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摘要:市政給水排水工程項目在建設(shè)的過程中,部分線路可能會經(jīng)過河道實現(xiàn)穿河。文章主要對該項目設(shè)計思路與要點進(jìn)行研究。首先,介紹了市政給水排水工程項目管線設(shè)計的基本原則與思路;其次,分析了市政給水排水工程項目穿河管線的設(shè)計要點;最后,通過案例分析的方式,探究了穿河管線的實際規(guī)劃效果,希望能為該領(lǐng)域關(guān)注者提供有益參考。
關(guān)鍵詞:市政工程;給水排水;穿河管線;施工方式;工作井
1市政給水排水管線設(shè)計原則與基本思路
1.1設(shè)計原則
市政給水排水工程項目是城市道路設(shè)計的配套性工程項目,該項目是否合理直接決定著道路建設(shè)的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。因此,在對市政工程項目的給排水設(shè)計與規(guī)劃管理中,要對每個環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)化管理。尤其是針對市政給水排水工程項目中穿河管線部分的設(shè)計,更要結(jié)合當(dāng)?shù)厥姓A(chǔ)設(shè)施、河道、降水量和污水排放量等多種因素,計算出合理的管線給排水直徑,確保管道的使用可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[1]。重點對工業(yè)用水量進(jìn)行分析,同時做出整體的用水量規(guī)劃,從根本上確保城市內(nèi)部工業(yè)用水的可持續(xù)化發(fā)展,使城市內(nèi)部給排水設(shè)計工程項目推動城市現(xiàn)代化建設(shè)。根據(jù)國家頒布的相關(guān)法律與法規(guī),制定出行之有效的設(shè)計思路,根據(jù)城市和水域的水資源分布情況,協(xié)調(diào)好環(huán)境保護(hù)和給水排水管線設(shè)計。
1.2基本思路
市政給水排水工程項目的管線設(shè)計基本思路需要從給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)三個方面進(jìn)行分析。結(jié)合每一個環(huán)節(jié)的實際設(shè)計需求,對其中存在的問題進(jìn)行整合和管理。比如,以給水系統(tǒng)為例,在進(jìn)行設(shè)計中,要充分關(guān)注到我國當(dāng)前水資源的配置問題。合理地分析出當(dāng)前城市內(nèi)部的水資源分布,結(jié)合區(qū)域內(nèi)部的具體分布報告,以調(diào)查的方式,對水源和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)當(dāng)?shù)匾延械墓┧到y(tǒng)管線,合理地對供水量和需求量進(jìn)行計算,完成地構(gòu)建出工農(nóng)業(yè)用水和生活用水的總量,實現(xiàn)管網(wǎng)的規(guī)劃。
2市政給水排水穿河管線的設(shè)計要點
2.1確定施工方式
一般而言,市政給水排水工程項目穿河管線會直接埋在河底位置,施工單位的工作人員在施工中,會使用開挖的方式、定向水平鉆方式或者頂管方式進(jìn)行管線敷設(shè)。具體操作中,要根據(jù)區(qū)域范圍內(nèi)河道情況、自然環(huán)境因素、季節(jié)因素、工期和資金投入等多項因素加以確定。大部分的工程項目中,可以采用傳統(tǒng)開挖方式進(jìn)行施工,此種方式符合相關(guān)規(guī)定的要求,同時也具有簡單易操作的特征。但是,如果在雨季施工,或者河道本身不具備導(dǎo)流條件、河道護(hù)砌不完善等情況下進(jìn)行施工,施工單位則需要選擇非開挖方式進(jìn)行施工,確保整體施工質(zhì)量,同時不會對河道本身造成破壞[2]。
2.2確定管線位置
穿河管線位置的確定要進(jìn)行綜合設(shè)計,該環(huán)節(jié)的設(shè)計要點在于根據(jù)河道的具體情況進(jìn)行設(shè)計,并在最終施工前期的現(xiàn)場勘查階段,仍需要進(jìn)行復(fù)核。施工單位與設(shè)計單位要能夠就管線的具體位置進(jìn)行協(xié)商。目前,國內(nèi)大部分地區(qū)的穿河管線位置會直接選擇在岸坡相對穩(wěn)定、河岸順直、水流平緩且施工場地開闊的位置。如果設(shè)置在了河道轉(zhuǎn)彎處,可能會在長期使用中,受到水流的沖刷和腐蝕。同時,在開挖中,需要考慮到管線敷設(shè)位置河流上方橋梁的安全距離,避免開挖斷面對橋梁墩柱的穩(wěn)定性造成破壞。
2.3明確管線敷設(shè)深度
在進(jìn)行敷設(shè)深度計算中,需要運用到相關(guān)的計算公式:(1)該公式可以計算出水流平行岸坡所產(chǎn)生的沖刷深度,式中:h表示的是局部沖刷深度;H表示的是沖刷處水深,在計算中可以使用水位最大深度進(jìn)行替代;Ucp和Uc表示的是近岸垂線的平均流速與泥沙起動的流速。n的大小與防護(hù)岸坡所在平面上的形狀有關(guān),通常n為0.16~0.25。根據(jù)計算的結(jié)果結(jié)合相關(guān)規(guī)定中的要求可以得出,當(dāng)管道的直徑超過160cm時,其埋深需要控制在管徑的1.5倍左右。
2.4明確護(hù)砌要求
穿河管線的全長較長,并且在運行中會受到不均勻沉降的影響,如果不能有效控制可能會引發(fā)損壞,最終會對河道的整體安全造成負(fù)面影響。因此,在穿河管線敷設(shè)中,要對斷面河道進(jìn)行護(hù)砌。為確保河道安全,可以在穿河管線所在的位置進(jìn)行全斷面河道護(hù)砌。此種方法簡單容易操作,并且還可以在護(hù)砌中,將橋區(qū)部分劃入護(hù)砌工程中,一同完成護(hù)砌管理。
2.5明確倒虹管要求
穿河管線中的倒虹管主要使用在污水管線中,大部分用作河底高程低于管道內(nèi)高程的問題解決措施。倒虹管可以充分解決不同部分之間的高程沖突問題,但是在長期使用中也可能產(chǎn)生堵塞。對此,倒虹管的設(shè)置要經(jīng)過當(dāng)?shù)厮块T與航運部門同意,并在管線所在位置的兩岸樹立醒目的標(biāo)志。強化倒虹管的強度,防止因為局部不均勻沉降問題而產(chǎn)生滲水和漏水等事故,危機河道整體的航運安全。
2.6確定永久性工作井位置
根據(jù)室外給排水設(shè)計與管理規(guī)范中的規(guī)定可以了解到,對于穿河管線的工作井而言,其位置并沒有特殊性的要求和規(guī)定。但是,從實際發(fā)展角度進(jìn)行分析,對于永久性工作井而言,其位置的規(guī)劃需要在原本的河道管理范圍之外。在此環(huán)節(jié)中,河道管理范圍主要指的是河道保護(hù)線范圍。因此,設(shè)計單位的工作人員在對工作井進(jìn)行規(guī)劃安排時,要著重關(guān)注永久性工作井的位置確定。穿河管線平面位置主要根據(jù)管線的綜合設(shè)計來確定,如果穿河管線的位置對于工作井的位置會產(chǎn)生阻礙,則要多方工作人員共同溝通商議,制訂出可行的線路優(yōu)化方法。
3市政給水排水穿河管案例
為了更加直觀和深入地分析市政給水排水工程項目設(shè)計方案的實際應(yīng)用效果,本文采用了案例分析的方式進(jìn)行了探究。
3.1工程項目概況
泰州引江河河道總流域長度為23km,是一條以引水為主的河流,兼顧了灌溉、排水和航運等綜合性管理和使用需求。引江河對于泰州以及蘇北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市政工程項目建設(shè),都起到了不可替代的作用。在現(xiàn)代化城市建設(shè)中,當(dāng)?shù)卣Y(jié)合市政工程項目的改造要求,對引江河的水域進(jìn)行了重新規(guī)劃計劃設(shè)定總規(guī)模為600m3/s的引流項目,共分為兩期建造實施。該項目的一期工程早在上世紀(jì)末期就已經(jīng)完成,河道采用了寬淺式斷面,并在河道的上方位置,完成了一次斷面,下方設(shè)置了緩坡,開挖高程在-3.5m~-3m,寬度為80m。該工程項目的二期工程項目在一期項目完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行了浚深,目的在于擴大水域的引流能力,滿足自流引江的目標(biāo)[3]。
3.2探測原理與設(shè)備
在對當(dāng)?shù)匾拥乃蚝痛┖庸芫€進(jìn)行探測的過程中,需要使用到的設(shè)備為MALAPROEX型號的地質(zhì)雷達(dá)探測系統(tǒng),按照電磁輻射探測法的基本原理進(jìn)行探測。該地質(zhì)雷達(dá)在實際操作的過程中,主要是根據(jù)超高頻段的短脈沖電磁波探測方法,對地下介質(zhì)的分布情況進(jìn)行探測。在實際的應(yīng)用中,可以有效地探測術(shù)各種不同的金屬物質(zhì)與非金屬物質(zhì),故無論是金屬管線還是非金屬的管線,都可以通過雷達(dá)探測而出。在實際操作中,地質(zhì)雷達(dá)可以發(fā)射出脈沖超高頻段的調(diào)幅電磁波,該雷達(dá)設(shè)備的接收裝置為半波偶極天線。雷達(dá)脈沖中心頻率大約在幾十兆赫至幾千兆赫之間,高頻短脈沖電磁波通過發(fā)射器向地下發(fā)射,受到不同介質(zhì)和傳導(dǎo)物質(zhì)的影響,會產(chǎn)生不同的波段阻抗。工作人員可根據(jù)返回地面的波形與形態(tài)變化特征,分析不同管線的走向與基本結(jié)構(gòu)狀況。
3.3探測結(jié)果與綜合評價
在雷達(dá)探測設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)化探測方法的幫助下,可以對地下管線的電磁剖面進(jìn)行探測,結(jié)合當(dāng)?shù)卮┖庸芫€的設(shè)計方案,得出最終的探測結(jié)果。根據(jù)此次研究工作得出,泰州引江河河段的西岸側(cè)線范圍內(nèi)的總高程在水平面以下16~19.8m,相對于東岸而言,西岸地區(qū)敷設(shè)的管道更深。同時,工作人員還使用了靜力觸探的方式,對高程在-10m以上的天然氣管道分布情況進(jìn)行了探測,得出在此高程范圍內(nèi),無天然氣管道分布。使用15個靜力觸探測孔,完成了數(shù)據(jù)分析,最終得出在-10m以上探測過程中,各個觸探頭均處于正常穩(wěn)定的運行狀態(tài)中。因為在探測中沒有受到任何阻力的影響,所以此高程范圍內(nèi)無任何管道敷設(shè)。
4結(jié)束語
綜上所述,現(xiàn)代化城市規(guī)劃發(fā)展進(jìn)程中,市政給水排水工程項目的管線設(shè)計會經(jīng)過河流和堤壩。此種規(guī)劃設(shè)計模式與常規(guī)環(huán)境中的給水排水管道的設(shè)計與施工有著明顯的區(qū)別。鑒于此,在設(shè)計中應(yīng)該全面考慮到實際的施工環(huán)境,以及施工可能對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響。綜合各項因素,提高設(shè)計水平,確保市政給水排水工程項目順利實施。
參考文獻(xiàn):
[1]韓麗華.穿河管線工程審批及施工中應(yīng)注意的問題[J].農(nóng)業(yè)科技與信息,2019(2):121-122+124.
[2]李慧.市政排水管線設(shè)計的優(yōu)化措施[J].工程技術(shù)研究,2016(5):249+252.
[3]宋蕾,李長偉.市政給水排水穿河管線設(shè)計要點[J].市政技術(shù),2015,33(3):111-114.
作者:鄔疆 單位:廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司