购物车(0)
给水排水管道结构设计规范模板(10篇)
时间：2023-09-05 16:30:26
导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇给水排水管道结构设计规范，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
篇1
1排水系统的选择
住宅建筑室内排水系统采用的是污水、废水分离还是合流，应根据当地城市室外排水制度、市政主管部门的规定要求及是否立于水资源综合利用及处理等情况来确定。《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）规定“当生活污水需经化粪池处理时，其粪便污水宜与生活废水分流。当有污水处理厂时”，生活废水与粪便污水以合流排除。
规范中给出了生活排水管的最大排水能力，对排水量超过规定时，要采用大一号的立管管径还是设置专用的通气立管，要根据实际情况进行设计施工。根据笔者多年的实践经验，一般实际工程中军采用增大一号立管管径的方法（高档住宅楼除外）。从安全角度考虑，采用那种方式更安全呢？建议选择专用通气立管。在UPVC管道统一技术标准中规定，10~12层的小高层及高层住宅应设专用通气立管。在工程回访调查中，发现不设专用通气立管的建筑驻扎，最下面一层卫生监督额大便器内有翻气泡现象，住户对此反映较多。而设置专用通气立管的住宅，则没有此种情况。
由于污水炉管水流流速较大，污水排除管道流速相对较小，在立管的底部管道内产生正压区，正压区是靠近立管底部的卫生器具内的水封宜受到破坏，卫生器具内部有翻泡现象。而专用的通气立管设置可将排水立管内的水流得到平衡，使正压区的正压值得到减少，使其不足以对卫生器具的水封构成威胁。
2排水管道的布置设计
2.1对于建筑物底层架空或者设商场、商铺的建筑，其上部排水管须在底层进行转换，不得使底层的使用功能受到影响。经过转换后的出户管应大于2根，一般情况下4根为宜。在实际施工中有的开发商将一栋楼的排水立管汇到1根排水横干管上出户，这种情况下，如果发生管道破裂或者堵塞则直接影响整栋楼的住户，此施工措施不合理，不安全。出户管过多的话，在地下室的外墙上应预留防水套管（住宅楼有地下室的）及室外检查井增多，给施工以及室外的环境带来影响。
2.2设有专用通气立管的住宅楼，底层的卫生器具排水管道是否要与其他楼层管道要分开单独排除呢？“规范”没有给出合理的要求，前提为排水立管仅设置伸顶通气立管。为了防止卫生器具水封易受损坏、内部冒泡等现象的发生而设置专用通气立管，换而言之，就是排水立管设有专项的通气立管时，底层的卫生器具排水支管可以连接到排水立管上。 住宅内排水管道使用较为复杂，排水管道内的固体废弃物存在等情况，影响了排水的通常，使得排水立管地步项链的卫生器具有溢水的可能性。在实践中此种现象也时有发生。因此，底层卫生器具的排水管道不与排水立管链接为好，应单独排出。当排水立管需要进行转换时，底层卫生器具排水支管可以与排水横贯相连，距离立管地步下游距离应在1.5~3m之间。
3建筑排水设计施工中易出现的问题
3.1厨卫、地漏及阳台的设置问题
在《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）中第四章第五节七款中“厕所、洗浴室、卫生间及其他房间经常地面排水的应设置地漏，”的规定 目前一些较小的开发商（或是一些小业主），以地漏容易干、臭味溢出或是厨房地面较少排水等缘由坚持不设地漏。笔者认为，在施工中地漏设置与否应区别对待，要看厨房是否带有阳台，如果带有阳台可不设地漏，可将厨房门槛下降至地面平，如果有水则可排至阳台地漏；如果厨房不带阳台，从厨房给水管漏水后排水出路的考虑出发，应设置地漏。
3.2管道穿伸缩缝、沉降缝的问题
在《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）中，关于“排水管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形缝、烟道和风道”本人觉得次亮点值得探讨。
首先，应对管道穿过沉降缝和伸缩缝限制应区别开来。伸缩缝是存在与建筑物的基础上的，如右图所示，基础没有断开，在管道穿越时，只需将基础简单处理下即可，而在实际操作中一般用双套管加以保护，在套管与管道之间，量套管之间用油麻或其他柔性填充物加以填充。
其次，针对管道穿越伸缩缝问题，采用“不得穿越”等严格字符，没有必要。《建筑给水排水设计手册》中第二册12.2.3中所述“管道应尽量避免通过沉降缝、伸缩缝，必须通过时应采取有效措施”使用这种说法较为合适。沉降缝两侧的沉降差在结构设计时要进行的控制，针对不同的地质条件、不同层高的建筑物，采用不同的基础处理方法和构造对不均匀沉降进行控制，一般情况下，沉降缝两侧相对沉降值较小，如果沉降偏大，则会危机建筑物的基础稳定。因此对穿越沉降缝的管道来讲，通常情况下，只需采取相应的措施即可。
3.3室内排水管的坡度的问题
沉降问题，任何建筑物都会发生，建筑物一旦沉降幅度过大则会对室内排水系统造成一定的影响。《建筑给水排水设计规范》在第四章第三条二十一款中指出“当建筑物沉降可能导致排出管倒坡时，应采取防倒坡措施。”而在实际实践中，沉降问题导致的排出管坡度达不到要求甚而倒坡、堵塞的情况则比较常见。普通住宅排水立管至室外检查井一般距离为3~10m，而大多数住宅其五六层的沉降量均在60mm以上，若铺设的排出管也按此标准进行施工，则就很难保证坡度要求。若要很好的解决此问题，则要明确三点:建筑物沉降量、沉降量随时间的变化关系、沉降所影响的范围。
4小结
住宅建筑的排水管道看似简单，在设计始终中稍有疏漏就容易出现种种问题。正确的选择排水系统的形式及设计施工方案能保证住宅排水系统的正常应用。在设计施工应掌握新方法、新思路、新材料的运用，使得设计更加合理、人性化。
参考资料：
1(GBJ15- 88 )建筑给水排水设计规范. 北京: 中国计划出版社, 1997
2赵锂. 住宅建筑给水排水设计. 给水排水, 2000, 26( 7) : 44~ 47
篇2
工程概述
根据业主要求，配合道路专业，本专业在指定路段做模拟雨淋路段的循环供水系统的设计。
设计依据和设计规范
1、《沈阳市公安局交警支队考场建设工程施工图设计委托书》
2、沈阳市规划院提供的场地周边规划红线图
3、沈阳市勘测院提供的1:500电子地形图
4、建设单位提供的增、改建项目内容
5、中华人民共和国公共安全行业标准《机动车驾驶人考试场地及其设施设置规范-第1部分：设计设置》（征求意见稿）
6、公共安全行业标准《机动车驾驶人考试场地及其设施设置规范》编制说明（征求意见稿）
7、沈阳市勘测院提供的地质勘察报告
8、《沈阳市公安局交警支队考场建设工程-道路施工图》——沈阳市市政工程设计研究院
9、《建筑给水排水制图标准》GB/T 50106-2010
10、《室外排水设计规范[2011年版]》GB 50014－2006
11、《给水排水工程管道结构设计规范》GB/50332-2002
12、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
13、《给水排水构筑物工程施工验收规范》GB50141-2008
14、测量手簿——沈阳市市政工程设计研究院
15、业主及规划部门相关意见。
工程现状
工程用地总体地势呈北高南低。现状无给排水设施，所有设备均为新建工程。
设计内容
循环雨淋系统设计
本次设计雨淋循环系统包括考场用自动雨淋系统、循环水处理系统和补水系统。
1、工艺流程：雨水（包括雨淋水和雨水）收集沉淀池沉淀循环水处理设备过滤模拟雨淋系统。
2、雨水（包括雨淋水和雨水）收集系统：
截水沟平面位置：在模拟湿滑路面起点处设置两道300x250mm混凝土截水沟收集路面雨水。
截水沟纵断设计：i≥0.3%坡向沉淀池。截水沟做法详见国标图集07J306-P22、J3。
排水管管径采用DN300。
3、沉淀池：有效容积为16m3/h，L=6.6m，B=3.0m。构造详见施工图纸。池体配筋参见国标图集08SS704-18~38（有覆土、有地下水4#）。
池内设有潜水泵为循环水处理系统中的过滤水箱供水。
（1）放空井：沉淀池内设有DN200放空管。入冬之前、池内设备检修或池体清掏时需将池内废水放空至放空井，然后用临时泵排出至附近雨水井。放空井采用Φ1000圆形砖砌检查井，参见06MS201-3-P11、22。
（2）溢流口：沉淀池内设有D=0.2m溢流管，溢流管出水口为八字式管道出水口（浆砌块石）做法详见国标图集06MS201-9-P5。出水口下游底板做法参见本设计泄水槽构造图（一）中做法。
（3）潜水泵控制要求、方式和显示：沉淀池内设有一台Q=16m3/h，H=7.5m潜水泵，三级负荷。控制箱由水泵厂家配套提供。控制箱显示泵的启、停、低报警水位、故障状态信号、和扬水管的压力信号。水泵启、停由过度水箱中的浮球根据水箱中水位控制。以水箱底高程为±0.00m，启泵水位：1.0m（相对高程）；停泵水位：1.6m（相对高程）。水泵低水位报警由沉淀池中的浮球根据池中低报警水位控制，当达到低报警水位时自动停泵。
4、循环水处理系统：采用成套废水过滤设备，主要包括过度水箱沉淀、气罐曝气、罐体过滤、清水箱储水等工艺，处理量需满足Q=7.0m3/h,处理后水质需达到城市杂用水中洗车用水水质标准（详见《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T 18920-2002)。
（1）曝气：工艺中曝气材料为空气，气源由厂家配套提供。
（2）滤料：过滤材料为级配石英砂，由厂家配套提供。
（3）设备材质：设备箱体材料均采用不锈钢HS-304。
（4）反冲洗：过滤设备定期反冲洗，但需在雨淋系统不工作时，反冲洗水源来自清水箱。
（5）泄水井：入冬之前或设备维修时需将设备内废水放空，设备内水放空至设备间外YA1泄水井。泄水井采用Φ1000圆形砖砌检查井，参见06MS201-3-P11、22。
中水处理系统配套控制箱由中标厂家配套提供及指导安装。水处理工艺参见施工图纸。本设计工艺流程可根据中标厂家工艺调整。待与设计沟通满足设计要求后，方可施工。
5、考场用自动雨淋系统：
（1） 本雨淋系统模拟局地短历时强降水：1h降水量不小于20mm。
（2）单个喷头喷水能力：流量1.389 L/min，压力0.3MPa。（1MPa是十公斤水（常温清水），100米水柱）
作用面积：350m2。
（3）本系统采用湿式系统。考试时，喷头动作。雨淋系统用水由清水箱提供，通过Q=7m3/h(Q=0.02*7*50=7)、 H=40m（H=H1净提升高度+H2最不利点沿程损失+H3最不利点局部水头损失+H，安全水头）干式多级离心泵提升至系统。离心泵就地手动控制启停。
（4）雨淋系统管材采用钢管，管道工作压力1.0MPa。
（5）系统泄水：入冬之前或系统维修时需将系统内废水放空，通过阀门井FA1和FA2内DN50立式闸阀将系统内水放空至设备间外YA1和YA2泄水井。
阀门井采用地面操作砖砌圆形立式闸阀井，参见0707MS101-2-P14~23。
泄水井采用Φ1000圆形砖砌检查井，参见06MS201-3-P11、22。
（6）钢制管道防腐：钢管在进行内、外防腐前，应将表面的油污及铁锈等去除，焊缝不得有焊渣、毛刺。钢管表面的预处理必须满足《涂装前钢材表面预处理规范》（SYJ4007-86）的要求，处理程度Sa2-21/2级，设计采用机械抛光法除锈。
管道外防腐：凡污水厂内明露的钢管、钢管件外壁，均刷一道底漆，三道调和漆，颜色由建设单位统一规定；浸入水中的钢管、管件均一道底漆，两道调和漆，颜色为乳白色；埋地钢管，无论大管或小管均做环氧煤沥青防腐，加强级做法，既底漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆做法，干膜厚度≥0.4mm。
管道内防腐：采用无毒环氧树脂，底漆两道，面漆两道，干膜厚度≥0.2mm。
6、补水系统：
（1）管道线位：补水管道线位详见施工图纸。
（2）管道设计：补水管道管径为DN50，管道起点为场区东南办公楼处市政给水管网，终点为沉淀池。其作用是为沉淀池补充水源。
（3）管道纵断设计：给水管道覆土H≥1.8m，i≥0.3%。
（4）管材：本次设计给水管道管材采用PE100管材及同材质管件。施工中应严格按《给水排水工程管道施工及验收规范》及有关规定实行。
管材的技术要求：
A、其环向弯曲刚度不宜小于8kN/m2，管道覆土大于5米其环向弯曲刚度不宜小于12.5kN/m2。
B、管道内、外壁防腐能力强，要安全运行50年。
C、管径竖向的直径变形率不得大于5%
D、管材粗糙系数≤0.01
（5）管道基础及接口： 200mm厚砂垫层基础。管道接口采用热熔承插连接，当与金属管件连接时采用法兰连接。
（6）管道工作压力0.6MPa，管道试验压力按《给水排水工程管道施工及验收规范》及当地质检监督部门的相关规定执行。
（7）阀门：
水表井GA1中管道上的控制阀门选用立式闸阀（带阀梃，地面式操作）。同时配套安装伸缩节以方便检修，水表采用LXS旋翼型水表，阀门、伸缩节等附属设备主体材质采用球墨铸铁，工作压力按1.0MPa选用，管道上各种管件的法兰螺栓孔要求与阀门设备法兰相应配套。
阀门井GA4中管道上的控制阀门选用AMX型DN50多功能水力控制闸阀，功率0.37KW。
（8）阀门井和水表井：
水表井GA1采用砖砌圆形水表井（DN15-40），详见07MS101-2-P40。
阀门井GA4采用地面操作砖砌圆形立式闸阀井，参见0707MS101-2-P14~23。
上述井室、井筒内外壁均要求采用1：2水泥砂浆抹面，厚度20mm。
阀门井和水表井井盖材质由建设方确定，在机动车道上的井盖荷载按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)公路一级标准车辆荷载设计。
（9）多功能水力控制闸阀控制要求、方式和显示：补水系统设置多功能水力控制闸阀，阀门启闭由沉淀池内的浮球根据池内水位控制。控制箱显示阀门的启、闭、故障状态信号。
设计要点及工程注意事项
1、本设计中管道长度、高程以米计，管径以毫米计；雨水管道高程均为管底高程；管道桩号为方便施工定位。
2、管道应敷设在地基承载力特征值fak≥130kPa的原状土地基或经处理后回填密实的地基上。沟槽开挖后，如遇淤泥等软土时，应采用换填等地基加固处理措施，即将管道及检查井基础底下1.0m范围内的淤泥土清除，回填级配砂砾并夯实。处理后的地基承载力经检测达到fak≥130kPa后方可进行管道及检查井施工。当沟槽开挖深度超过6m时，应采取相应的沟槽支护措施。
3、如当年修建道路，设在道路红线内部的管道沟槽回填水撼砂至道路结构层，其余部分采用原土回填；如当年不修建道路或管道位于绿化带内，沟槽回填水撼砂至管道外顶以上0.5m，其余部分采用原土回填。
篇3
中图分类号：TU99文献标识码： A
0 引言
随着城市的发展与人口的增多，小管径排水管道已经不能满足现实的需要，排水管道的发展朝着大管径方向发展。目前市政排水管道大多以硬聚氯乙烯（PVC-U）管、聚乙烯（PE）管、钢筋混凝土管道、混凝土管道、预应力混凝土管为主。在管道的设计中依据不同的管顶覆土高度H值来选择管材的等级、管道基础形式及接口方法。市政排水管道中最常用的基础形式有砂石基础和混凝土基础，往往根据不同的基础形式来确定不同的基础支撑角，使所选管材经济合理。本文通过研究PE管道基础的不同形式来计算分析管道覆土的最小厚度。
1.工程概况
本文以伊宁市滨一路排水管道为工程实例进行研究，该道路为新建道路，机动车道为15米的沥青混凝土路面，两侧各有3米的绿化带，人行道宽度为4.5米，结构按非机动车道结构设计。排水管道设置在人行道上，排水采用雨污合流制。
2.基础承载力
开槽法施工的混凝土管道，当地基承载力特征值fak≥100kpa时，宜优先采用砂石（土弧）基础；当fak
3.塑料排水管材类型
管材类型有硬聚氯烯、增强聚丙烯和聚乙烯等；根据管壁结构型式有平壁管、双壁波纹管、加筋管、缠绕结构管壁及钢塑复合缠绕管壁等。
4.结构计算
埋地塑料排水管道在外压力作用下，管壁截面的环向稳定性计算应符合下式要求：
式中：-管壁失稳得临界压力标准值（KN/m2）
-管顶在各项作用下的竖向压力标准值（KN/m2）
-管道的环向稳定性抗力系数。
一、管壁失稳的临界压力可按下式计算：
1）管壁失稳的临界压力可按下式计算：
式中：管材坏刚度（KN/m2）
管材土的综合变形模量（KN/m2）
管材泊松比
2）管顶在各项作用下的竖向压力标准值可按下式计算：
回填土的重密度，可取18KN/m3
管顶至设计地面的覆土厚度（m）
车轮荷载或堆积荷载（最大值）传递到管顶处的竖向压力标准值（KN/m2）
3）设计荷载
车辆荷载按《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98中城-A级、城-B级取值；地面堆积荷载按10KN/m2计。
4）管道变形设计
塑料管道在组合荷载作用下的最大竖向变形可按下式计算：
式中：管道在组合荷载作用下的最大竖向变形（m），该值不超过0.05Do；
变形滞后效应系数，取1.5计算；
管道变形系数，按管道基础中心角时，取0.1计算；
每延米长管道管顶的竖向土压力标准值
地面荷载对管道的作用，其准永久值系数，；
车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值
管道的计算直径
管材的环刚度
管侧土的综合变形模量
管侧土的综合变形模量
5）管侧土的综合变形模量可按下式计算
式中：管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量（MPa），应根据试验确定；当缺乏试验数据时，可参照表1采用；
基槽两侧原状土的变形模量，应根据试验确定；当缺乏试验数据时，可参照表1采用；
与Br（管道中心槽宽）和De（管外径）的比值有关的计算参数。
、-与Br（管道中心处沟槽宽度）和De（管外径）的比值有关的计算参数。
6）计算参数及、-分别见表1，表2.
表1 计算参数
表2 计算参数、
五、工程实例：
伊宁市滨一路采用内径1000mm的聚乙烯（PE）缠绕结构管壁（A型）埋设于车行道上，车辆荷载为城-A级，管道开挖采用开槽法施工，管中心处沟槽宽度为2.4m，管侧采用粗砂回填，管道回填土的重力密度为18KN/m3，其变形模量取7Mpa。基础采用砂石基础，支撑角为120°，管侧回填至管顶平。管壁厚62mm，管侧环刚度8KN/m2.
1)管道的竖向直径变形率
①管道侧土的综合变形模量Ed
由公式，则Ed=5.831MPa。
②管道的竖向直径变形量
由公式，则
③管道竖向直径变形率
（符合设计要求）
2）管道环截面稳定性
，则（KN/m2）
由式，当时，内径1000mm的环截面稳定性满足要求。
结语：
城市排水管网在城市发展中处于非常重要的地位，建成后出现问题不单维修费用高而且还会造成二次施工破坏原有路面整体强度，因此加强对管道竖向直径变形率、环截面稳定性的验算有着重要的意意。根据管径、确定临界埋设深度，防止因埋设深度不足造成管道损坏，在后期交付使用中出现排水畅、由于管道损坏造成路面下沉等问题。希望过本文的研究，能够在以后的实际施工中提供一种简便可行的验算方法，便于掌握来指导施工。
参考文献：
篇4
Abstract: mainly discusses the process and the quality control point classification, municipal drainage engineering construction in this paper, proposed should pay attention to in the construction of the problem and the solution.
Keywords: construction process quality control of municipal drainage engineering
中图分类号：TU992.05 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
目前，我国主要涉及到的市政排水工程主要有PVC-U排水管、铸铁排水管、混凝土排水管，普遍地用于雨污水管道、自来水管道、及天然气管道。按照《给水排水管道工程及验收规范》GB50268–2008及国家现行的有关强制性的规定，均可保证市政排水工程的质量，但是在施工中还需要注意到一些施工流程及质量控制点。
以西安市玉祥门立交工程为例，本工程南起一中北路，北至西站街，设计总长867m，其中箱涵长度205m，U型槽长度245m，挡土墙长度275m。由于玉祥门外地下管线复杂，工程前期对天然气、电信、军缆与自来水管道进行迁改，配合下穿隧道新建雨污水管道。对该工程前期的市政排水工程的施工，我们可以按照以下施工流程。
一、核对图纸和调查地下管线
在施工开始前对玉祥门立交工程的设计文件、图纸、资料进行现场核对，调查周围建筑物使用的排水管道的位置及可能交叉的自来水、天然气、雨污水管道的位置、高程并将调查结果制成管线迁改详图。
二、场地清理及建筑的拆除
移栽施工范围内地表植被，拆除临街局部影响排水管道开挖的建筑物，清理和拆除达到地表测量放线的要求。根据规定，图纸所示或工程师的指示，应铲除被工程占用地区的表土，并且还应铲除用于临时性工程地区的表土，被铲除的表土在得到最终处置时，如用于填埋、铺散、整平或其它用途之前，应与其它开挖物分开堆放。在工程或适当部分竣工之后，应尽可能将表土放置到原地面标高或如图纸指定的标高。
三、复测
开工前对玉祥门立交工程位置桩、三角网基点桩、水准基点桩及其他测量资料进行核对、复测，同时对工程桩、水准基点桩等控制标志加以妥善保护，直至工程竣工验收。
四、编制施工方案
在开工前，根据图纸资料和地下管线调查资料，对于5米以上的基坑开挖及影响周边建筑物安全的排水工程施工时编制专项施工方案和实施性施工组织设计并召开有关的专家论证会。同时也要注意以下几点。
1、挖土及支撑
工程施工的挖土范围应尽可能最小。挖土应得到必要程度的支撑，保障周围的土地及确保工程和邻近构筑物的安全。对于不稳定物料如树根、有机质、泥浆和有害有毒物质的挖掘应将其搬移和处置。
挖土时万一发生滑坡或塌方及超挖时，影响工程支撑的地面稳定或影响邻近构筑物和设施的稳定性时，应用C10级混凝土或用与邻近底基相同等级的混凝土对空隙进行填补。
2、管道的铺设施工
管道铺设应在沟槽开挖、槽底土基、3：7灰土垫层、槽内清理符合要求后实施。管道的接口施工必须在管道安置检验符合规定后实施，施工前必须把管道的端部清理干净。接口必须达到外光内实，与管壁粘结良好的要求；其施工的要求应符合设计图纸的规定。对于目前使用的市政排水管道也应考虑：
（1）PVC-U排水管施工时纵向PVC-U透水管的打孔冲击试验及孔径、孔距等应符合图纸规定，纵向PVC-U透水管的铺设纵坡不应小于0.3%。中央分隔带开口部的纵向PVC-U管不打孔,其接头均应做防渗漏处理。位于涵洞、通道处的中央分隔带排水系统，应按图纸及工程师的要求在涵洞、通道顶钻孔，设竖向PVC-U排水管，将水排入涵洞内或通道内的排水沟。纵向排水管与横向排水管及竖向排水管接头部位均应按图纸规定设胶泥隔水层。中央分隔事带横向排水管应按图纸规定设砂砾垫层及出水口混凝土预制块。超高路段横向排水管进水口应埋设于集水井，并用水泥砂浆灌注接缝。横向排水管应设置于图纸规定的基础上，管节间应严格按图纸或工程师的指标做好防水措施。
（2）铸铁排水管施工时管及管件表面不得有裂纹，不得有妨碍使用的凹凸不平的缺陷；采用橡胶圈柔性接口的铸铁管，承口的内工作面和插口的外工作面应光滑、轮廓清晰，不得不影响接口密封性的缺陷。铸铁管及管件的尺寸公差应符合图纸及现行国家产品标准的规定。管及管件下沟前，应清除承口内部的油污、飞刺、铸砂及凹凸不平的铸瘤；有裂纹和管及管件不得使用。铸铁排水管沿直线安装时，宜选用管径公差组合最小的管节组对连接，接口的环向间隙应均匀，承插口间的纵向间隙不应小于3㎜。铸铁排水管刚性接口或柔性接口的材料及施工安装要求应符合图纸及《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB 50268—2008)的有关规定。
（3）混凝土排水管在沟槽开挖、支撑结束后开始对沟槽的槽底进行整平夯实，土基标高、密实度、坡度符合设计图纸和GB50268-2008的要求。沟槽槽底一般应设置于原土基上，地基不得受扰动或超挖。超挖部分必须用3：7灰土回填。管道基础的3：7灰土垫层应严格按照设计图纸和有关标准规范要求进行实施，尤其是灰计量、厚度、宽度、密实度的控制。管道混凝土基础应沿混凝土管道条形基础每隔8-12米左右的管道接口处设置变形缝，变形缝宽30毫米，缝内填充材料选用低发泡聚乙烯。管道铺设应在沟槽开挖、槽底土基、3：7灰土垫层、槽内清理符合要求后实施。管道与检查井连接采用中介层做法，接口处须用油麻石棉水泥填实。
3、排水
在现场任何时候都有足够的备用排水设备来进行基坑排水。另外还应采取措施以防那些未进行完全回填、已完成部分建成的构筑物和管线的上浮，考虑设置排水沟、渠或暗沟。对在永久性工程的下面所设的任何装置，必须提供至少与永久支撑相等的支撑物，必须确保地下水位的下降将不影响邻近建筑或现有的设备。
4、检查井、雨水口
基础应与管道基础同时浇筑。井砌筑前应检验管道的方向、标高及稳定性，要符合规定，并须消除基础面上的杂物和积水。雨水口端面应露出井内壁，其露出长度不应大于2cm。
5、闭水试验
闭水试验前，施工现场应具备以下条件：（1）管道及检查井的外观质量及量测检验结果均已合格；（2）管道两端的管堵（砖砌筑）应封堵严密、牢固，下游管堵设置放水管和截门，管堵经核算可以承受压力；（3）现场的水源满足闭水需要；（4）选好排放水的位置，不得影响周围环境。管道严密性试验采用闭水检验方法和检验标准，符合GB50268-2008的有关规定。
6、回填土及沉降的控制
回填的每层厚度应不超过0.25m，并进行平整和压实，平整做到防止表面积水。检查井、雨水口周围50cm宽用3：7灰土回填。为使回填达到设计图纸的规定标高应考虑一定的沉降因素。
五、安全技术措施
1、施工前应对施工现场、机具设备及安全防护设施等进行全面检查，确认符合安全要求后方可施工，同时根据工程实际情况制定安全操作细则，并向施工人员进行安全技术交底。
2、5米以上的基坑开挖及影响周边建筑物安全的排水工程应对施工安全做专项调查研究，并制定相应的安全技术措施。
六、其他
在施工过程中，若地质情况有变化应及时报告监理工程师并提出处理意见，经监理工程师批准后实施。需要进行补充钻探时，报请监理工程师批准后，可进行补充地质钻探并做必要的试验，据此继续进行深基坑的开挖施工或改变设计图纸。
参考文献：
1、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
2、《湿陷性黄土地区室外给水排水管道工程构筑物》（2004年合订本）S531-1～5。
3、《埋地塑料排水管道施工》（04S520）
4、《埋地用聚乙烯排水管管道工程技术规程》CECS164:2004
篇5
中图分类号：TU99文献标识码： A
引言
近些年来，我国城市化进程不断发展加快，城市市政排水管网是城市重要的市政基础设施之一，担负着城市生活雨污水、工业废水的收集和输送工作，被称为城市的“血管”。市政排水管网的结构稳固和功能完善是城市排水安全的重要保证。在城市市政工程建设过程中，地下管道工程的建设日益凸显重要性并倍受社会各界的关注。我国传统管道施工多采用开挖施工，但在施工现场条件受限时，多采用顶管法。顶管施工适用于不便开槽施工或开槽埋设较不经济的管道工程，该施工方法的优点在于采用不开槽的暗挖方式，避免作业面对城市地上交通和各种活动及地上建筑物的直接影响，同时节约工程投资，减小施工对环境的影响。市政排水管网顶管施工具有较高的危险性，以及施工技术要求相对较高的特点，在管道施工过程中，由于措施不到位，技术控制不佳，容易引发各类质量和安全事故。
1、市政排水管道顶管工艺概述
1.1 顶管施工工艺的概述
污水管道顶管工艺即非开挖施工方法，它是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。非开挖工程技术彻底解决市政给排水管道埋设施工中对城市建筑物和交通道路破坏并有效缓解城市施工地段的交通堵塞问题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的。
管道顶管施工通常采用的施工方法可分为敞开人工手掘式和密封机械式顶管施工方法，其中机械式顶管施工常用的施工方法又有泥水平衡式和土压平衡式两种，顶管施工常用的管材有砼管、钢管、玻璃夹砂钢管。管道顶进施工所采用的主要设备为信息化及全自动化泥水平衡顶管机。
市政排水管道顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。目前，在管道顶管施工中最为流行的有三种平衡理论：气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。在我国较为常用的是泥水平衡和土压平衡。
1.2 顶管工艺施工适用的地质条件
在城市市政排水管道直径较大（Φ800mm 以上），管道施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础时，可考虑采用顶管法进行市政排水管道的建设或改造施工。采用人工顶管对于顶进面土质有较高的要求。首先，要求顶进面土体的自立性好；其次，要求顶进面的地下水压力很小，否则会导致正面土体局部塌方，这样顶进方向也就很难控制。人工顶管的纠偏通常采用顶进面局部超挖的方式，如果顶进面发生流沙现象就无法局部超挖，也就很难纠偏。因此事前应对地勘资料进行细致地了解，并要求在开顶前对不利地质进行必要的处理，从而避免无法预知的安全质量事故的发生。例如某市竹排冲污水截流工程和雨水管渠工程在顶管施工过程中，对不利施工地质因素采用粉喷桩和地质注浆处理，使工程顶管能顺利按合同要求完成。
市政排水顶管施工一般要求承载的地面土质具有一定的强度，诸如粘土、高岭土等，另外，对地面要求高的城市等地区，顶管施工的优势明显，当然，造价也相对高，而对于大开挖管道施工主要是针对土质松软或如水塘、河流等地区，不仅保证管道施工的安全、科学、合理，且造价相对较低。总之，顶管施工与开槽埋管施工相比具有施工速度快、自动化程度高、精度高、地面沉降小、对地面交通和周边环境影响小等优点。例如柳州市河东沿江截污工程。在柳州市河东沿江截污工程中覆土超过5米的均采用顶管施工，根据科学的经济经济核算比较，设计顶管管径采用d1200～d1650，这样既保证污水的流量，又能保障排水管道有效的抗压能力。
2、市政排水管道顶管工艺的设计和应用
2.1 市政排水管道顶管工艺的设计
随着我国 《给水排水工程管道结构设计规范》 （GB50332-2002） 和 《给水排水工程埋地钢管结构设计规程》 （CECS 141：2002） 的颁布施行，对市政排水管道顶管工艺做出了明确的要求和规定，并为市政排水管道顶管工艺的发展提出更高的要求。在市政排水管道顶进时，封门拆除后将工具管立即切入土层。在切入过程中应时刻注意管路的测量和纠偏。开始顶进5m~10m 范围内，施工偏差超过允许偏差时（轴线位置3mm；高程0mm+3mm），应采取措施立即纠正。施工的工具管进入土层后的管端处理还应注意：在进入接收井的工具管和管端应设枕垫；管道两端露在工作井中的长度不得小于0.5m。由于
顶管施工采用挤压式所以在施工中还需注意：
1） 每次顶进的长度应根据车斗的容积、起吊能力和地面运输条件综合确定；2） 工具管开始顶进和接近顶完时，应采用手工挖土缓慢顶进；3） 在市政管道顶进时，应防止工具管转动；4） 在临时停止管道顶进时，应将管道的喇叭口全部切入土层。在市政排水管道顶管结束后，管节接口内侧间隙将按设计要求处理。
2.2 市政排水管道顶管管线的设计
顶管中工具、材料的设计选择。管道顶进工具头的选型：根据地质情况及周边的地理位置，主要采用全密封式机械工具管，全断面泥水平衡机械顶进。顶管长度：顶管长度根据管径和顶进的距离划分，约60～100 米为一井段；管道材料：采用III级钢筋混凝土钢承口管；顶管段单元长度为2.0m；市政排水顶管管道测量的方法：采用激光导航定位系统，并运用摄像机全过程监控；顶进的纠偏方法：工具管纠偏油缸电动液压控制纠偏；减阻方法：高压注浆触变泥浆减阻。排水管道顶进过程中的测量、纠偏控制顶管施工应建立地面与地下测量控制系统。
市政排水顶管施工采用土压平衡式工艺，采用市政管道封闭式顶进，因而对地面沉降的影响较小。在排水管道顶进过程中，管道的扰动空隙则通过压触变泥浆加以有效的填充，减少土层损失。在穿越地面建筑物时不准停机，控制切土口角度，适当放慢顶进速度以减少土层损失。在布置工作井后方的测量仪器座时，必须避免由于顶进受力而使得仪器座产生位移和变形。排水管道纠偏操作必须在排水管道的顶进中进行。管道纠偏时采用小角度逐渐纠偏，要坚持勤测、微调、微动的原则，每次纠偏一般不大于0.5°，切记不要对管路进行猛纠、硬调。
在市政排水管道施工纠偏前，要根据工具管本身已存在的斜率和轨迹，经综合分析研究，确定校正方向及纠偏千斤顶的伸缩量。在管道纠正工具管旋转时，宜采用挖土方法进行调整或采用改变切入削刀盘的转动方向或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。在排水管道停止顶进时，应采取措施防止管前塌方。在排水管道顶管施工过程中，管道穿越不同土质时由于所受阻力的变化而容易造成顶进线路的偏差，虽然机头自身有一段纠偏段，纠偏最大角度范围能够达到上下1.7°，左右1.2°，但在市政污水管道顶进线路的控制方法上主要依靠设备的正确操作以及有预见性的防范措施。因此，在市政排水管道顶管设计中，应对施工低端的地质进行科学的分析研究，并结合相关专业知识进行综合分析、研究，科学制定市政排水管道的顶进路线，为使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应不断对工具管的高程方向转动进行测量，并根据管道测量详情进行信息的反馈，实现对顶进方向的科学控制，保证污水管道按设计轴线顶进。城市市政排水管道顶管线路的测量主要是采用经纬仪和全站仪进行方向的测量。
目前，城市市政排水管道顶管工艺施工采用电脑控制掘进的全过程，计算机控制系统可持续提供掘进机的导向与定位，并随时显示机头的位置，从而控制倾斜度与面向角；同时，市政排水管道顶管工程采用全自动化模糊控制技术，并可同时完成掘进过程中相关数据记录的打印工作。
结论
随着我国现代化城市的不断发展，城市地下建设日益重要，明挖工程对管道埋深较大浪费工程投资及城市交通、地下埋设物、城市建（构） 筑物、城市环境等产生很大影响，而暗挖工程尤其是顶管工程，可节省市政工程投资并对城市外部环境影响较小。因此，顶管施工技术的优势越来越突出，顶管施工与开槽埋管施工相比具有施工速度快、自动化程度高、精度高、地面沉降小、对地面交通和周边环境影响小等优点，具有广阔的应用前景，对提高污水管网施工的工作效率，创造更大的社会、环境和经济效益，具有举足轻重的作用，但仍需更多进行实地研究和并付诸于实践才能使该技术得以发展和成熟。
篇6
1、前言
2003 年 3月 20 日在香港淘大花园发现了非典（SARS）症候群，在大约四周的时间就有 321 人传染个案发生，经调查证明：由于该住宅屋村高层住宅楼排水管道年久失修，室内排水地漏水封失效，使排水管道形成“烟囱效应”，SARS 病毒由空气通过排水管道和室内地漏由下至上传播，造成上层住宅大量人群的感染。仅在该屋村 E座就有 42 人因感染 SARS 病毒死亡。惨痛的教训，使人们开始重新审视我们建筑给排水方面的存在的问题。目前全世界仍有 11 亿人缺乏安全水源，26 亿人缺乏基本的卫生设施。
与发达国家相比，国内设计师、开发商及住户往往愿意在建筑结构和装饰方面不惜花费，而对长期影响人们居住健康的建筑给排水系统重视不够，从设计到用材标准偏低，多从节省投资考虑，以至于长期以来国内建筑排水存在的返臭气问题成了一个普遍的问题，解决这个顽症迫在眉睫。
2、住宅返臭气的原因
根据作者近几年的调查了解，造成住宅排水系统返臭气的原因主要有如下几个方面：
（一）、建筑排水系统设计方面的问题：
由于我国在建筑排水方面的基础理论试验研究及产品研发一直处于落后状态，设计规范及标准存在许多不足之处，随着近十多年来国内高层、超高层住宅建筑的规模日益扩大，原有的设计规范中存在的不足日益凸显出来。加之部分设计人员对建筑排水系统影响水封安全的细部结构重视不够和设计粗糙，也是造成建筑排水系统水封失效的重要原因。主要反映在几个方面：
（1）、系统排水能力设计偏差。例如按照GB/T50015《建筑给水排水设计规范》2003 版标准规定，口径 DN100塑料排水立管，仅设伸顶通气管的排水能力 5.4 升/秒，设有专用通气立管的排水能力为 10 升/秒。而 2010年在湖南大学进行的排水系统水力测试中，设伸顶通气管的排水能力仅为 2.5 升/秒，设有专用通气立管的排水能力仅为 6 升/秒。尽管 GB/T50015 标准 2009 修订版调整为：仅设伸顶通气管的排水能力 3.2～4.0升/秒，设有专用通气立管的排水能力为 8.8 升/秒。其设计排水能力仍然远远大于塑料管的实际排水能力。
在调查中我们也注意到，采用塑料排水立管的高层及超高层住宅返臭气的现象尤为明显，特别是北方地区采用封闭楼梯间的楼房，在楼梯间便可闻到厕所的臭味。
（2）、水封深度设计的问题。目前按照设计规范，排水系统均采用 50mm 水封深度。在一般常规条件下，这样一个水封深度是安全的。但在一些高层和超高层住宅中，高低区采用统一的地漏水封深度，往往不能满足要求，特别是遇到风雨等气候变化时，地漏返臭现象尤为明显。
（3）、水封设置的问题。目前部分住宅排水系统由于担心在横支管上设置 P 型存水弯易造成管路堵塞，往往设计采用带水封卫生器具和带水封地漏来解决水封的问题。由于绝大部分住宅住户在二次装修时，更换并采用了市面上流行的底楼结构及水封深度不合格的地漏，造成水封保护失效。这是目前大多数住户地漏返臭的主要原因。
（4）、重复设置水封的问题。部分设计人员为解决地漏返臭的问题，错误地采用横支管设置 P 型存水弯的同时采用带水封地漏的双重水封设计方法。
（二）建筑排水管配件产品选用安装及使用方面存在的问题
建筑排水管配件的产品研发、选用安装及使用方面存在的问题，是建筑排水系统水封失效的另一个重要原因。突出表现在：
（1）、有试验显示，在室内排水器具中地漏水封最易受到破坏。不合格地漏的大量使用成为住宅排水系统水封失效的主要原因之一。
目前不合格地漏主要有四大类：
一是水封深度不能达到 50mm 的地漏，有些甚至不到 20mm；
二是规范禁止使用的钟罩式地漏；
三是规范禁止使用的机械翻板式密封结构的所谓“防返溢防臭地漏”；
四是水封容积过小易干涸的地漏；目前这种不合格地漏占到市场零售地漏品种的绝大部分。
主要通过两个途径被选用，一是设计施工过程中，为降低成本选用了不合格地漏；二是在住户二次装修过程中大量选用市面上的不合格地漏。
（2）、部分管配件厂家生产的存水弯管件水封深度达不到 50mm。
（3）、大部分住宅卫生间和厨房预留的洗面盆和洗菜盆排水接口是采用 DN50 口径的，而洗面盆和洗菜盆附带的排水接管通常外径是 40mm，许多用户是采用将其直接插入 DN50 预留排水管接口的连接方式，由于连接管道直径差形成的间隙，造成排水系统废气直接与卫生间和厨房连通溢出。这种现象较为普遍。
（4）、采用钟罩式地漏的住户，因地漏易淤塞往往移去地漏中的扣盅进行清理，造成管道废气直接溢出。
（5）、部分住户室内地漏长期处于干涸状态，造成水封失效。特别是在北方干燥地区情况尤为严重。
（三）公众水封安全意识较薄弱
建筑排水对公众健康的影响是不容忽视的，排水系统的水封又是确保居住环境健康卫生的重要屏障。由于排水系统水封失效，返臭产生的有毒有害废气，对身体健康的影响是一个相对缓慢的过程，往往不能够引起人们足够的重视。另一方面公众普遍缺乏水封安全意识和识别合格地漏的常识，常常只注重地漏的装饰性，忽略了其水封的安全性能。
3、解决住宅返臭气的措施和建议
解决住宅返臭气关键问题是要解决排水系统水封的安全问题，其次是要杜绝安装使用维护过程中管道废气的溢出。确保排水系统水封的安全性是一个系统的工作，牵涉到设计、产品及施工安装等方方面面。
（1）、正确合理的设计方案是确保建筑排水系统水封安全的重要环节。在住宅排水系统中绝大部分水封失效返臭的问题是和设计有关或是通过设计改进可以杜绝的。建议将住宅水封（特别是地漏水封）检验作为施工安装竣工验收的一项内容。
（2）、合理选择系统排水能力设计参数。目前 GB/T50015《建筑给水排水设计规范》中部分生活排水立管最大设计排水能力参数，用于塑料管道系统设计显然过大，造成系统压力波动值高，地漏水封遭到破坏。
为了解决这个问题国内多个单位投资新建了排水试验塔，中国工程建设标准化协会已制定了《生活排水系统测试标准》，住建部也在着手制定《住宅排水系统排水能力测试标准》。尽快地确定科学合理的系统设计参数，是解决水封安全问题的重要基础工作。
（3）、合理设计水封。在确保系统 50mm 水深度的同时，在高层和超高层建筑排水系统中，可根据高中低区的压力波动特点，在不同层高的局部区段采用 70～100mm 的深水封存水弯和地漏。目前日本根据居室排水器具中地漏水封最容易被破坏的特点，将地漏水封深度设置为 60mm，高于我国的标准。
（4）、设计选用规范允许的合格地漏，严禁采用钟罩式地漏和机械密封式地漏。推荐一种新型筒碗式地漏，这种地漏水力性能好，不易积存污垢。水封容积大，不易干涸。水封装置不易除去，可以在保持水封的状态下进行清洗，且具有防返溢功能（见图 1、图 2）。
（5）、针对目前普遍存在的住户在二次装修中更换不合格地漏，造成水封失效的现实问题。在设计中可以采用在横支管设置水封和选用无水封直通地漏的方案。这样即便住户二次装修时更换了地漏，也不至于造成系统水封破坏。
（6）、为防止水封干涸，在设计中可以选择补水存水弯、补水地漏或多通道地漏，采用洗面盆排水流经存水弯和地漏的补水方式，以确保水封不干涸。
（7）、避免重复设置水封的现象。许多设计人员对重复设置水封的概念不理解，错误地认为双重水封会更安全，反而造成排水不畅，地漏返臭。因此，应注意凡是横支管采用 P 型存水弯水封的地漏接管处，应安装无水封的直通地漏。其它排水器具水封的设置也应遵从这个设计原则。
（8）、在排水立管系统设计中采用具有消除水舌功能的旋流三通或加强旋流器等新型管件，可以降低通气阻力，有效地减缓系统的压力波动，防止水封破坏。例如在在普通伸顶通气单立管和双立管排水系统中采用旋流三通管件，其横支管切向入水的结构设计，可形成中空螺旋形水流，消除“水舌”现象，使系统排水状况得到改善，避免了水封破坏现象的发生。
（9）、在住宅卫生间和厨房，采用与洗面盆和洗菜盆排水管外径相配套的变径接口。如图 3 所示的带有密封小圈的承插式快接管口，可避免以往由于采用 DN50 管接口，造成接口处排水管道废气溢出到居室的现象发生。
（10）、提高公众的水封安全意识，这是一项艰巨的任务。要让大家认识到水封对保障人们居住环境健康安全的重要性，了解水封的知识和如何辨别合格的地漏。提请人们注意这在二次装修时要确保水封的安全。目前市面上流行的大量的所谓“防臭”地漏，这些地漏多是采用《建筑给水排水设计规范》禁止使用的活动机械密封来代替水封的结构形式，在使用过程中由于污水中携带毛发的缠绕及污物的附着，这种活动机械密封往往无法关合，造成密封失效。一些地漏水封深度只有不到 20mm，不符合水封深度大于等于 50mm 的设计标准要求。室内排水系统是以确保 50mm 深度水封不被破坏条件下的排水能力作为设计依据的，如果选用水封深度小于 50mm 的地漏，势必造成水封的破坏和出现返臭现象。
4、结束语
解决住宅返臭气是关系到公众健康的大问题。一个不合格的住宅排水系统，对人们的健康影响甚至是一生的，应该把它提到与治理环境污染同等的高度来认识。行业的专家和生产企业在制定标准和研发产品时，理应将公众的利益放在首位，充分重视水封的安全问题。应结合我国的国情，进一步完善细化规范标准中设计水封安全性的章节条款，不仅要确保设计的正确合理，也要考虑到住户缺乏水封安全常识的实际情况，采取相应的技术措施，确保在二次装修时不因更换地漏而造成水封失效。提供水封安全的设计和合格的排水产品，是考问我们建筑排水专业技术人员责任和企业家良知的课题。
篇7
Pick to: along with the people material and cultural life level unceasing enhancement, the people in the quality of the living environment and the use of function put forward higher request. Home building water supply and drainage, as an important part of construction projects, design and construction quality directly affects the normal operation of the building water supply and drainage system. Below is for common problems in water supply and drainage engineering design, combined with the author's experience and the feedback of the project, to summarize and put forward the corresponding solutions, to provide reference for the colleagues to discuss and.
Keywords: housing projects; Water supply and drainage design; Common problems
中图分类号： S276 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
伴随着经济的快速发展，人们生活水平日益提升，相应地给房建给排水系统提出了一些更高的要求。作为建筑物不可或缺的组成之一，给排水系统设计施工水平的高低、施工是否科学合理成为了影响建筑物居住环境的重要因素。在房建安装工程中，给排水系统的施工是非常重要的一项组成，同时对于建筑整体质量的影响不可忽略。当前，我国的建筑行业发展势头迅速，新技术、 新工艺、新材料快速发展，人们生活质量的提高也要求建筑给排水系统拥有相应的质量提升。因此，对当前房建给排水设计施工进行研究探讨是必要的。
一、关于管道敷设的问题
1. 给排水立管的敷设
（1）对于卫生间面积较小的经济适用房和一部分未采取远传水表计量的中高档住宅，可将给、热水立管设于楼梯问的管道井内，以增大卫生间的使用空间；排水立管可置于卫生间墙角处，但要以排水管线出水顺畅为准。
（2）在已采取远传水表的中高档住宅中应在卫生间内设置管道井，把给水管、排水管、热水管等其它管路都集中在里面。这样不但可以提高卫生间的使用质量，而且能解决硬聚氯乙烯排水管水流噪声大的问题，提高了整个居室的环境质量水平。
2. 给水支管布置与敷设
室内给水管道的布置受建筑结构、用水要求、配水点和分户给水管道的人户方式，以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。给水管道的敷设有明装、暗装两种形式。在以往的建筑设计中，因管材的限制，多采用明装方式。明装即管道外漏，其优点是安装维修方便，造价低；缺点是影响美观，表面易结露、积灰尘。目前，因给水管道材质的多样化，给管道暗装提供了条件。 建筑给排水设计规范规定，给水支管宜敷设在楼(地)面的找平层或沿墙敷设在管槽内，敷设在找平层或管槽内的给水支管外径不宜大于 25mm。 暗装管道可以有效地保护管道不受外力破坏，又不影响室内美观，但施工时不应将管道接头直接埋入垫层或墙壁内，否则漏水时很难补救，维修时费工费时。另外还应注意：设于找平层内或沿墙敷设在管槽内的给水支管施工完毕后，应在其位置做上明显的标记，以免住户装修时破坏给水管道。
3. 排水管道敷设
《住宅设计规范》规定“住宅室内排水横管宜设于本层套内”。这样，排水横管渗透时可避免污水等污染物进入邻户，管道维修时也不会影响邻户的正常生活。因此，厨房内洗涤盆的排水横支管一般在本层楼板面上直接接人排水立管，同时取消厨房内的地漏。对于卫生间布管问题，经与专业建筑结构设计人员协商，可采用下沉式卫生间，卫生间楼板面下沉 350mm卫生器具排水横管暗埋在下沉空间里。暗埋管道安装时，一定要严格把好施工质量关，经验收合格后方可施工卫生间地面，以免留下隐患。卫生间地面施工可填充煤灰等轻质材料，亦可采用砌砖架空铺设预制板的方法施工地面，地面须做防水处理，下沉空间内四周墙壁与地面连接处更应做好防水，可仿照屋面防水作法施工，以防污水渗漏其它墙体，造成更大的影响。防水材料可选用 sbs 改性沥青卷材。应注意选择浴盆、洗脸盆、坐便器的排水配件，防止在与管道连接时产生渗漏，造成下沉式卫生间积水。
二、住宅卫生间沉箱的二次排水问题
为了满足建筑给排水规范要求，同时保证卫生问给排水管道检修时不影响下层住户，一般住宅卫生间大多采用同层排水。即住宅卫生问的排水横管一般都设置在本层的卫生间沉箱内。由于施工或其它原因，在使用当中，沉箱内往往会有一定量的积水(主要是从地面上渗入)，一旦防水出现问题，沉箱便有可能漏水。为解决这个问题， 一般的做法是在卫生间排水立管上另做一个二次排水支管。该做法有一个极大的隐患，即管道内的有害气体可能通过沉箱从地而裂缝中渗入室内，导致卫生间返臭。常见的改进方式是在排水支管上做一个存水弯，但在住宅二次装修时该存水弯极易被杂质堵死，导致二次排水功能丧失。笔者建议单独设置沉箱二次排水管，出户管接入水封井。当然，最简单彻底的办法是取消地漏，所有排水横管均敷设在板上的夹墙内，目前国外很多同层排水均采用此办法。
三、管道穿越伸缩缝及沉降缝限制应区别的问题
《建筑给水排水设计规范》(GB50015- 2003)规定“排水管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、变形逢、烟道和风道。”这里有两点值得商榷：首先，对管道穿越伸缩缝和沉降缝的限制应区别对待。伸缩缝只存在于建筑物基础上，基础并不断开，管道穿越时，只要简单处理一下即可，在实践中一般是采用简单的双套管保护，在两个套管之间，在套管和管道之间填充油麻或其他柔性填充料。
在结构设计中对于沉降缝两侧的沉降差要行严格的控制，层高不同、地质条件不同的建筑物，采用不同的基础处理方法和构造来控制不均匀沉降量，正常情况下沉降缝两侧的相对沉降差值是极小的，否则基础就会出现大问题了。所以对于穿越沉降缝的管道来说，正常情况下，只要采用适当措施就完全可以。
四、超压问题的解决方式与消防水箱的优化设计
对于高层建筑而言，要想保证给水系统稳定运行，就需要针对超压问题，设置必要的减压措施以及装置，对其进行适当地减压以及泄压处理，保证消防给水系统的可靠性。第一，采取有效措施避免超压现象的产生。如，采取合适的水泵，根据水泵的流量——扬程曲线，来确定每台水泵工作时的最佳工作压力，以及所能承受的最大压力，最好选用恒压变流量变频调速水泵，以适应更大范围的流量变化。第二，提高整个消防给水系统的承压能力，可以使消防给水系统在一定情况下不出现超压，使整个灭火过程的压力都在允许的范围内。这需要开发和使用新型低成本、高效能的管道材料，以及安全经济、稳定可靠的给水系统压力技术等。第三，采取相应的泄压和减压措施。减压、泄压和稳压措施是指在工作压力超压后，能够及时使消防系统的工作压力降至允许工作压力的范围内，包括泄压阀、安全阀、稳压阀、气管阀等的安装。如在减压阀减压消火栓的设计中，首先要根据相关的公式及需水量要求设计消火栓的数量，以符合国家的标准和实际的需求。第四，要考虑到系统的防腐蚀问题，选择耐腐蚀的管道材料，最大限度的避免出现管道腐蚀现象，减少管道由于腐蚀而出现泄露或者堵塞导致超压的现象发生。另外还要合理选择消火栓的供水方式，即减压阀分区供水系统和双出口水泵供水系统。
对于消防水箱的优化设计与实际应用，要注意以下三个方面：
1.对高层建筑而言，消防给水系统的设计首先要遵循安全可靠
以及经济实用的原则，在楼房顶部安装必要的高位水箱。
2.设计高层建筑的消防水箱时，如果出现安装困难，或者对立面存在很高的要求，对于给水系统而言，可以根据实际需要设置稳压水泵，以维持供水管网的水压以及水量，这就需要设置保护措施，保证稳压水泵的正常工作。
3.对于超高建筑，还需要设置中间传输的水箱，对于水箱容积
以及水量的设定，要根据相关的规定以及设计手册进行设计（容积≥
6 0 m 3，消防用水量0.5 ～1 h ）。
结语
房建给排水工程设计、施工的技术规范日趋完善，设计、施工的水平和质量不断提高，有效的满足了用户对给排水系统的功能要求。并对建筑给排水工程施工中的缺陷和问题的存在进行了不断的改进。
参考文献：
篇8
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
高层建筑给排水系统设计不仅要满足规范要求，还要兼顾到建筑的功能和美观等要求。针对给排水系统常见的问题，需要切实的进行改革和优化，保证高层建筑给排水系统设计的合理性和科学性，保证给排水施工的质量，确保高层建筑给排水系统满足舒适和安全的要求。
一、高层建筑给排水的基本特征
1、使用给排水设备人数较多，而且瞬时给水量与排水流量都比较大，一旦发生了停水与排水故障必然会影响到众多人，因此其给排水必须要有安全可靠水源，经济合理的排水系统，以及排水管道具有合理的通气问题，确保安全、可靠的供水。
2、因高层建筑高度达、层数多，因此给排水需要较大静水压力，要确保管道与配件不被破坏，就需要对给排水实施合理竖向分区，加装降压设备及中间与屋顶的水箱，确保系统正常运转。
3、高层建筑功能比较复杂，失火的可能性比较大，一旦失火其蔓延较快，疏散人员以及扑救都比较困难。因此就必须要设计安全可靠的消防给排水系统，进而来满足各种消防要求，并且所设计消防给水要立足自救，才能够确保及时将火灾扑灭，避免出现重大事故。
4、高层建筑要求较高的防震、放噪声等，可是室内的管道以及各种设备管线长、种类繁多以及震源与噪声源都比较多，因此就要考虑到管道防噪声、防震、防沉降等各种措施，确保管道不会漏水，不会对建筑结构以及装饰造成损坏。
5、因高层建筑中给排水、空调、消防及电气等各类管道都比较多，因此就要做好综合布线，确保各类管线综合较差，方便日后维修。
6、高层建筑的给排水设计标准较高，管道以及卫生洁具材料较多，施工的难度也较大，因此具备较高的施工要求。
二、高层建筑给排水设计的常见问题
1、高层建筑给水设计中的水系统压力问题
高层建筑给水设计系统比较复杂，其系统根据竖向分区来区分可以分为两个供水系统，分别是低区供水和高区供水。供水方式可以选为前者采用的是带气罐的变频供水方式；后者采用的基本上是屋顶水箱供水系统。高层建筑有着较高的楼层，高度较大，难以做到高区供水和低区供水的平衡。一般来说，最不利于供水点设置的是整个高层建筑供水系统中的最顶点，在该处系统供水净水的压力相对于其他点来说比较低，但是，由于建筑结构问题和建筑成本的问题考虑，一般高区水箱设置也不够高，因而造成高区供水系统最不利供水点过低的压力，供水点的静水压力都不能够达到0.1MPa以上，如使用延时自闭冲洗阀则容易造成无法关闭或者无法开启的问题。
2、高层建筑排水设计中的卫生间异味问题
高层建筑由于楼层多，高度大，如果排水设计不合理很容易出现卫生间异味问题。高层建筑卫生间异味问题基本上是来自于下水管管道的异味。由于高层建筑排水系统中的下水管道，常常是与通气管道相连接在一起的，因而，下水管道中的异味可以通过与之相连接的通气管道排走。但是，卫生间的下水管道如果不能够科学合理的设置，与通气管连接不合理，通气管质量问题，都会造成异味泄露，从而使卫生间出现异味问题。
3、高层建筑给排水设计中的雨水管道连接问题
高层建筑的结构比较复杂，工程量也比较大，一般而言高层建筑会有裙楼或者其他一些结构的多层建筑相连接的构造，在设置雨水管道过程中，一些设计人员或者施工人员为了方便省时，往往会简单的把裙楼等多层建筑内部雨水管道与主体高层建筑的内部设置的雨水管道相连接，甚至将高层建筑空调的给排水系统排水道也与高层建筑与多层建筑的雨水管道相连接，这样复杂的雨水管道设置，在平时使用过程中也许不会有什么大的问题，而且好像也能够节省一定的投资和成本，但是如果大雨或者暴雨来临，需要排水量超过平时几倍时，就会导致与高层建筑雨水管道相连接的多层建筑的雨水管道和空调系统的排水管道不仅不能够实现排水的功能，反而会降低空气质量。总之，雨水管道相连接对于暴雨等特殊天气的排水是非常不利的。
4、高层建筑给排水设计中高层建筑重力流雨水排水管材选用不当
高层建筑的给排水系统需要承担的给排水工作比较大，如果给排水系统水管的选材不当很容易造成排水不畅，水管爆裂等问题。常见的高层建筑给排水系统重力流雨水排水管材问题主要表现在：没有正确的认识到高层建筑重力流雨水排水管材的特殊性，仍旧选用非常普通的UPVC排水管，这种规格的排水管是不能够满足高层建筑重力流雨水管要求的。按照GB50015—2003第4.9.26条规定:“重力流排水系统高层建筑雨水排水管材宜采用承压塑料管、金属管。”普通的UPVC排水管承压能力比较小，不适宜在高层建筑给排水系统中应用，而比较适合用于多层建筑中的给排水系统。《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》第5.3.1条要求,“安装在室内的雨水管道安装后应做灌水试验,灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。”如果在高层建筑给排水系统中采用普通的UPCV排水管，则难以顺利的完成灌水试验，因为当施工过程中的灌水达到一定的高度，水就很容易从雨水管伸缩节处渗透出来，根本就不能够达到工程验收规范的要求。
高层建筑给排水设计常见问题的对策
1、水系统压力的解决措施
解决高层建筑给水系统压力问题，主要有以下两个解决办法：
1.1在高层建筑给排水系统设计的阶段必须严格的根据高层建筑的高度，功能，以及设计规范等来规范高层建筑给水系统设计，科学合理的区分高区供水和低区供水，避免盲目的、简单的把高层建筑的供水系统划分为二，如果建筑工程的高度比较高时可以适当的将给水设计系统划分为三个供水区，以保证满足给水系统的使用和安全问题。高层建筑生活给水系统分区的适宜压力一般可为：住宅、旅馆、医院：0.3~0.35MPa;办公楼、商业楼：0.35~0.45MPa。
1.2在高层建筑给水使用阶段水压力问题方面，如果分区后由于使用原因压力过高就会造成卫生器具出水流过高，便不利于给水系统的安全运行，因此可在原加压设备及运行参数不变的情况下在各入户配水横管处增设可调压式减压阀来控制配水支管入口处达到卫生器具最佳使用压力0.2~0.3MPa，来尽可能的防止高压出流。高位水箱供水系统的最高二层存在压力不满足卫生器具最低压力的要求。解决方法：可在高位水箱出水口设置小型稳压泵控制出口压力，其他楼层则由高位水箱直接供水，从而保证了最不利点的水压使用要求。
2、卫生间异味问题的解决措施
解决高层建筑排水设计中卫生间出现异味的问题，首先需要把好材料质量关，也就是要选择良好的下水管道设备，建筑通气、通风设备，保证下水管道、通气管道和通风管道的质量。关键还是要设计好下水管道，科学合理的布局下水管道，解决下水管道的问题。任何先水管道只要与卫生器具相连接，如果这些卫生器具自身缺乏存水弯的，在下水管道进行施工时一定要合理的设置存水弯。
3、雨水管道连接问题的解决措施
针对高层建筑雨水管道之间相互联系，不利于暴雨和排水量大的时候的需要问题，在高层建筑给排水系统设计过程中，需要切实将高层建筑的雨水管道与裙楼等多层建筑的雨水管道相互独立开来，将高层建筑与空调系统的排水管道分离开来，不能够连接设置。另外，在高层建筑具体的施工过程中，不能够贪图便利和节约成本，要实现高层建筑雨水管道、裙楼等多层建筑雨水管道、空调系统排水管道相对独立。
4、重力流雨水排水管材选用不当问题的解决措施
为了解决这个问题，就需要切实的根据建筑的高度、建筑的功能、结合相关的给排水设计规范选择合适的高层建筑重力流雨水排水材料，保证材料的实用性和可靠性。由于普通的UPCV排水管承受不了排水满管时的水压，因而，根据规范的推荐，在选择高层建筑重力流雨水排水管时比较适宜采用承压塑料管、钢复合管以及金属管等材料，这些管取代普通UPVC排水管能够从根本上解决灌水试验中出现的渗水问题。
结束语
要使高层建筑给排水系统投入使用后能够安全、稳妥、有效的运行，我们要不断优化设计体系，改善传统设计中不合理之处，加强施工管理，提高施工质量，进而完善建筑功能。此外，设计者还应当不断采用先进的科学、技术，不断提升创新能力，开发新型高效的排水系统。为了更好的完善高层建筑给排水系统设计体系，我们需要不断在实践中总结经验，并用创新的思维和全局的眼光去发现不足，进一步探索。
篇9
近几年，随着城市化的迅猛发展，城市基础建设也在不断的发展起来，由于市民生活的需要，给水排水管网也随之被迅速的延伸开来。目前，如何科学的设计给水排水管网的问题在许多建设中都被涉及到，如：城市道路的修建、旧城区的改建以及新城区的建设等。因而，在进行给水排水的规划时，我们需用发展的眼光去看待，同时在选择给水排水体系时需根据城市的实际情况出发，坚持污水厂与给水排水管网同时设计、施工和投产。此外，还需做好小区污水的处理、给水排水管网的维护与管理。
1市政给水排水管网现状
1.1给水排水管网的规划设计问题 给水排水的总体规划是规划设计的前提，管网的建设一般在其完成后需达到50年以上的使用期限，假如按照总体规划的年限、人口密度、服务范围及污水量标准等为依据，则城市发展的需要将很难被适应。
1.2排水体制的问题 排水体制与整个排水设计相关，如今有大量的排水体制都需重新改制。分流制与合流制这两种体制是排水系统的组成部分；在城市中，混合制也是常见的系统，它通常是为了满足合流制城市的需要而出现的。由于在不同的城市中，其自然条件和修建情况也不同，所以在各城市要采用不同的排水体制。在我市区内，由于干渠纵横交错，水系发达，所以居民的生活污水和工厂生产废水大部分都是直接排入附近的干渠；而在我市的一些新建区，则因地制宜的采用了不同的体制。旧城区通常是采用合流制系统，在干渠的两岸边建一条截流干管，并在其旁设置污水厂。在晴天将污水处理后直接排入渠水中，而在雨天由于雨量的增加会有部分污水直接流入渠中。
2市政给水排水管网的优化措施
对于排水管道的优化设计而言，其主要内容一般为：在某一管段设计中，当设计流量确定后，在满足设计规范要求的管径和坡度的各种组合下，所取得的管材费用和数设费用的平衡。然而在整个市政给水排水管网中，其优化设计的措施必须做到多层次、多角度的优化。
2.1改进优化设计的算法 事实上，以污水厂为根节点的最小费用生成树就是给水排水管网的优化设计，而构造最小生成树的有效方法是Dijkstra算法。由于在给水排水管网的优化过程中，生成树的权值会随管段的长度、流量以及埋深的变化而变化，所以，在实际应用中变权值Dijkstra算法是最为常用的方法。有向图是指在优化前指定网络中各边的流水方向，它通常被用于管网平面布局的优化中；而在最初的情况下，管网中流水的方向是不确定的，同时生成树生长的方向也可能与流水的方向相反，所以，采用无向图优化更是与管网最初水流方向的不确定情况相符合。根据以上原因，在无向图的变权值Dijkstra算法下对给水排水管网进行优化分析。最小费用树的深度优先算法是Dijkstra算法的实质，同时又被称作瞎子爬山法。Dijkstra算法的速度较快、需处理的信息量较小，且对单极值、单因素的情况极为有效。
2.2管线平面的优化设计 工程量小、流水畅通、能量节省是给水排水管网的布置原则。正确的定线决定着设计管网的合理性，定线的基本原则是：在设计干管支管时应尽量做到直线布局；同时，定线应尽量借助地理优势使污水在重力的作用下流入污水厂；在设计管道时应尽量减小其埋深，并在管道的中途减少提升泵站的设置。在以往的研究中，通常假定管径的每一段都相同，依据挖方的费用来对初始布置的方案进行选择，然后依据算法对其进行不断的调整；之后又引出了排水线的概念，在排水区域内与最终出水口节点相距同样可行管数的节点处用一根排水线连接起来，使问题变为最短路问题，并用动态规划法对其进行求解，然而此法限制了寻优的范围，使得在设计过程中人们很容易排除最优方案。而后，人们为了方便，把城市排水系统抽象为由点和线组成的决策图，在图中可以寻找到合理的方法。后来在1986年间又开始利用三种权值来解决问题，这三种权值分别是各管段的管长、各管段地面坡度的倒数以及在满足各管段最小覆土的条件下按最小坡度设计时的挖方量，对这三种权值分别进行管径、埋深和提升泵站的优化设计，运用最短路生成树算法求管线平面布置方案，最后取投资费用最小的平面布置方案作为最优设计方案。
2.3环刚度的优化选择 环刚度是水泥埋地排水管抗外压负载能力的综合参数，为了确保在外压负载下水泥埋地排水管能够安全工作，则在设计中环刚度的选择是极为重要的。通常出现形变过大或压屈失稳破坏的管材都是由管材的环刚度过小引起的。相反，造成用材太多、成本过高的原因是环刚度的选择太高，从而使得截面惯性矩的采用量过大。外压负载相对而言比较复杂，它主要包括静负载和动负载，其中静负载是由地面和土壤重量产生的，而重负载是运输车辆在经过时所产生的。由于环刚度属于柔性管，它在外压的负载下会和周围的土壤产生共同作用，一起承受外压负载，致使水泥埋地排水管需承受较为复杂的负载机理。负载、管材和土壤三者之间相互影响着，并且对水泥埋地排水管铺设后能否正常工作起决定性的作用。所以，外压负载的情况和铺设后管道周围土壤的情况共同决定了环刚度的选择。
按照各国的建设经验来看，铺设情况是水泥埋地排水管在外压负载下是否能够安全使用的因素中起主要的作用。一般在铺设较好的情况下，即使环刚度较低，其管材也不会有很大的变形；相反，如果铺设的情况不好，则环刚度再高，其管材也容易变形或出现压屈失稳。要想保证良好的铺设情况，同时还需要有一定的成本，按照一般生产厂家的生产规格来看，4kN/mZ和skN/mZ是两种可供选择的水泥埋地排水管环刚度规格。根据以往的设计经验来看，选择较高的环刚度在设计水泥埋地排水管时所取得的效果更佳。水泥埋地排水管的直径在500mm以下时，环刚度的规格一般选则skN/mZ，只有当地质条件好而且又没有运输车辆负载的情况下则采用环刚度4kN/m2；当水泥埋地排水管的直径在500―1200mm之间时，环刚度的规格应尽量选择skN/mZ，如果环刚度的规格选择在skN/mZ以下的，则要严格控制铺设施工的质量，同时经过结构设计计算；当水泥埋地排水管的直径在800mm以上时，则推荐使用环刚度较高的金属增强复合缠绕管和玻璃钢夹砂管。如果要使用较低规格的环刚度热塑性水泥管，则必须要经过变形验算和压屈失稳等设计计算，以控制铺设施工的质量。
3 结 语
如今，市政工程所关注的重点是市政给水排水管网的优化设计，依目前的形势来看，要
想使给水排水管网做到更好，则必须要充分利用排水体制，合理使用新型材料，并在管网上进行优化设计。
参考文献
[1] 刘海涛,李莉. 市政排水管网优化设计的方法研讨[J]. 西南给排水, 2009,(04) .
[2] 吴天蒙. 给水管网管线优化布置研究[J]. 住宅产业, 2009,(09) .
篇10
关键词：
温度应力；焊接应力；一次应力；二次应力
1前言
城市供水管道是给水系统的重要组成部分，管道工作的可靠性与否又是城市供水的关键所在。因此，作为城市命脉的供水管道的设计、使用和维护，均应该引起我们的足够重视。供水管道的使用与管理维修是相当复杂而艰巨的任务，由于各种原因造成管道经常被破坏。管道损坏的探测手段尚不完善，技术落后，加之供水管大多埋设在道路下，挖方修补困难。管道破坏漏水，不仅浪费资源，而且威胁城市建筑设施、影响交通，给生活带来诸多不便。因此调查、分析管道破坏原因，采取合理的预防措施，降低管道损坏的机率具有十分必要的现实意义。
2现行规范对埋地钢管结构上荷载作用的考虑
钢管管道结构上的作用分为永久作用和可变作用两类［1］：（1）永久作用应包括管道结构自重、竖向土压力、管道内水重和地基的不均匀沉降。（2）可变作用应包括管道内的设计内水压力、管道真空压力、地面堆积荷载、地面车辆荷载、地下水浮力以及温度变化作用。钢管管道结构设计时，对不同性质的作用应采用不同的代表值，作用的标准值为作用的基本代表值。对永久作用，应采用标准值作为代表值。对可变作用，应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。作用的组合值或准永久值，应为作用的标准值乘以作用的组合值系数或准永久值系数。钢管管道结构设计按照下列两种极限状态进行设计［2］。
2．1承载能力极限状态按承载能力极限状态计算时，各种作用组合的工况应按照文献［2］表526规定采用。钢管管道结构按承载能力极限状态进行强度计算时，采用作用效应的基本组合，结构上的各种作用均应采用作用的设计值，作用设计值应为作用分项系数与作用代表值的乘积。作用效应的基本组合设计值按文献［2］523确定。对管壁截面进行稳定性验算时，各种作用均应采用标准值。应满足文献［2］621要求。对埋置在地下水水位以下的钢管道，应根据最高地下水水位和管道覆土条件验算抗浮稳定性，验算时各种作用采用标准值。应满足文献［2］623要求。对焊接连接的管道，计算管壁截面强度时，除应计算在组合作用下的环向内力外，尚应计算管壁的纵向内力，并核算环向与纵向内力作用下的组合折算应力。管壁截面由环向应力和纵向应力作用下的组合折算应力，应满足文献［2］612、613、614要求。文献［2］中管道强度计算时考虑了温度作用，并纳入管道结构计算。其主要表现为钢管管壁的纵向应力，其影响集中体现在钢管管道的闭合温差ΔT上。按文献［2］435条，温度作用标准值可按管道闭合温差±25℃计算。其中又分为闭合温差为升温时与降温时对管道的纵向应力进行分别计算。
2．2正常使用极限状态钢管管道按正常使用极限状态进行验算时，各种作用效应均应采用作用代表值计算。其作用效应组合设计值应满足文献［2］532的要求。
3钢管输水管线所受应力分类
虽然在管道设计的相关规范、标准中没有明确给出应力分类的定义，但根据产生应力的荷载不同，可将其划分为一次应力和二次应力两大类［3］。管道强度破坏主要是由一次应力引起的断裂破坏和由二次应力引起的疲劳断裂破坏。一次应力是由压力、重力、冲击荷载、其他外力荷载等机械外荷载引起的正应力和剪切应力，它是平衡外力荷载所需要的应力。一次应力是非自限性的，它始终随着所加载荷的增加而增加，超过材料的屈服极限或者持久强度时，将使管道发生塑性破坏或总体变形。因此，在管道的应力分析中，首先应使一次应力满足允许应力值。管道的二次应力通常是由于热胀冷缩、附加位移、安装误差、振动荷载等位移载荷引起的，是由于管道的变形受到约束所产生的正应力和剪应力。它本身不直接与外力平衡。而是为满足位移约束条件或管道自身变形的连续要求所必须的应力。其特点是具有自限性，即局部屈服或小量塑性变形就可以使位移约束条件或自身变形连续要求得到满足，通过自身的变形协调就能使应力降低。一般来讲，对于塑性良好的钢管，只要不反复加载，二次应力不会导致管道的破坏。也就是说，二次应力引起的主要是疲劳破坏。由一次应力和二次应力的荷载类型和受力特点可知，由于一次应力没有自限性，所以它比二次应力更危险，应该受到更加严格的限制。基于目前给排水管道工程结构设计原则，对于普通金属管线仅需要考虑环向应力、纵向应力及组合折算应力影响，即上述管道应力分析中的一次应力作用。对于管道的热膨胀、安装阶段的附加位移应力及焊缝焊接的残余应力等二次应力均未纳入结构计算范畴，其应力的影响范围及量化亦比较困难。
4结合调查情况对现有埋地钢管病害进行分析
通过对管线使用及维护部门的走访及调查，众多钢管管线漏损及病害主要分为以下几种类型：（1）管材本身质量问题。管材细微裂缝施工时未能及时发现，运行时经水压等作用致使微小裂纹逐步扩大而破裂；（2）钢管现场对接焊缝的裂开、断裂及变形破坏；（3）阀门及管件处安装误差，导致出现预拉应力叠加焊缝病害，造成管件或者阀门破坏。其中焊缝病害问题占绝大多数。
4．1施工问题施工质量问题主要表现为：选用了有缺陷的管材、管道基础不好、周围回填土不密实或存在大块硬物、焊缝质量差、阀门及管件安装误差、管道防腐层没有按照标准和要求做等。由于土质和地基处理的差异，会使整个管道的沉降不均匀，当产生不均匀沉降时，由于管道刚度很强，管道像一根相当长跨度的承重梁，在周围及上部荷载作用下产生附件纵向应力，在支撑处产生向上的变形。当存在下述地层土质差或受到不均匀扰动而引起径向位移时，会使管道发生破坏。比如：（1）管线周围施工的影响，管道局部压有重物堆土等，使得管道处于下沉或侧滚状态。（2）管线路径上局部出现弱土层、或管线路径上出现长距离弱土层，施工过程中采用局部刚性基础处理等造成不均匀沉降。（3）管周回填土未经夯实或回填不均匀，造成侧向位移。（4）管下有大块石、硬物等临时支撑，使管道沉降不均并发生局部应力集中现象。
4．2腐蚀问题埋置于地下的管道会受到内外腐蚀作用。外腐蚀主要是土壤腐蚀，一旦管道防腐层施工质量差，则会导致局部防腐层破坏；内腐蚀则主要是由电化学腐蚀和化学腐蚀，会导致管道内防腐涂层脱落。管道受到腐蚀后会使管壁变薄，引起局部承载能力降低，当作用应力超过承载能力时，管道就会破坏，严重时则发生爆管。
4．3内外荷载长距离的输水管道总体水压越来越高，其中局部区域水压存在过高现象，水压高、对管道的强度要求也会相应提高，管道的事故频率也会随之增加。如果管道埋管过浅、路基或路面质量不好、车辆过重等因素，会使管道承受的动荷载增加。随着城市交通运输业的不断发展，车辆吨位增大，运输频率不断增加，致使管道的动荷载明显增大；同时在城市基础设施建设中，由于各类管道的更新改造和建设，形成管道之间原有外力荷载的改变，都是诱发管道破坏的因素。
4．4水锤作用由于水泵机组突然开启或停止，闸门关闭过快等外界因素致使管道中水流状态突然变化，可能引起管道内水压力剧烈波动的水锤作用。水锤可能引起很高的压力，扬程越高，管道越长，在停泵、关闭阀门时越快，水锤引起的压力增值就越大，它可使管道在薄弱处爆裂。
4．5小结焊接连接的输水钢管管道是刚性结构，不能释放不均匀沉降、气温变化等因素产生的纵向力，从材料力学中弯矩同梁的跨度平方成正比的基本概念可知，焊缝连接将使管线遇到纵向问题的可能性大大增加，焊缝常被拉开，导致管道发生爆裂事故。输水管道强度设计通常采用环向应力控制，然而管道通常不会因环向应力出现问题，管线出现事故大部分是纵向问题，基本上是由在管道局部形成异常的应力造成的。据统计输水钢管管线发生事故90％以上是由于管基的不均匀沉降、气温变化等原因产生的纵向应力在有隐患的沟槽焊缝及焊缝质量差处形成超常规的集中应力引起的。
5对一次应力及二次应力控制的建议
管道破坏主要是由一次应力引起的断裂破坏和由二次应力引起的疲劳断裂破坏。因此，在满足设计条件下，控制钢管在施工及后期使用过程中的应力作用尤其重要。
5．1输水管线中的对一次应力控制现阶段管线结构设计中通过控制的管道壁厚、埋深、回填压实要求、管材强度、工作压力、焊缝强度等参数，保证管道在使用过程中不出现塑性变形。即通过计算保证钢管一次应力满足管材允许应力值。
5．2输水管线中可能出现的二次应力控制根据管线施工及后期使用过程，可能出现的主要二次应力包括：（1）焊缝施工时的残余应力；（2）管件及阀门等沿线构筑物安装时产生的附加位移应力；（3）输送流体常年的温度变化应力的线膨胀；（4）管道内水流交变的压力变化（水锤作用）；（5）后期管道沉降不均匀引起的附加应力、局部堆载过大等。在以上二次应力影响中焊缝的残余应力对管线影响最大。外载产生的应力值与焊接残余应力叠加后，很容易在结构的某区域产生局部塑性变形，使焊缝丧失进一步承受外载的能力，从而造成焊缝的断裂。为了消减焊缝残余应力，首先在管材的验收选用方面，应保证管节的材料、规格、压力等级等应符合设计要求；管节表面应无斑疤、裂纹、严重锈蚀等缺陷。其次，在焊缝施工过程中应根据铺设、施工方式，按照焊工手册要求选用合理的施焊顺序及焊接方法，选取变形较小的焊接材料、采取有效的措施消减削弱焊缝的残余应力。为消除水锤对管道的破坏作用，可以采用减小水锤冲击力，防止水柱拉断、水柱弥合现象的发生，来改善管道的受力状况［4］。可采取如下措施：加大管径减小流速；缓慢开关闸阀；取消止回阀和底阀；安装停泵水锤消除器装置；选用微阻缓闭止回阀；在高处及积气处设置高速进排气阀；管道上设置泄压井等措施。对于管道的施工验收，对选材、施工措施、焊缝的外观及检测、焊接质量的检测、管槽的回填、管件及附属构件的安装等均应严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》中的要求执行，以保证管线的施工质量。
6结论及建议
目前国内采用的管道设计理论和计算方式，是按照预期的管道壁厚值，将内压同外压按照一定的荷载规则组合，用规范规定的验算公式，来复核管道的应力是否满足要求，然后再做变形控制及稳定性校核等。管线的结构设计中对一次应力通过静力计算已经进行了有效的控制。对于设计人员而言，如若管道位于不均匀的管基上，应值得重视。对于长距离的输水管线，所处的施工及边界条件复杂，二次应力需进行系统和综合长期考虑，现有的计算手段很难对其进行量化。可参考石油化工行业管线的计算经验，借助专业管道应力分析软件对整条管线模拟施工及运行条件进行综合分析。
参考文献
［1］给水排水工程管道结构设计规范GB50332－2002．北京．中国建筑工业出版社，2002．
［2］给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程CECS141－2002．北京．中国建筑工业出版社，2002．
