通，電熱器24不工作。要特別注意的是：彈力調節壓塊20的松緊度調節要適中。在剛好將活塞3頂靠在塑料內襯4的凸臺上的前提下，可根據彈簧7的剛度大小適當再擰緊一點就可以了。活塞不宜調得太緊，否則彈簧會被過度壓縮，時間一長，彈簧容易因疲勞而失去彈力作用。彈力作用一旦減弱，水壓就會推動活塞3和塑料滑桿21下移。下移量過大，塑料滑桿21會造成行程開關的非正常接合，使得電路導通，電熱器24就會在常溫狀態下不停加熱。調得太松，彈簧7的彈力不夠，活塞3則不能克服水壓作用頂靠在塑料內襯4的凸臺上。如果活塞離凸臺的距離超過靜觸頭可調支架10允許的極限數值時，即使我們將靜觸頭可調支架10調節到長條孔右側的極限位置，也不能將使行程開關的兩觸點斷開，此時拆卸閥門重新調節彈力調節壓塊20則在所難免。

2、低溫時電熱防凍解凍閥的防凍解凍原理

當管道內的水處于冰點以下溫度時，水一旦結冰即會引起管道內水的體積膨脹，當膨脹后的冰水對活塞3的作用力大于彈簧7對活塞3的作用力，活塞3即會下移(因為⋯0’型密封圈的密封作用，冰水不會滲透到活塞下方，從而保證了控制線路安全和電熱防凍解凍閥的體外環境)。隨著冰水體積的不斷膨脹，活塞3連同塑料滑桿21亦不斷下移。當行程達到靜觸頭可調支架l 0設定的數值時，動觸頭簧片9便在塑料滑桿21的錐形部位推移下實現動、靜兩觸頭的接合。此時電路導通，氖管啟輝，電熱器24開始加熱。隨著加熱后水溫的不斷升高，水中的冰即被溶化。在此過程中，管道內的冰水體積不斷縮小，活塞3和塑料滑桿21便在彈簧7的彈力作用下不斷上移，直至兩觸點脫開，電熱器24才會停止加熱，從而實現低溫時電熱防凍解凍閥對自來水管道設備的防凍和解凍功能。

3、電熱防凍解凍閥設計的有益效果

(1)電熱防凍解凍閥的設計成功，不僅解決了自來水管道設備的防凍裂問題，而且還具有自動解凍功能，能有效防止自來水管道設備在低溫時的水結冰現象，從而保證了管道設備在低溫時的水流暢通，實現用戶的即時使用。

(2)圖2所示電熱防凍解凍水龍頭僅是電熱防凍解凍閥作為其他管道設備附屬結構的實施例之一。電熱防凍解凍閥在實現與水表、閘閥和水龍頭等管道設備的一體化設計之后，對簡化管道設備安裝、縮小電熱防凍解凍閥在管道中的空間占用，及其對主體結構的直接防凍和解凍起著十分重要的作用。

(3)本結構設計即便是在斷電的情況下，仍能實現管道設備的防凍裂要求。

(4)本結構設計也可以通過去除電熱器及其他電路控制部元件將其簡化為一般的防凍裂結構。

(5)本文設計的電熱防凍解凍閥不但適合在自來水管道中使用，還可以在小型密封水箱、間斷性使用的機械或實驗設備的水冷卻管道中推廣使用。

(6)本結構設計與現有的自來水管道設備的防凍(裂)裝置相比，具有結構簡單、投資少、安裝使用方便及性能可靠等優點。

【參考文獻】

[1]任繼德.劉少輝寒區低壓塑料管道在淺埋輸水灌溉工程中的應用[期刊論文]-黑龍江水專學報2003,30(3)

[2] 單軍.王志丹北京市村鎮供水設施凍害防治措施[期刊論文]-北京水務2011(6)

篇3

關鍵詞：市政工程；給排水管道；結構設計

中圖分類號：TU99文獻標識碼：A

市政排水管道是城市基礎設施非常重要的組成部分。在城市的日常運行和發展建設中有著舉足輕重的作用。近些年來，由于降雨造成的突發事件漸漸引起了人們的關注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的損失非常嚴重，引起了全國對排水設施的思考。

1排水體制的選擇

排水體制主要有合流制和分流制兩種。排水體制的選擇，應根據城鎮的總體規劃，結合當地的地形特點、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮后確定。同一城鎮的不同地區可采用不同的排水體制。除降雨量少的干旱地區外，新建地區的排水系統應采用分流制。現有合流制排水系統，有條件的應按照城鎮排水規劃的要求，實施雨污分流改造；暫時不具備雨污分流條件的，應采取截流、調蓄和處理相結合的措施。

2現場踏勘

給排水管道距離相對較長，或穿越城鎮密集區，或敷設在農田，或跨越山丘和河流，還有可能橫跨鐵路、公路及橋涵。一項管道工程同時會遇到上述幾種或所有的地形和地貌，其復雜的地形和地貌若不現場查看，則很難全面完成設計。結構設計人員應會同給排水、概預算等專業設計人員共同進行現場踏勘和選線，了解管道線路擬通過的沿線地帶地形地貌、地質概況，必要時應在施工圖階段對個別疑難地段重新踏勘。

3測量和地勘要求

要準確地反應管道沿線的地形地貌和水文地質情況，必須有測量和勘探部門提供的準確的地形和水文地質資料。

3.1勘探點間距和鉆孔深度

勘探點應布置在管道的中線上，并不得偏離中線3m，間距應根據地形復雜程度確定的30～100m，較復雜和地質變化較大的地段應適當加密，深度應達到管道埋設深度以下1m以上，遇河流應鉆至河床最大沖刷深度以下2～3m。

3.2提供勘探成果要求

劃分沿線地質單元；查明管道埋設深度范圍內的地層成因、巖性特征和厚度；調查巖層產狀和分化破碎程度及對管道有影響的全部活動斷裂帶的性質和分布特點；調查沿線滑坡、崩塌、泥石流、沖溝等不良地質現象的范圍、性質、發展趨勢及其對管道的影響；查明沿線井、泉的分布和水位等影響；查明擬穿、跨河流的岸坡穩定性，河床及兩岸的地層巖性和洪水淹沒范圍。

4結構設計內容

4.1結構形式

管道的結構形式主要由給排水專業確定，結構專業應根據管道的用途(給水還是排水，污水還是雨水)、工作環境(承壓還是非承壓)、口徑、流量、埋置深度、水文地質情況、敷設方式和經濟指標等從專業角度提出參考意見。一般情況下，承壓管道常采用預應力鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管、UPVC管、PE管、現澆鋼筋混凝士箱涵。非承壓管常采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現澆鋼筋混凝土箱涵等。當污水管道口徑較大時應采用現澆鋼筋混凝土箱涵，特殊情況、特殊地段(過河渠、公路、鐵路等)、局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。大型給排水管道工程也有采用盾構結構形式的。

4.2結構設計

根據管道規格、埋置深度、地面荷載、地下水位、工作和試驗壓力對管道的剛度和強度進行計算及復核，提供管道壁厚、管道等級、或結構配筋圖。對于一些必須采取加固方法才能滿足剛度和強度要求的管道，應根據計算采用具體的加強加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或鋼筋混凝土包管等，當鋼管計算出的壁厚不經濟時，應采用加肋的方法處理。加固的具體方式和方法應根據實際情況和經濟指標來確定。

4.3敷設方式

敷設方式的選擇應根據埋置深度、地面地下障礙物等因素確定，一般有溝埋式、上埋式、頂管及架空，較為常用敷設方式采用溝埋式，當溝埋式有一定的難度時，可選擇頂管和架空等敷設方式。不同的敷設方式，其結構設計亦不同。

4.4抗浮穩定

有些管道敷設的地段地下水位較高或者施工期間多雨，因而管道的抗浮穩定應引起結構設計人員的重視。設計時應根據計算采取相應的抗浮措施，避免浮管現象的出現。

4.5抗震設計

4.5.1場地和管材的選擇

確定管線走向時應盡量避開對抗震不利的場地、地基，如不可避免而必須通過地震斷裂帶或可液化土地基時，應根據工程的重要性、使用條件綜合考慮。給水管道應選擇抗拉、抗折強度高且具有較好延性的鋼管，并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道應采用鋼筋混凝土結構，并有相應的構造措施，盡量避免嚴重破壞。

4.5.2構造措施

承插管設置柔性連接；磚石砌體的矩形、拱形無壓管道，除砌體材料應滿足磚石結構抗震要求外，一般可加強整體剛度(頂底板采用整體式)、減少在地震影響下產生的變形，提高管道的抗震性能；圓形排水管應設置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用鋼絲網水泥帶，液化地段采用柔性接口的鋼筋混凝土管；管道穿越構筑物時應在管道與套管的縫隙內填充柔性填料，若管道必須與墻體嵌固時，應在墻外就近設置柔性連接；管道附屬構筑物應采用符合抗震要求的材料和整體剛度好的結構型式。

(1)地基處理。出圖時應包含地基處理的平、縱斷面圖。掃描矢量化需要處理的地段的地勘資料縱斷面，選擇參考點并根據給排水專業的平、縱斷面將管道基底輪廓線放在地質縱斷面上，劃分地質單元并注明樁號和基底高程，標明溝槽范圍內和基底以下土層構造以及地下水位。根據縱斷面地質單元的劃分(樁號劃分)，確定需處理的范圍，針對不同的地質情況和厚度分別采取相應的處理方法。具體的處理方法有：換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。具體設計按地基處理規范規程執行。

(2)管道支墩及鎮墩。對承插接口的壓力管道，應設置水平和垂直支墩。設計時應根據管道轉角、土的參數、工作壓力和試驗壓力計算所需支墩的大小。埋地鋼管可不設管道支墩。

5給排水管道設計中的其他問題

5.1在用戶管線出口建立格柵中纖維、塑料等沉積物、懸浮物和漂浮物的大量存在，給管道的清掏和疏通維護作業帶來了很大困難。特別是抽升泵站的格柵間，每天都會攔截到大量的漂浮物。有的漂浮物通過格柵進入泵房后，常導致水泵葉輪堵塞、磨損損壞現象的發生。盡管格柵柵條的間距一再減小，但仍有大量的漂浮物進入泵站造成堵塞。為了解決上述問題，建議在庭院或住宅小區的管道出口處設置簡易人工攔污格柵，定期進行清理、清掏，從源頭上控制漂浮物進入市政管網，以減輕市政管網維護管理的工作量。

5.2在檢查井井底設置沉淀池中的沉積物在管道內水流量小、流速慢時會發生沉淀，造成管道淤積堵塞、通水不暢，而管道的疏通工作又費時費力。因此，針對傳統的檢查井做法，建議將其井底改為沉淀式的，井底下沉3O～50cm。這樣中的沉積物多數會沉積在檢查井中，不至于流人下游管段，只要定期清掏檢查井內的沉積物即可，減少了管道維護作業的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

5.3在檢查井內設置閘槽干管中的流量和流速均較大，有的檢查井內的水位較高，管道維護作業或戶線管接頭時，需將管道內的水位降低或斷流。為了方便維護作業，建議在干管的管道交匯處檢查井、轉彎處檢查井或直線段的每隔一定距離的檢查井內根據需要設置閘槽，通過閘槽的開閉控制水流，便于維護作業。同時為方便戶線支管接頭時的施工，建議能研制一種較輕便、實用的管道阻水設備。

6結束語

總之，市政排水管道工程結構設計應嚴格按照現行相關規范、標準、規定進行。設計人員應當掌握專業技能，了解行業動向，研究存在的問題，積極創新，盡可能地把設計做到經濟、合理、適用、安全。

參考文獻：

篇4

關鍵詞:市政；給排水管道工程；結構設計

隨著社會的發展與經濟的進步，城市的工業及人口規模不斷擴大，需水量呈現出日益增長的趨勢。在供水需求不斷增長的趨勢下，供水水源不斷向外拓展，因此市政給排水管道的輸水距離逐漸加長。在這樣的形勢下，市政給排水管道工程結構設計面臨著更嚴峻的考驗。

1工程概況

山西省朔州市神頭電廠泉水置換供水管線工程位于朔州市東北約2km處耿莊水庫至神頭電廠段。屬于國家戰略引黃北線工程的重要部分，對解決晉西北地區長期的缺水狀況有重要的意義。本地區屬海河流域桑干河水系桑干河上游，區內屬干旱半干旱氣候，四季分明，夏季干熱，春秋剛多風沙。本工程由萬家寨引黃工程北干線耿莊水庫取水，經供水管道供水至水廠，再由水廠供水至神頭電廠。擬采用PCCP供水管，管直徑1.0～1.5m，管線長11.85km

2工程地質條件

為準確反應給排水管道沿線的水文地質情況、地形地貌，必須要具備完整的地形勘探資料與水文地質勘探資料。經地勘單位勘探，主要成果如下:供水管線地處山前傾斜平原區，地形起伏不平，出露地層為第四系上更新統洪沖積低液限粉土、低液限粘土，結構較松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆積物，主要為雜填土、建筑和生活垃圾等。供水管線改線段供水管道持力層為為上更新統洪沖積上部低液限粉土，據該層土的物理力學性質指標及標準貫入試驗指標等，地基土承載力地質建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質問題為濕陷性土，地基土濕陷厚度為6.0m，濕陷等級為Ⅰ級。建議管基底部增設3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。區內地下水位埋深大于15.0m，對工程無影響。供水管線區地基土對混凝土及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。

3市政給排水管道結構設計的主要內容

3．1管道結構形式

一般來說，由給排水專業來確定管道材料及結構形式，與此同時，也要綜合、全面考慮管道的用途、口徑、流量、工作環境、覆土深度、敷設方式以及經濟指標、水文地質情況等因素。自來水廠的原水及輸水管道通常屬于承壓管，往往會采用以下幾種結構:鋼、鑄鐵、玻璃鋼、PCCP管、現澆鋼筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水廠等重力流管道通常屬于非承壓管道或者壓力較小，出于經濟性考慮，往往會采用以下幾種結構:砌體蓋板涵、混凝土、鋼筋混凝土以及現澆鋼筋混凝土箱涵;在遇到鐵路、公路、過河渠等特殊地段或特殊情況的時候，局部地段的管道壓力較大時也可以采用鋼管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式為承插口。

3．2管道結構設計及基礎選型

以管道規格、地面荷載、覆土深度以及試驗壓力、工作壓力、地下水位為主要根據，對管道的剛度、管道的強度進行復核、計算，最終確定管道結構配筋率、管道壁厚。而對于一些必須通過進行加固才能滿強度要求、剛度要求的管道來說，可以根據計算結果，選擇合理的加固措施，比較常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及鋼筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管業有限公司朔州分公司設計生產的PCCP標準管，采用美國壓力管協會ACPPA為ASNI/AWWAC304編制的專用軟件UDP1.6對管道進行結構計算，其中:鋼筒厚度:1.5mm;鋼絲強度:1570MPa;活荷載:汽－20級重載車;纏絲應力:75%×1570MPa。計算結果如表1所示。因此，為了減少管子覆土規格的種類，加快管子安裝進度，保證管子由于覆土而造成的質量隱患，路面下清水管路的DN1200直徑PCCP管采用120°基礎包角。

3.3管道敷設方式

應綜合考慮管道地面障礙物、地下障礙物以及覆土深度等因素合理選擇敷設方式。一般情況下，管道敷設方式主要包括架空、頂管以及溝埋這三種，其中溝埋式是最常用的一種管道敷設方式。在利用溝埋式難度較大的情況下，可以選擇架空、頂管等方式。管道敷設方式方式不同，管道結構設計也會有所不同。本文工程局部有穿越鐵路線障礙處采用大直徑混凝土頂管(內徑2m，原水管從其中穿過)，由鐵路部門單獨設計。

3．4抗震設計

在確定管線走向時，應盡量規避不利于抗震的地基、場地，若是必須要經過液化土地基、地震斷裂帶，則應根據管道的使用條件、重要性進行綜合考慮。對于給水管道來說，應當選擇延性良好、抗拉強度高以及抗折強度高的鋼管，此外還要密切注意進行防腐;對于排水管道來說，應當選擇鋼筋混凝土形式的管道，并采取構造措施，以盡量避免出現嚴重的損害。本文工程實例中，區域地震動峰值加速度為0.15g;本區地震動反應譜特征周期為0.4s;工程區地震抗震設防烈度為7度。綜上，在進行結構設計時，也要適當加強抗震設計。根據歷年管道地震災害調查，管道地震災害破壞絕大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有較好的抗剪和變形能力，抗震性能較好。

3．5構造措施

首先，地基處理。應當將地基處理的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖包含在設計圖中，掃描矢量化要進行處理的地段的地勘資料縱斷面，并選擇合適的參考點，以給排水專業的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖為主要根據，在地質縱斷面上放置管道基底輪廓線，然后再劃分地質單元，注明樁號、基底高程，并將地下水位以及基底以下、溝槽范圍內的土層構造標明。根據樁號劃分，確定需要處理的部分，再針對地質情況、厚度，采取相應的處理方法。本文實例工程中，樁號0+000～1+382.05地段、樁號1+382.05～11+850地段以及供水管線改線段的水管道持力層為上更新統洪沖積上部低液限粉土，地基土承載力地質建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質問題為濕陷性。因此，建議管基底部增設3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。其次，支墩與鎮墩。對于承插接口的壓力管道來說，應當設置水平支墩、垂直支墩。根據試驗壓力、工作壓力、土的參數以及管道轉角，計算所需支墩的大小。本工程根據10S505柔性接口給水管道支墩的相關要求進行設計。

3．6預防浮管

管道施工期間多雨或者管道敷設地段的地下水位比較高，在這樣的情況下，比較容易出現浮管現象，結構設計人員需要充分考慮到這兩點因素，加強對管道抗浮穩定的重視。在進行結構設計，根據管道結構計算結果，采取抗浮措施，以預防出現浮管問題。同時，在混凝土包封管道施工過程中，應該計算混凝土對管道的浮力影響，并采取措施固定管道。

4結語

綜上所述，隨著經濟的發展，城市居民用水、商業用水不斷增加，市政給排水管道工程逐漸增多。市政給排水管道工程在建成之后，能否長期有效的充分發揮其應有效益，結構設計是否合理是非常關鍵的因素，結構設計的質量直接關系到市政給排水管道工程的經濟效益，因此，必須加強對管道結構設計的重視。

作者:劉崇武 張云飛 單位:中國市政工程西南設計研究總院有限公司

參考文獻:

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【關鍵詞】 給水工程；結構設計；管道抗浮；水平支墩；管道基礎

湖北省孝感市大悟縣芳畈水庫至城區應急供水工程包括取水工程和引水工程兩部分。其中取水工程采用泵船取水，配備三臺水泵，兩用一備；引水工程采用DN700（k9級T型接口）球墨鑄鐵管和碳鋼管，輸水管道從水源地芳畈水庫開始，沿芳新線、S243省道、城關鎮南路、澴河西路進入大悟縣老水廠，通過已鋪設界牌水庫至大悟縣城引水管道進入二水廠。管道總長約23公里，沿線多次穿越河道、S243省道和復雜地形及不良地質地段等，存在諸多結構安全問題，現就本工程設計施工過程中遇到的主要結構問題予以探討。

1. 管道抗浮驗算

2. 水平彎管支墩設計

上式中，為支墩抗推力側的被動土壓力標準值；為支墩迎推力側的主動土壓力標準值；為水平向支墩滑動平面上摩擦力標準值；為支墩抗滑穩定性抗力系數，不小于1.5；為水平向支墩承受截面外推力對支墩產生的水壓合力標準值；為土壤內摩擦角；和分別為地下水位以上的原狀土重度和回填土重度；和分別為支墩底和支墩頂在設計地面下的深度；和分別為支墩被動土壓力和主動土壓力側支墩長度；為支墩的重量；為支墩頂部覆土的重量；為土對支墩底部的摩擦系數；為管道接口設計內徑；為管道設計內水壓力；為彎管角度。

3. 復雜環境下的管道基礎處理

3.1. 含淤泥層的管道地基處理

管道底部淤泥層不厚時，可將淤泥層挖除而換以砂礫石、砂墊層；淤泥層較厚時，不宜采用換填法，在流砂現象不嚴重的情況下，可采用拋填塊石的方法。塊石擠入淤泥中，以增大淤泥的密度，增強地基承載力；同時，塊石在管溝內形成一個整體，增大了支承管道的面積，使單位面積基礎受管道傳來的壓力大大減小，能有效防止基礎和管道沉降。塊石宜采用大塊和堅硬的，杜絕采用風化石。這種地基處理方法的優點是可不清理管底淤泥，能避免塌方，施工簡單。本工程遇到的淤泥地基為原來的水田、水塘被人工填土覆蓋，淤泥層厚度為1m～3m。現場采用人工拋填塊石鋪滿整個溝底，然后進行夯實，同時在溝槽邊開挖集水坑，將塊石夯實擠出的泥漿水用人工或水泵排走，塊石之間的縫隙則以砂礫石或砂填充，最后在塊石上澆筑一層厚度為0.15m的C20混凝土，待混凝土凝固后即可鋪設管道。

3.2. 斜坡路堤上的基礎處理

本工程管道很多地方埋設在省道的路堤上，局部地方的路堤比較狹窄且坡度較陡，路堤邊緣也沒有護坡，直接開槽埋管可能存在安全問題，特別是在雨季，路面上的積水沖刷路堤上的管道基礎，可能出現管道架空甚至滑移等，對輸水管道的安全產生嚴重不利影響。對于這種局部不利情況，本工程采用人工挖孔灌注樁作為基礎架設鋼管，每隔10～12m設置一支墩，明敷鋼管采取適當的保護措施。

本工程在各方的共同努力下歷時百余天基本完工，在全線管道水壓試驗合格后，于2013年1月底正式通水，為大悟人民春節用水提供了有力保障，受到了建設方和大悟人民的一致好評。通過管道水壓試驗和正常供水期間的觀測并未出現結構安全問題，說明在本工程中采用的結構設計方案是實用可行的，為長距離給水管道設計和施工提供了可靠的經驗。

參考文獻

[1] 《給水排水工程結構設計手冊》（第二版）中國建筑工業出版社，2007.

[2]《給水排水工程埋地鋼管管道結構設計規程》CECS141：2002 中國工程建設標準化協會，2003.

[3] 《柔性接口給水管道支墩》10S505 中國計劃出版社，2010.

[4] 《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-2008 中國建筑工業出版社，2009.