市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)的研究

劉曉亮 王春彥

0 引言

現(xiàn)代市政給水管道工程是一項(xiàng)綜合性的工作，給水管道管線之間具有較為復(fù)雜的交錯(cuò)性，在設(shè)計(jì)階段，要考慮各個(gè)方面的影響因素，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都有可能造成重復(fù)施工的現(xiàn)象。市政給水管道工程與人們的生活有著密切的聯(lián)系，要注重工程施工質(zhì)量，保證城市運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

在進(jìn)行市政給水設(shè)計(jì)中，輸水方式的選擇是非常重要的，相關(guān)部門需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦巍⑺吹葘?shí)際情況來(lái)選擇輸水方式，并且需要注意供水時(shí)長(zhǎng)、水源以及路線等因素。

（1）對(duì)于地勢(shì)較高的地區(qū)而言，需要選擇重力輸水的方式進(jìn)行輸水，重力輸水能夠防止出現(xiàn)水資源浪費(fèi)的情況；根據(jù)地形的實(shí)際情況選擇合適的輸送路線，保障水位符合施工要求。

（2）合理的使用水位高度差來(lái)完成輸水，前提是有效控制輸水管徑，使輸水管徑符合輸水量最大閾值。

（3）如果施工場(chǎng)地的地形差過(guò)高，施工人員需要安裝減壓閥降低壓力，保障輸水的穩(wěn)定性。

（4）在加壓輸水時(shí)，需要將輸水技術(shù)與施工成本考慮進(jìn)來(lái)，將輸水管按照實(shí)際情況分級(jí)，并且可以通過(guò)泵站進(jìn)行輸水，但是在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，施工人員需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訅?，保障輸水的穩(wěn)定性。

2 市政給水系統(tǒng)輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)的影響因素分析

通過(guò)調(diào)查顯示，能夠?qū)κ姓o水系統(tǒng)輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)造成影響的主要有以下幾個(gè)方面：供水的需求、環(huán)境氣候以及地形情況等方面。

（1）供水的需求就是指輸水管網(wǎng)所服務(wù)的用水客戶在使用水資源時(shí)所體現(xiàn)的用水總量、集中用水時(shí)間等體征。

（2）地形因素：在比較平坦的地形使用重力流施工時(shí)，需要將管道安放在更深的地方，給管道提供更大的水動(dòng)力維持管道的運(yùn)行，但是這也無(wú)疑增加了施工的環(huán)節(jié)與難度，施工單位需要在該環(huán)節(jié)投入更多的成本支撐。

（3）環(huán)境氣候因素：①天氣因素：如果在偏北方地區(qū)使用重力流施工，因?yàn)樘鞖膺^(guò)于寒冷，管道會(huì)出現(xiàn)冰凍的情況，流速降低導(dǎo)致供水效率下降。②水源因素：不同的水源對(duì)應(yīng)的輸水方式也不同，施工人員需要根據(jù)水源的情況選擇合適的輸水方式。③其他因素：工程造價(jià)等方面也會(huì)對(duì)管網(wǎng)分區(qū)造成一定程度的影響。因此，相關(guān)部門需要對(duì)各種影響因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，采取相應(yīng)的措施解決問(wèn)題，保障城市供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 市政給水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)分析

3.1 選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數(shù)

在開(kāi)展市政給水的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)，一定要將城市的實(shí)際情況考慮進(jìn)來(lái)，然后進(jìn)行構(gòu)建城市的發(fā)展層級(jí)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，第一層的系統(tǒng)通常都是通過(guò)管網(wǎng)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于后面的設(shè)計(jì)而言需要對(duì)空壓、改壓的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，而第二層、第三層在管網(wǎng)中的應(yīng)用是非常重要的，第二層與第三層的設(shè)計(jì)需要根據(jù)城市的給水情況進(jìn)行分析，通常都是通過(guò)城市的發(fā)展來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，保障排水系統(tǒng)的合理性。

3.2 穿越障礙物

輸水管道的整個(gè)路線中有許多障礙物，如鐵路、河道以及高速公路等。比如某管道工程跨越范圍非常大，其中包括14處河道，而這14 處河道大多數(shù)都是遼河或者浦河支流，這種類型的河流寬度較小，基本不能通行，一旦進(jìn)入干旱季節(jié)，河道內(nèi)的水流量會(huì)降低甚至沒(méi)有水。因此，基本都是采用開(kāi)槽埋管的方式來(lái)安裝管道，一般選擇鋼管的管材類型。而該管道工程也穿過(guò)6 條鐵路、1 條高速公路，因?yàn)殍F路與高速公路的特性導(dǎo)致管道工程的開(kāi)展難度較高，要想保障施工質(zhì)量，需要使用鋼筋混凝土作為頂管管材，輸水管則采用內(nèi)套鋼管來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)雙管的方式來(lái)提高施工的質(zhì)量。如果輸水管穿過(guò)城市一些比較重要的地區(qū)時(shí)，都是使用頂管的方式進(jìn)行施工，管材的選擇依舊是鋼管管材。

3.3 結(jié)合區(qū)域用水需求配置管網(wǎng)布局

城市各個(gè)區(qū)域發(fā)展程度各有不同，因此，對(duì)用水量的需求也是不同的。在進(jìn)行輸水管網(wǎng)的布局時(shí)，一定要結(jié)合城市各個(gè)區(qū)域的用水量需求，合理進(jìn)行輸水管網(wǎng)的布局。從城市的結(jié)構(gòu)來(lái)分析，通常制造業(yè)的用水量是非常多的，而商務(wù)辦公、餐飲以及居住區(qū)等用水量會(huì)相對(duì)少一些，所以，輸水管網(wǎng)的布局工作可以參考城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行布局，根據(jù)城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的規(guī)劃，這樣才能保障輸水管網(wǎng)的布局工作合理性，滿足各個(gè)區(qū)域的用水需求，確保人們的生活不受到影響。

3.4 管道漏損監(jiān)測(cè)

漏損光纜通常安裝在輸水管道的下方與輸水管道基礎(chǔ)之間，與輸水管道一般安裝在同一個(gè)溝槽內(nèi)。漏損光纜主要起到監(jiān)測(cè)的作用，與監(jiān)控室的主機(jī)連接，并且安裝專業(yè)的漏損監(jiān)測(cè)軟件，實(shí)時(shí)對(duì)漏損情況進(jìn)行分析，一旦監(jiān)測(cè)到不正常的數(shù)據(jù)時(shí)，軟件會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)并將漏損的具體情況發(fā)送到相應(yīng)的APP上，技術(shù)人員能夠第一時(shí)間掌握漏損的實(shí)際情況。通過(guò)這種監(jiān)測(cè)手段，如某處水壓上升到0.3MPa 以上，該處則為漏損點(diǎn)，施工人員需要及時(shí)采取措施解決漏損問(wèn)題，保障管道的正常運(yùn)行。這種監(jiān)測(cè)方法相對(duì)于傳統(tǒng)方法而言，效率更高且具有實(shí)時(shí)性，施工人員能夠在第一時(shí)間掌握漏損的情況。

4 市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)策略

4.1 材料設(shè)計(jì)

材料設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)于整個(gè)管道的設(shè)計(jì)都是非常重要的，因?yàn)椴牧系馁|(zhì)量決定了管道的整體質(zhì)量，如果材料的選擇出現(xiàn)了問(wèn)題，將會(huì)對(duì)管道的設(shè)計(jì)造成一定程度的影響，如今，鑄鐵管是給水管道建筑工程中比較常見(jiàn)的一種管材，鑄鐵管道的穩(wěn)定性非常好，即使管道遭受一定程度的沖擊也不會(huì)影響管道的運(yùn)行，并且還能控制流速，因?yàn)楣艿滥軌蚶霉艿纼?nèi)的壓力變化來(lái)控制流速，保障輸水的速度。因此，在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要將冰凍線的位置考慮進(jìn)去，對(duì)管道進(jìn)行分析，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證管道的負(fù)荷承載能力，確保管道的整體穩(wěn)定性，才能穩(wěn)定給用戶輸水。

4.2 加大先進(jìn)節(jié)水設(shè)備與節(jié)水技術(shù)應(yīng)用

能源浪費(fèi)一直是世界的難題，管道一定要保障節(jié)能措施的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)眾多設(shè)備進(jìn)行分析，尋找性能較高的節(jié)能設(shè)備，這樣能夠達(dá)到節(jié)能的目的，并且還不會(huì)造成環(huán)境污染。部分城市設(shè)計(jì)人員通過(guò)分析之后，也在嘗試大量投入3PE 材質(zhì)的鋼管，3PE 材質(zhì)的鋼管具備強(qiáng)大的抗腐蝕性與抗水氣滲透性，這兩種屬性能保障3PE 材質(zhì)鋼管在給水系統(tǒng)中的應(yīng)用效率，將能源的損耗降到最低，不但達(dá)到了節(jié)能的目的，并且推動(dòng)了城市的發(fā)展。

4.3 合理的建設(shè)給水系統(tǒng)

給水系統(tǒng)的方案制定與設(shè)計(jì)一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓┧闆r以及降雨量的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行制定，這樣才能保障方案的合理性與科學(xué)性，給水系統(tǒng)才能穩(wěn)定給用戶提供水資源。比如：對(duì)當(dāng)?shù)氐木用裼盟窟M(jìn)行分析，根據(jù)得出的結(jié)果制定該區(qū)域的給水系統(tǒng)方案，保障居民有足夠的水源使用同時(shí)避免水資源浪費(fèi)情況。我國(guó)水資源并不充沛，部分地區(qū)嚴(yán)重缺水，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)大力宣傳節(jié)約用水的理念，提高民眾節(jié)水意識(shí)。相關(guān)部門需要不斷地改善各個(gè)領(lǐng)域的用水情況，科學(xué)用水、節(jié)約水資源，充分發(fā)揮出水資源的作用。對(duì)于一些降雨量比較大的區(qū)域，相關(guān)部門需要做好收集的工作，減輕給水系統(tǒng)的壓力。

5 市政管網(wǎng)設(shè)置應(yīng)注意的事項(xiàng)

5.1 鋼筋混凝土管

當(dāng)基坑施工完成之后，一定要第一時(shí)間用平基混凝土澆筑，當(dāng)平基混凝土的強(qiáng)度高于5MPa 時(shí)，才能將管道放進(jìn)去。放管的環(huán)節(jié)一定要嚴(yán)格按照要求來(lái)進(jìn)行，需要使用專業(yè)的吊車來(lái)放管，機(jī)械與溝槽之間要留出一定的縫隙，避免發(fā)生溝槽塌陷的情況。而管道的吊裝也需要注意相關(guān)的細(xì)節(jié)，確保管道兩端以平行的方式對(duì)齊，適當(dāng)?shù)牧艄芸p。并且需要做好管道的清理工作，將管道連接處的雜物全部清理干凈后涂抹適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑液，保障管道的運(yùn)行更加順暢。在進(jìn)行最后的管道安裝時(shí)，一定要保障膠圈覆蓋全面，并且注意膠圈的麻花等情況。

5.2 塑料管

管道的底部需要使用砂料填充，并且在接口處要留出一定的空間，這樣才能更好地進(jìn)行后續(xù)的接口工作。接口的密封材料的選擇也是非常重要的。如果選擇塑料管材時(shí)，工作人員需要做好雨季的防護(hù)措施，雨季來(lái)臨帶來(lái)的巨大降水量會(huì)淹沒(méi)管道，管道長(zhǎng)期在雨水中浸泡會(huì)導(dǎo)致功能受損，并且管材也可能浮起。因此，一定要做好雨季的防治工作。當(dāng)管道設(shè)置施工結(jié)束之后，及時(shí)做好掩埋工作，防止管道受到外部因素的干擾，最后對(duì)管道進(jìn)行全面的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)管道存在任何問(wèn)題，及時(shí)采取相應(yīng)的措施解決問(wèn)題，保障管道的正常運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)在快速發(fā)展的同時(shí)，能源損耗問(wèn)題一直是我國(guó)發(fā)展的主要問(wèn)題，水資源給人們的生活、社會(huì)的生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的幫助，因此，保障城市的正常供水是如今眾多企業(yè)的首要目標(biāo)。在進(jìn)行市政給水的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要根據(jù)城市的實(shí)際情況來(lái)選擇輸水方式，做好供水路線的規(guī)劃工作，制定合理的施工方案，才能保障管道的正常運(yùn)行，穩(wěn)定給城市提供水資源。