市政给排水管道工程结构设计要点

市政给排水管道工程结构设计要点

摘要：市政基础设施建设的步伐随着城市化的快速发展而加快了速度，更好

的满足了城市居民的工作需求。其中市政给排水工程更是其重要的组成部分之一，给排水管道结构设计是市政管道工程的重要内容，其设计质量直接关系到最终的

给排水管道效果发挥。因此文章重点就市政给排水管道工程中的结构设计展开分析。

关键词：市政给排水；管道工程；结构设计

随着我国社会经济的可持续发展，人们的生活发生了翻天覆地的变化，更离

不开市政工程的建设，这在很大程度上反映了一个城市的发展水平和综合实力，

提高工程质量是促进城市发展的重要保证。市政给排水管道的结构设计极为重要，是能否长期有效发挥其自身价值的关键。在市政给排水管道的实际运行中，由于

各种原因造成管道断开、过度变形、管道损坏、不均匀沉降等问题，造成管道渗漏、上部结构开裂、压降、相邻建筑物基础沉降、地面和道路沉降等危害。由此

可见，给排水管道的结构设计在整个市政工程中占有十分重要的地位。虽然结构

设计在市政给排水管道工程设计中处于辅助地位，但只要与给排水专业密切配合，科学设计，就可以避免或有效解决相关问题，从而提高市政给排水管道使用的安

全性和稳定性。

1市政给排水管道工程设计前的准备工作

在进行给排水管道的结构方案设计时，首先要进行实地考察。在进行给排水

管道建设时，通常会首先铺设一条较长的道路，因地形的差异，确定合适的铺设

方案。为使工程设计的科学性和合理性，相关人员必须实地考察当地的地貌，在

实地考察的时候选择线路，并对排水工程进行概算，对当地的地质情况和管道的

情况进行全面的调查，如果遇到特殊的地形，必须反复勘察，必要的时候可以拍

照保存，以便日后参考。第二是勘测的具体要求，在进行管线的构造时，要向工

程单位提出比较精确的管线沿线数据，有关水文、工程地质等方面的信息。在进

行详细勘察时，必须在管线的中线上设置勘察点，并与现场的地形条件相联系：

①测量点的深度和间隔，在进行勘察时，要在测量时要在中线处，并且相隔不能

超过3米，在进行管道线路工程时，其间距应介于100-300m之间，间隔为100-300米，最好3个钻孔，在勘察现场时，要依据地质的复杂性来进行科学的调节。通常情况下，钻井的探测深度为1-3米，管线在入江后最大冲深为3-5米。②提

出勘探结果的需求：在完成勘测结果时，必须确定穿越河道、穿越堤坝的稳定。

确定沿线各泉眼、井口的位置及其对地下水的作用、特点和范围，并对地层进行

了勘探和研究，掌握管线埋深的区域，并掌握其地质特点。

2市政给排水管道工程中的结构设计要点

2.1确定管道结构形式

在设计管线的构造时，往往是交给排水方面的专家。在供水企业中，通常使

用压力管道，可以选用PCCP管，也可以选用玻璃钢、PE管等。污水处理厂通

常使用不受压力的管线，但在管线的压力较小的情况下，可以采取混凝土结构、

砌体、盖板涵等管线结构，以达到节约的目的。在某些特定的地段，例如管道周

边有公路、铁路等，也可以采用这种钢管。

2.2管道基础选型

在对管线进行刚度与强度的复核时，应充分考虑管线规格、实际覆盖层厚度、地表所受的载荷等因素。为了保证最终管线的配筋速率的精确，必须掌握地下水

位变化和试验压力等重要参数。为了达到管线的强度，有些管线必须特别加强。

根据工程实际情况，采取适当的管护、钢筋保温等加固方法，使管线的整体强度

持续提高，可达到管线的使用要求。在进行管线分析时，若发现增大钢管的壁厚

不符合经济性，应采取加强筋措施。具体的加固方法要根据工程的实际状况和经

济条件而定。

2.3管道敷设方式

要对给排水管线进行科学、合理的铺设，必须根据管线的埋深和地下障碍的

布置等因素来确定。通常，管线敷设包括：顶管敷设、沟埋敷设、架空敷设。在

这些方法中，采用的是地沟法。在不能采用沟管的情况下，可以采用其他两种方法。一般说来，由于所选用的管线铺设方法，其所使用的管线构造也存在差异。

例如某项目多为沟埋式施工，在局部地区有必要跨越铁路障碍物，故采取大口径

水泥顶管施工，顶管内径2米，原管道直接从顶管之中穿过，主要由铁路部门负

责设计。

2.4管道抗震设计

在确定了线路的特定方向之后，要避免某些对地震不利的场所，以确保下一

条线路的顺利进行，并提高其地震作用。比如，在管线穿越时要避免发生地震断层，在软弱基础部位不布置管线等。但若无法避免，就必须从管线本身出发，根

据管线的使用情况，选用具有良好的耐震特性的管线。若为供水管线，则必须具

有良好的拉伸性能、高韧性和高弯曲性能。对于排水系统，应选用适当的钢筋砼

管线，采用适当的结构方法，从本质上提高管线的抗震能力。

2.5管道构造措施

在本项目中，根据排水管道结构，应首先进行基础的加固，应根据纵横剖面

图和平面图进行图纸的加工。并根据所要进行的区段进行矢量化的扫描，并据此

合理选取参考值，最后建立在该区域的纵向上；做好管线基础等高线的布置。在

这些基础上，必须对各工程的地质单位进行适当的分区，同时要对基坑的高度和

桩编号进行标识，特别要注意在地下水和基坑下面的地层结构。在此基础上，根

据桩数的不同，确定了相应的应采取的措施。在以后的管线建设中，由于降雨、

地下水等原因，会产生一些问题。为了减少浮管事故的出现，必须加强对浮筒的

防治，并采用相应的防治方法。在进行抗浮力分析时，必须对钢管的重量进行估算，以100 mm管壁厚度的PCCP钢管为例子，其重量为840千克。在此基础上，对回填土进行了分析，得到了回填土的压缩强度，其压缩系数为0.87，经现场勘

查得到的最大干重为0.975公斤/立方米，而回填土的压缩强度是848公斤/立方米。根据计算结果，得出了最大浮力=ρ液. g. v，即：ρ为液体的渗透浓

度，kg/m3, v为管线容积；g是9.8 N/kg的引力加速度。通过比较最大浮力

与管线自身重量+管线覆盖层之间的比较，可以得到相应的浮置量。在进行钢管

密封时，必须重视对钢管的浮力进行估算，并采取相应的加固方法。