導語：如何才能寫好一篇給水排水管道結構設計規范，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：排水系統 布置設計 問題

1排水系統的選擇

住宅建筑室內排水系統采用的是污水、廢水分離還是合流，應根據當地城市室外排水制度、市政主管部門的規定要求及是否立于水資源綜合利用及處理等情況來確定。《建筑給水排水設計規范》（GB 50015-2003）規定“當生活污水需經化糞池處理時，其糞便污水宜與生活廢水分流。當有污水處理廠時”，生活廢水與糞便污水以合流排除。

規范中給出了生活排水管的最大排水能力，對排水量超過規定時，要采用大一號的立管管徑還是設置專用的通氣立管，要根據實際情況進行設計施工。根據筆者多年的實踐經驗，一般實際工程中軍采用增大一號立管管徑的方法（高檔住宅樓除外）。從安全角度考慮，采用那種方式更安全呢？建議選擇專用通氣立管。在UPVC管道統一技術標準中規定，10~12層的小高層及高層住宅應設專用通氣立管。在工程回訪調查中，發現不設專用通氣立管的建筑駐扎，最下面一層衛生監督額大便器內有翻氣泡現象，住戶對此反映較多。而設置專用通氣立管的住宅，則沒有此種情況。

由于污水爐管水流流速較大，污水排除管道流速相對較小，在立管的底部管道內產生正壓區，正壓區是靠近立管底部的衛生器具內的水封宜受到破壞，衛生器具內部有翻泡現象。而專用的通氣立管設置可將排水立管內的水流得到平衡，使正壓區的正壓值得到減少，使其不足以對衛生器具的水封構成威脅。

2排水管道的布置設計

2.1對于建筑物底層架空或者設商場、商鋪的建筑，其上部排水管須在底層進行轉換，不得使底層的使用功能受到影響。經過轉換后的出戶管應大于2根，一般情況下4根為宜。在實際施工中有的開發商將一棟樓的排水立管匯到1根排水橫干管上出戶，這種情況下，如果發生管道破裂或者堵塞則直接影響整棟樓的住戶，此施工措施不合理，不安全。出戶管過多的話，在地下室的外墻上應預留防水套管（住宅樓有地下室的）及室外檢查井增多，給施工以及室外的環境帶來影響。

2.2設有專用通氣立管的住宅樓，底層的衛生器具排水管道是否要與其他樓層管道要分開單獨排除呢？“規范”沒有給出合理的要求，前提為排水立管僅設置伸頂通氣立管。為了防止衛生器具水封易受損壞、內部冒泡等現象的發生而設置專用通氣立管，換而言之，就是排水立管設有專項的通氣立管時，底層的衛生器具排水支管可以連接到排水立管上。 住宅內排水管道使用較為復雜，排水管道內的固體廢棄物存在等情況，影響了排水的通常，使得排水立管地步項鏈的衛生器具有溢水的可能性。在實踐中此種現象也時有發生。因此，底層衛生器具的排水管道不與排水立管鏈接為好，應單獨排出。當排水立管需要進行轉換時，底層衛生器具排水支管可以與排水橫貫相連，距離立管地步下游距離應在1.5~3m之間。

3建筑排水設計施工中易出現的問題

3.1廚衛、地漏及陽臺的設置問題

在《建筑給水排水設計規范》（GB 50015-2003）中第四章第五節七款中“廁所、洗浴室、衛生間及其他房間經常地面排水的應設置地漏，”的規定 目前一些較小的開發商（或是一些小業主），以地漏容易干、臭味溢出或是廚房地面較少排水等緣由堅持不設地漏。筆者認為，在施工中地漏設置與否應區別對待，要看廚房是否帶有陽臺，如果帶有陽臺可不設地漏，可將廚房門檻下降至地面平，如果有水則可排至陽臺地漏；如果廚房不帶陽臺，從廚房給水管漏水后排水出路的考慮出發，應設置地漏。

3.2管道穿伸縮縫、沉降縫的問題

在《建筑給水排水設計規范》（GB 50015-2003）中，關于“排水管道不得穿過沉降縫、伸縮縫、變形縫、煙道和風道”本人覺得次亮點值得探討。

首先，應對管道穿過沉降縫和伸縮縫限制應區別開來。伸縮縫是存在與建筑物的基礎上的，如右圖所示，基礎沒有斷開，在管道穿越時，只需將基礎簡單處理下即可，而在實際操作中一般用雙套管加以保護，在套管與管道之間，量套管之間用油麻或其他柔性填充物加以填充。

其次，針對管道穿越伸縮縫問題，采用“不得穿越”等嚴格字符，沒有必要。《建筑給水排水設計手冊》中第二冊12.2.3中所述“管道應盡量避免通過沉降縫、伸縮縫，必須通過時應采取有效措施”使用這種說法較為合適。沉降縫兩側的沉降差在結構設計時要進行的控制，針對不同的地質條件、不同層高的建筑物，采用不同的基礎處理方法和構造對不均勻沉降進行控制，一般情況下，沉降縫兩側相對沉降值較小，如果沉降偏大，則會危機建筑物的基礎穩定。因此對穿越沉降縫的管道來講，通常情況下，只需采取相應的措施即可。

3.3室內排水管的坡度的問題

沉降問題，任何建筑物都會發生，建筑物一旦沉降幅度過大則會對室內排水系統造成一定的影響。《建筑給水排水設計規范》在第四章第三條二十一款中指出“當建筑物沉降可能導致排出管倒坡時，應采取防倒坡措施。”而在實際實踐中，沉降問題導致的排出管坡度達不到要求甚而倒坡、堵塞的情況則比較常見。普通住宅排水立管至室外檢查井一般距離為3~10m，而大多數住宅其五六層的沉降量均在60mm以上，若鋪設的排出管也按此標準進行施工，則就很難保證坡度要求。若要很好的解決此問題，則要明確三點:建筑物沉降量、沉降量隨時間的變化關系、沉降所影響的范圍。

4小結

住宅建筑的排水管道看似簡單，在設計始終中稍有疏漏就容易出現種種問題。正確的選擇排水系統的形式及設計施工方案能保證住宅排水系統的正常應用。在設計施工應掌握新方法、新思路、新材料的運用，使得設計更加合理、人性化。

參考資料：

1(GBJ15- 88 )建筑給水排水設計規范. 北京: 中國計劃出版社, 1997

2趙鋰. 住宅建筑給水排水設計. 給水排水, 2000, 26( 7) : 44~ 47

3 王繼明. 屋面雨水系統研究的回顧. 給水排水, 2003, 29(1) : 57~ 61

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關鍵詞：市政排水工程施工流程 質量控制點

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

中圖分類號：TU992.05 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

目前，我國主要涉及到的市政排水工程主要有PVC-U排水管、鑄鐵排水管、混凝土排水管，普遍地用于雨污水管道、自來水管道、及天然氣管道。按照《給水排水管道工程及驗收規范》GB50268–2008及國家現行的有關強制性的規定，均可保證市政排水工程的質量，但是在施工中還需要注意到一些施工流程及質量控制點。

以西安市玉祥門立交工程為例，本工程南起一中北路，北至西站街，設計總長867m，其中箱涵長度205m，U型槽長度245m，擋土墻長度275m。由于玉祥門外地下管線復雜，工程前期對天然氣、電信、軍纜與自來水管道進行遷改，配合下穿隧道新建雨污水管道。對該工程前期的市政排水工程的施工，我們可以按照以下施工流程。

一、核對圖紙和調查地下管線

在施工開始前對玉祥門立交工程的設計文件、圖紙、資料進行現場核對，調查周圍建筑物使用的排水管道的位置及可能交叉的自來水、天然氣、雨污水管道的位置、高程并將調查結果制成管線遷改詳圖。

二、場地清理及建筑的拆除

移栽施工范圍內地表植被，拆除臨街局部影響排水管道開挖的建筑物，清理和拆除達到地表測量放線的要求。根據規定，圖紙所示或工程師的指示，應鏟除被工程占用地區的表土，并且還應鏟除用于臨時性工程地區的表土，被鏟除的表土在得到最終處置時，如用于填埋、鋪散、整平或其它用途之前，應與其它開挖物分開堆放。在工程或適當部分竣工之后，應盡可能將表土放置到原地面標高或如圖紙指定的標高。

三、復測

開工前對玉祥門立交工程位置樁、三角網基點樁、水準基點樁及其他測量資料進行核對、復測，同時對工程樁、水準基點樁等控制標志加以妥善保護，直至工程竣工驗收。

四、編制施工方案

在開工前，根據圖紙資料和地下管線調查資料，對于5米以上的基坑開挖及影響周邊建筑物安全的排水工程施工時編制專項施工方案和實施性施工組織設計并召開有關的專家論證會。同時也要注意以下幾點。

1、挖土及支撐

工程施工的挖土范圍應盡可能最小。挖土應得到必要程度的支撐，保障周圍的土地及確保工程和鄰近構筑物的安全。對于不穩定物料如樹根、有機質、泥漿和有害有毒物質的挖掘應將其搬移和處置。

挖土時萬一發生滑坡或塌方及超挖時，影響工程支撐的地面穩定或影響鄰近構筑物和設施的穩定性時，應用C10級混凝土或用與鄰近底基相同等級的混凝土對空隙進行填補。

2、管道的鋪設施工

管道鋪設應在溝槽開挖、槽底土基、3：7灰土墊層、槽內清理符合要求后實施。管道的接口施工必須在管道安置檢驗符合規定后實施，施工前必須把管道的端部清理干凈。接口必須達到外光內實，與管壁粘結良好的要求；其施工的要求應符合設計圖紙的規定。對于目前使用的市政排水管道也應考慮：

（1）PVC-U排水管施工時縱向PVC-U透水管的打孔沖擊試驗及孔徑、孔距等應符合圖紙規定，縱向PVC-U透水管的鋪設縱坡不應小于0.3%。中央分隔帶開口部的縱向PVC-U管不打孔,其接頭均應做防滲漏處理。位于涵洞、通道處的中央分隔帶排水系統，應按圖紙及工程師的要求在涵洞、通道頂鉆孔，設豎向PVC-U排水管，將水排入涵洞內或通道內的排水溝。縱向排水管與橫向排水管及豎向排水管接頭部位均應按圖紙規定設膠泥隔水層。中央分隔事帶橫向排水管應按圖紙規定設砂礫墊層及出水口混凝土預制塊。超高路段橫向排水管進水口應埋設于集水井，并用水泥砂漿灌注接縫。橫向排水管應設置于圖紙規定的基礎上，管節間應嚴格按圖紙或工程師的指標做好防水措施。

（2）鑄鐵排水管施工時管及管件表面不得有裂紋，不得有妨礙使用的凹凸不平的缺陷；采用橡膠圈柔性接口的鑄鐵管，承口的內工作面和插口的外工作面應光滑、輪廓清晰，不得不影響接口密封性的缺陷。鑄鐵管及管件的尺寸公差應符合圖紙及現行國家產品標準的規定。管及管件下溝前，應清除承口內部的油污、飛刺、鑄砂及凹凸不平的鑄瘤；有裂紋和管及管件不得使用。鑄鐵排水管沿直線安裝時，宜選用管徑公差組合最小的管節組對連接，接口的環向間隙應均勻，承插口間的縱向間隙不應小于3㎜。鑄鐵排水管剛性接口或柔性接口的材料及施工安裝要求應符合圖紙及《給水排水管道工程施工及驗收規范》(GB 50268—2008)的有關規定。

（3）混凝土排水管在溝槽開挖、支撐結束后開始對溝槽的槽底進行整平夯實，土基標高、密實度、坡度符合設計圖紙和GB50268-2008的要求。溝槽槽底一般應設置于原土基上，地基不得受擾動或超挖。超挖部分必須用3：7灰土回填。管道基礎的3：7灰土墊層應嚴格按照設計圖紙和有關標準規范要求進行實施，尤其是灰計量、厚度、寬度、密實度的控制。管道混凝土基礎應沿混凝土管道條形基礎每隔8-12米左右的管道接口處設置變形縫，變形縫寬30毫米，縫內填充材料選用低發泡聚乙烯。管道鋪設應在溝槽開挖、槽底土基、3：7灰土墊層、槽內清理符合要求后實施。管道與檢查井連接采用中介層做法，接口處須用油麻石棉水泥填實。

3、排水

在現場任何時候都有足夠的備用排水設備來進行基坑排水。另外還應采取措施以防那些未進行完全回填、已完成部分建成的構筑物和管線的上浮，考慮設置排水溝、渠或暗溝。對在永久性工程的下面所設的任何裝置，必須提供至少與永久支撐相等的支撐物，必須確保地下水位的下降將不影響鄰近建筑或現有的設備。

4、檢查井、雨水口

基礎應與管道基礎同時澆筑。井砌筑前應檢驗管道的方向、標高及穩定性，要符合規定，并須消除基礎面上的雜物和積水。雨水口端面應露出井內壁，其露出長度不應大于2cm。

5、閉水試驗

閉水試驗前，施工現場應具備以下條件：（1）管道及檢查井的外觀質量及量測檢驗結果均已合格；（2）管道兩端的管堵（磚砌筑）應封堵嚴密、牢固，下游管堵設置放水管和截門，管堵經核算可以承受壓力；（3）現場的水源滿足閉水需要；（4）選好排放水的位置，不得影響周圍環境。管道嚴密性試驗采用閉水檢驗方法和檢驗標準，符合GB50268-2008的有關規定。

6、回填土及沉降的控制

回填的每層厚度應不超過0.25m，并進行平整和壓實，平整做到防止表面積水。檢查井、雨水口周圍50cm寬用3：7灰土回填。為使回填達到設計圖紙的規定標高應考慮一定的沉降因素。

五、安全技術措施

1、施工前應對施工現場、機具設備及安全防護設施等進行全面檢查，確認符合安全要求后方可施工，同時根據工程實際情況制定安全操作細則，并向施工人員進行安全技術交底。

2、5米以上的基坑開挖及影響周邊建筑物安全的排水工程應對施工安全做專項調查研究，并制定相應的安全技術措施。

六、其他

在施工過程中，若地質情況有變化應及時報告監理工程師并提出處理意見，經監理工程師批準后實施。需要進行補充鉆探時，報請監理工程師批準后，可進行補充地質鉆探并做必要的試驗，據此繼續進行深基坑的開挖施工或改變設計圖紙。

參考文獻：

1、《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-2008

2、《濕陷性黃土地區室外給水排水管道工程構筑物》（2004年合訂本）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術規程》CECS164:2004

5、《室外排水設計規范》（GB50014-2006）。

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關鍵詞：房建工程；給排水設計；常見問題

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

中圖分類號： S276 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

伴隨著經濟的快速發展，人們生活水平日益提升，相應地給房建給排水系統提出了一些更高的要求。作為建筑物不可或缺的組成之一，給排水系統設計施工水平的高低、施工是否科學合理成為了影響建筑物居住環境的重要因素。在房建安裝工程中，給排水系統的施工是非常重要的一項組成，同時對于建筑整體質量的影響不可忽略。當前，我國的建筑行業發展勢頭迅速，新技術、 新工藝、新材料快速發展，人們生活質量的提高也要求建筑給排水系統擁有相應的質量提升。因此，對當前房建給排水設計施工進行研究探討是必要的。

一、關于管道敷設的問題

1. 給排水立管的敷設

（1）對于衛生間面積較小的經濟適用房和一部分未采取遠傳水表計量的中高檔住宅，可將給、熱水立管設于樓梯問的管道井內，以增大衛生間的使用空間；排水立管可置于衛生間墻角處，但要以排水管線出水順暢為準。

（2）在已采取遠傳水表的中高檔住宅中應在衛生間內設置管道井，把給水管、排水管、熱水管等其它管路都集中在里面。這樣不但可以提高衛生間的使用質量，而且能解決硬聚氯乙烯排水管水流噪聲大的問題，提高了整個居室的環境質量水平。

2. 給水支管布置與敷設

室內給水管道的布置受建筑結構、用水要求、配水點和分戶給水管道的人戶方式，以及供暖、通風、空調和供電等其他建筑設備工程管線布置等因素的影響。給水管道的敷設有明裝、暗裝兩種形式。在以往的建筑設計中，因管材的限制，多采用明裝方式。明裝即管道外漏，其優點是安裝維修方便，造價低；缺點是影響美觀，表面易結露、積灰塵。目前，因給水管道材質的多樣化，給管道暗裝提供了條件。 建筑給排水設計規范規定，給水支管宜敷設在樓(地)面的找平層或沿墻敷設在管槽內，敷設在找平層或管槽內的給水支管外徑不宜大于 25mm。 暗裝管道可以有效地保護管道不受外力破壞，又不影響室內美觀，但施工時不應將管道接頭直接埋入墊層或墻壁內，否則漏水時很難補救，維修時費工費時。另外還應注意：設于找平層內或沿墻敷設在管槽內的給水支管施工完畢后，應在其位置做上明顯的標記，以免住戶裝修時破壞給水管道。

3. 排水管道敷設

《住宅設計規范》規定“住宅室內排水橫管宜設于本層套內”。這樣，排水橫管滲透時可避免污水等污染物進入鄰戶，管道維修時也不會影響鄰戶的正常生活。因此，廚房內洗滌盆的排水橫支管一般在本層樓板面上直接接人排水立管，同時取消廚房內的地漏。對于衛生間布管問題，經與專業建筑結構設計人員協商，可采用下沉式衛生間，衛生間樓板面下沉 350mm衛生器具排水橫管暗埋在下沉空間里。暗埋管道安裝時，一定要嚴格把好施工質量關，經驗收合格后方可施工衛生間地面，以免留下隱患。衛生間地面施工可填充煤灰等輕質材料，亦可采用砌磚架空鋪設預制板的方法施工地面，地面須做防水處理，下沉空間內四周墻壁與地面連接處更應做好防水，可仿照屋面防水作法施工，以防污水滲漏其它墻體，造成更大的影響。防水材料可選用 sbs 改性瀝青卷材。應注意選擇浴盆、洗臉盆、坐便器的排水配件，防止在與管道連接時產生滲漏，造成下沉式衛生間積水。

二、住宅衛生間沉箱的二次排水問題

為了滿足建筑給排水規范要求，同時保證衛生問給排水管道檢修時不影響下層住戶，一般住宅衛生間大多采用同層排水。即住宅衛生問的排水橫管一般都設置在本層的衛生間沉箱內。由于施工或其它原因，在使用當中，沉箱內往往會有一定量的積水(主要是從地面上滲入)，一旦防水出現問題，沉箱便有可能漏水。為解決這個問題， 一般的做法是在衛生間排水立管上另做一個二次排水支管。該做法有一個極大的隱患，即管道內的有害氣體可能通過沉箱從地而裂縫中滲入室內，導致衛生間返臭。常見的改進方式是在排水支管上做一個存水彎，但在住宅二次裝修時該存水彎極易被雜質堵死，導致二次排水功能喪失。筆者建議單獨設置沉箱二次排水管，出戶管接入水封井。當然，最簡單徹底的辦法是取消地漏，所有排水橫管均敷設在板上的夾墻內，目前國外很多同層排水均采用此辦法。

三、管道穿越伸縮縫及沉降縫限制應區別的問題

《建筑給水排水設計規范》(GB50015- 2003)規定“排水管道不得穿過沉降縫、伸縮縫、變形逢、煙道和風道。”這里有兩點值得商榷：首先，對管道穿越伸縮縫和沉降縫的限制應區別對待。伸縮縫只存在于建筑物基礎上，基礎并不斷開，管道穿越時，只要簡單處理一下即可，在實踐中一般是采用簡單的雙套管保護，在兩個套管之間，在套管和管道之間填充油麻或其他柔性填充料。

在結構設計中對于沉降縫兩側的沉降差要行嚴格的控制，層高不同、地質條件不同的建筑物，采用不同的基礎處理方法和構造來控制不均勻沉降量，正常情況下沉降縫兩側的相對沉降差值是極小的，否則基礎就會出現大問題了。所以對于穿越沉降縫的管道來說，正常情況下，只要采用適當措施就完全可以。

四、超壓問題的解決方式與消防水箱的優化設計

對于高層建筑而言，要想保證給水系統穩定運行，就需要針對超壓問題，設置必要的減壓措施以及裝置，對其進行適當地減壓以及泄壓處理，保證消防給水系統的可靠性。第一，采取有效措施避免超壓現象的產生。如，采取合適的水泵，根據水泵的流量——揚程曲線，來確定每臺水泵工作時的最佳工作壓力，以及所能承受的最大壓力，最好選用恒壓變流量變頻調速水泵，以適應更大范圍的流量變化。第二，提高整個消防給水系統的承壓能力，可以使消防給水系統在一定情況下不出現超壓，使整個滅火過程的壓力都在允許的范圍內。這需要開發和使用新型低成本、高效能的管道材料，以及安全經濟、穩定可靠的給水系統壓力技術等。第三，采取相應的泄壓和減壓措施。減壓、泄壓和穩壓措施是指在工作壓力超壓后，能夠及時使消防系統的工作壓力降至允許工作壓力的范圍內，包括泄壓閥、安全閥、穩壓閥、氣管閥等的安裝。如在減壓閥減壓消火栓的設計中，首先要根據相關的公式及需水量要求設計消火栓的數量，以符合國家的標準和實際的需求。第四，要考慮到系統的防腐蝕問題，選擇耐腐蝕的管道材料，最大限度的避免出現管道腐蝕現象，減少管道由于腐蝕而出現泄露或者堵塞導致超壓的現象發生。另外還要合理選擇消火栓的供水方式，即減壓閥分區供水系統和雙出口水泵供水系統。

對于消防水箱的優化設計與實際應用，要注意以下三個方面：

1.對高層建筑而言，消防給水系統的設計首先要遵循安全可靠

以及經濟實用的原則，在樓房頂部安裝必要的高位水箱。

2.設計高層建筑的消防水箱時，如果出現安裝困難，或者對立面存在很高的要求，對于給水系統而言，可以根據實際需要設置穩壓水泵，以維持供水管網的水壓以及水量，這就需要設置保護措施，保證穩壓水泵的正常工作。

3.對于超高建筑，還需要設置中間傳輸的水箱，對于水箱容積

以及水量的設定，要根據相關的規定以及設計手冊進行設計（容積≥

6 0 m 3，消防用水量0.5 ～1 h ）。

結語

房建給排水工程設計、施工的技術規范日趨完善，設計、施工的水平和質量不斷提高，有效的滿足了用戶對給排水系統的功能要求。并對建筑給排水工程施工中的缺陷和問題的存在進行了不斷的改進。

參考文獻：

[1] 鄭義亮.建筑給排水施工質量通病淺談及技術分析[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（35）.

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鑒于給水工程中主輸水管線大多采用中等口徑及以上埋地鋼管，本文通過對埋地鋼管施工、使用過程中外界荷載、作用效應對其產生的不利影響，根據現行規范并結合現有管道病害調查分析的結果，對管道主要病害應力進行分析，并給出具體的預防措施及處理建議。

關鍵詞：

溫度應力；焊接應力；一次應力；二次應力

1前言

城市供水管道是給水系統的重要組成部分，管道工作的可靠性與否又是城市供水的關鍵所在。因此，作為城市命脈的供水管道的設計、使用和維護，均應該引起我們的足夠重視。供水管道的使用與管理維修是相當復雜而艱巨的任務，由于各種原因造成管道經常被破壞。管道損壞的探測手段尚不完善，技術落后，加之供水管大多埋設在道路下，挖方修補困難。管道破壞漏水，不僅浪費資源，而且威脅城市建筑設施、影響交通，給生活帶來諸多不便。因此調查、分析管道破壞原因，采取合理的預防措施，降低管道損壞的機率具有十分必要的現實意義。

2現行規范對埋地鋼管結構上荷載作用的考慮

鋼管管道結構上的作用分為永久作用和可變作用兩類［1］：（1）永久作用應包括管道結構自重、豎向土壓力、管道內水重和地基的不均勻沉降。（2）可變作用應包括管道內的設計內水壓力、管道真空壓力、地面堆積荷載、地面車輛荷載、地下水浮力以及溫度變化作用。鋼管管道結構設計時，對不同性質的作用應采用不同的代表值，作用的標準值為作用的基本代表值。對永久作用，應采用標準值作為代表值。對可變作用，應根據設計要求采用標準值、組合值或準永久值作為代表值。作用的組合值或準永久值，應為作用的標準值乘以作用的組合值系數或準永久值系數。鋼管管道結構設計按照下列兩種極限狀態進行設計［2］。

2．1承載能力極限狀態按承載能力極限狀態計算時，各種作用組合的工況應按照文獻［2］表526規定采用。鋼管管道結構按承載能力極限狀態進行強度計算時，采用作用效應的基本組合，結構上的各種作用均應采用作用的設計值，作用設計值應為作用分項系數與作用代表值的乘積。作用效應的基本組合設計值按文獻［2］523確定。對管壁截面進行穩定性驗算時，各種作用均應采用標準值。應滿足文獻［2］621要求。對埋置在地下水水位以下的鋼管道，應根據最高地下水水位和管道覆土條件驗算抗浮穩定性，驗算時各種作用采用標準值。應滿足文獻［2］623要求。對焊接連接的管道，計算管壁截面強度時，除應計算在組合作用下的環向內力外，尚應計算管壁的縱向內力，并核算環向與縱向內力作用下的組合折算應力。管壁截面由環向應力和縱向應力作用下的組合折算應力，應滿足文獻［2］612、613、614要求。文獻［2］中管道強度計算時考慮了溫度作用，并納入管道結構計算。其主要表現為鋼管管壁的縱向應力，其影響集中體現在鋼管管道的閉合溫差ΔT上。按文獻［2］435條，溫度作用標準值可按管道閉合溫差±25℃計算。其中又分為閉合溫差為升溫時與降溫時對管道的縱向應力進行分別計算。

2．2正常使用極限狀態鋼管管道按正常使用極限狀態進行驗算時，各種作用效應均應采用作用代表值計算。其作用效應組合設計值應滿足文獻［2］532的要求。

3鋼管輸水管線所受應力分類

雖然在管道設計的相關規范、標準中沒有明確給出應力分類的定義，但根據產生應力的荷載不同，可將其劃分為一次應力和二次應力兩大類［3］。管道強度破壞主要是由一次應力引起的斷裂破壞和由二次應力引起的疲勞斷裂破壞。一次應力是由壓力、重力、沖擊荷載、其他外力荷載等機械外荷載引起的正應力和剪切應力，它是平衡外力荷載所需要的應力。一次應力是非自限性的，它始終隨著所加載荷的增加而增加，超過材料的屈服極限或者持久強度時，將使管道發生塑性破壞或總體變形。因此，在管道的應力分析中，首先應使一次應力滿足允許應力值。管道的二次應力通常是由于熱脹冷縮、附加位移、安裝誤差、振動荷載等位移載荷引起的，是由于管道的變形受到約束所產生的正應力和剪應力。它本身不直接與外力平衡。而是為滿足位移約束條件或管道自身變形的連續要求所必須的應力。其特點是具有自限性，即局部屈服或小量塑性變形就可以使位移約束條件或自身變形連續要求得到滿足，通過自身的變形協調就能使應力降低。一般來講，對于塑性良好的鋼管，只要不反復加載，二次應力不會導致管道的破壞。也就是說，二次應力引起的主要是疲勞破壞。由一次應力和二次應力的荷載類型和受力特點可知，由于一次應力沒有自限性，所以它比二次應力更危險，應該受到更加嚴格的限制。基于目前給排水管道工程結構設計原則，對于普通金屬管線僅需要考慮環向應力、縱向應力及組合折算應力影響，即上述管道應力分析中的一次應力作用。對于管道的熱膨脹、安裝階段的附加位移應力及焊縫焊接的殘余應力等二次應力均未納入結構計算范疇，其應力的影響范圍及量化亦比較困難。

4結合調查情況對現有埋地鋼管病害進行分析

通過對管線使用及維護部門的走訪及調查，眾多鋼管管線漏損及病害主要分為以下幾種類型：（1）管材本身質量問題。管材細微裂縫施工時未能及時發現，運行時經水壓等作用致使微小裂紋逐步擴大而破裂；（2）鋼管現場對接焊縫的裂開、斷裂及變形破壞；（3）閥門及管件處安裝誤差，導致出現預拉應力疊加焊縫病害，造成管件或者閥門破壞。其中焊縫病害問題占絕大多數。

4．1施工問題施工質量問題主要表現為：選用了有缺陷的管材、管道基礎不好、周圍回填土不密實或存在大塊硬物、焊縫質量差、閥門及管件安裝誤差、管道防腐層沒有按照標準和要求做等。由于土質和地基處理的差異，會使整個管道的沉降不均勻，當產生不均勻沉降時，由于管道剛度很強，管道像一根相當長跨度的承重梁，在周圍及上部荷載作用下產生附件縱向應力，在支撐處產生向上的變形。當存在下述地層土質差或受到不均勻擾動而引起徑向位移時，會使管道發生破壞。比如：（1）管線周圍施工的影響，管道局部壓有重物堆土等，使得管道處于下沉或側滾狀態。（2）管線路徑上局部出現弱土層、或管線路徑上出現長距離弱土層，施工過程中采用局部剛性基礎處理等造成不均勻沉降。（3）管周回填土未經夯實或回填不均勻，造成側向位移。（4）管下有大塊石、硬物等臨時支撐，使管道沉降不均并發生局部應力集中現象。

4．2腐蝕問題埋置于地下的管道會受到內外腐蝕作用。外腐蝕主要是土壤腐蝕，一旦管道防腐層施工質量差，則會導致局部防腐層破壞；內腐蝕則主要是由電化學腐蝕和化學腐蝕，會導致管道內防腐涂層脫落。管道受到腐蝕后會使管壁變薄，引起局部承載能力降低，當作用應力超過承載能力時，管道就會破壞，嚴重時則發生爆管。

4．3內外荷載長距離的輸水管道總體水壓越來越高，其中局部區域水壓存在過高現象，水壓高、對管道的強度要求也會相應提高，管道的事故頻率也會隨之增加。如果管道埋管過淺、路基或路面質量不好、車輛過重等因素，會使管道承受的動荷載增加。隨著城市交通運輸業的不斷發展，車輛噸位增大，運輸頻率不斷增加，致使管道的動荷載明顯增大；同時在城市基礎設施建設中，由于各類管道的更新改造和建設，形成管道之間原有外力荷載的改變，都是誘發管道破壞的因素。

4．4水錘作用由于水泵機組突然開啟或停止，閘門關閉過快等外界因素致使管道中水流狀態突然變化，可能引起管道內水壓力劇烈波動的水錘作用。水錘可能引起很高的壓力，揚程越高，管道越長，在停泵、關閉閥門時越快，水錘引起的壓力增值就越大，它可使管道在薄弱處爆裂。

4．5小結焊接連接的輸水鋼管管道是剛性結構，不能釋放不均勻沉降、氣溫變化等因素產生的縱向力，從材料力學中彎矩同梁的跨度平方成正比的基本概念可知，焊縫連接將使管線遇到縱向問題的可能性大大增加，焊縫常被拉開，導致管道發生爆裂事故。輸水管道強度設計通常采用環向應力控制，然而管道通常不會因環向應力出現問題，管線出現事故大部分是縱向問題，基本上是由在管道局部形成異常的應力造成的。據統計輸水鋼管管線發生事故90％以上是由于管基的不均勻沉降、氣溫變化等原因產生的縱向應力在有隱患的溝槽焊縫及焊縫質量差處形成超常規的集中應力引起的。

5對一次應力及二次應力控制的建議

管道破壞主要是由一次應力引起的斷裂破壞和由二次應力引起的疲勞斷裂破壞。因此，在滿足設計條件下，控制鋼管在施工及后期使用過程中的應力作用尤其重要。

5．1輸水管線中的對一次應力控制現階段管線結構設計中通過控制的管道壁厚、埋深、回填壓實要求、管材強度、工作壓力、焊縫強度等參數，保證管道在使用過程中不出現塑性變形。即通過計算保證鋼管一次應力滿足管材允許應力值。

5．2輸水管線中可能出現的二次應力控制根據管線施工及后期使用過程，可能出現的主要二次應力包括：（1）焊縫施工時的殘余應力；（2）管件及閥門等沿線構筑物安裝時產生的附加位移應力；（3）輸送流體常年的溫度變化應力的線膨脹；（4）管道內水流交變的壓力變化（水錘作用）；（5）后期管道沉降不均勻引起的附加應力、局部堆載過大等。在以上二次應力影響中焊縫的殘余應力對管線影響最大。外載產生的應力值與焊接殘余應力疊加后，很容易在結構的某區域產生局部塑性變形，使焊縫喪失進一步承受外載的能力，從而造成焊縫的斷裂。為了消減焊縫殘余應力，首先在管材的驗收選用方面，應保證管節的材料、規格、壓力等級等應符合設計要求；管節表面應無斑疤、裂紋、嚴重銹蝕等缺陷。其次，在焊縫施工過程中應根據鋪設、施工方式，按照焊工手冊要求選用合理的施焊順序及焊接方法，選取變形較小的焊接材料、采取有效的措施消減削弱焊縫的殘余應力。為消除水錘對管道的破壞作用，可以采用減小水錘沖擊力，防止水柱拉斷、水柱彌合現象的發生，來改善管道的受力狀況［4］。可采取如下措施：加大管徑減小流速；緩慢開關閘閥；取消止回閥和底閥；安裝停泵水錘消除器裝置；選用微阻緩閉止回閥；在高處及積氣處設置高速進排氣閥；管道上設置泄壓井等措施。對于管道的施工驗收，對選材、施工措施、焊縫的外觀及檢測、焊接質量的檢測、管槽的回填、管件及附屬構件的安裝等均應嚴格按照《給水排水管道工程施工及驗收規范》中的要求執行，以保證管線的施工質量。

6結論及建議

目前國內采用的管道設計理論和計算方式，是按照預期的管道壁厚值，將內壓同外壓按照一定的荷載規則組合，用規范規定的驗算公式，來復核管道的應力是否滿足要求，然后再做變形控制及穩定性校核等。管線的結構設計中對一次應力通過靜力計算已經進行了有效的控制。對于設計人員而言，如若管道位于不均勻的管基上，應值得重視。對于長距離的輸水管線，所處的施工及邊界條件復雜，二次應力需進行系統和綜合長期考慮，現有的計算手段很難對其進行量化。可參考石油化工行業管線的計算經驗，借助專業管道應力分析軟件對整條管線模擬施工及運行條件進行綜合分析。

參考文獻

［1］給水排水工程管道結構設計規范GB50332－2002．北京．中國建筑工業出版社，2002．

［2］給水排水工程埋地鋼管管道結構設計規程CECS141－2002．北京．中國建筑工業出版社，2002．

［3］唐永進編著．壓力管道應力分析（第二版）．北京：中國石化出版社，2009．

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關鍵詞：給排水設計師 項目設計

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

對于給排水設計師而言，對于給排水專業的設計規范的熟悉和掌握應該不會有大的問題。但是筆者認為：對于一個好的給排水設計師而言，僅僅掌握專業的設計規范還不夠，還需要掌握很多的“社會規范”；另外，在進行建筑給排水設計時，有些看似無關緊要而被忽視的問題，往往對一個項目起著至關重要的作用。筆者就自己所經歷的一些工程，對于涉及到的給排水專業的“社會規范”以及容易被設計師所忽視的問題，略作闡述，和大家一起探討，同時也希望能夠對給排水設計師有所幫助。

一、要熟悉和掌握項目所在地政府部門的相關規定和具體要求

可能有些設計師會對此不以為然，然而根據自身的經歷，筆者認為對于一個給排水設計師和房產開發的專業的管理工程師而言，熟悉和掌握項目所在地當地政府部門的相關規定，是十分必要的。筆者曾經經歷過的四川成都的一個住宅小區的項目。成都市的住宅白坯房驗收和交付的標準是：分戶給水管（冷熱水管）要全部安裝到位，另外消防驗收的標準是戶外要設置消防取水口，取水口內的取水管要與室內地下室的消防水池相連通。而相比而言，筆者所在的寧波市的住宅白坯房的驗收和交付標準是：分戶給水就近的衛生間或廚房間安裝一個水龍頭即可，且給水管道明敷即可；另外消防室外取水口也不必要設。現在回想起來，成都的項目的設計單位多虧是當地的設計院，因而項目報批和驗收備案等還算順利；否則若是外地的設計單位，不了解成都當地的相關規定的話，那么后果可想而知。我們暫不去討論成都和寧波兩地政府的地方規定誰的更合理更科學，但對于給排水專業的設計師和房產開發專業工程師而言，只有深入了解項目當地的相關的規定和要求，才能使設計更合理更科學，順利地通過審圖備案和驗收。

二、地下室的公變配電房內不要設置集水坑、潛水泵及其控制箱

這個問題我認為對于給排水設計師和房產開發專業工程師而言，也很重要。雖然有人會認為并無設計規范的相關規定，并且配電房內設置集水坑、潛水泵及其控制箱，在技術上是可行的，當然可能對于不太熟悉房地產開發程序的年輕的設計師和房產開發專業工程師而言，考慮這個問題只會從專業技術的角度出發可以理解。在此筆者在此解釋一下，筆者之所以不建議在公變配電房內設置集水坑、潛水泵及其控制箱，是因為在今后項目的移交和維護管理上是不利和難以實現的，因為公變配電房的產權在項目交付后是歸當地供電局的，平時配電房的門鑰匙也是由供電局專門保管，而且供電局平時又無專人值班。如果在公變配電房內不要設置集水坑、潛水泵及其控制箱，那么潛水泵及其控制箱的日常的維護保養就無法實現。故而筆者認為應該將用于公變配電房的電纜溝的應急排水的集水坑、潛水泵及其控制箱設置于公變配電房外，將配電房電纜溝內的泄水管接至的配電房外的集水坑內，這樣集水坑的潛水泵及其配電箱的日常的維護和保養才能實現。另外要補充的是：目前筆者所在的寧波市供電局內部文件已經明確要求房產開發單位，在公變配電房內不得設置集水坑、潛水泵及其控制箱。對于其它的城市，筆者認為也應按此執行。

三、社區用房的衛生間用水應該和物業分開，單獨設表計量

對于這個問題，有些設計師可能會不以為然，當然，這種問題確實算不上是個技術問題，這樣就會導致在房產項目開發過程中容易被忽視。在此筆者提出這個問題的初衷是想在設計階段就把這個問題給解決好，免得在項目驗收和交付時引起社區居委會和和物業的不滿。目前就筆者經歷和了解的一些住宅小區項目，社區用房和物業用房都或多或少存在用水混雜在一起，未分開單獨計量的問題。最后導致的結果有三：一是在項目驗收階段，社區提出單獨設置水表計量計費的要求，開發商為了驗收沒辦法就要整改，導致延遲驗收和項目交付；二是項目驗收時未發現，而在交付后由物業公司負責施工，雙方管道重新分開明敷，各自設表分開計量；三是物業和社區雙方采取按照辦公人員的多少按比例分攤水費的妥協策略。開發商會把社區用房和物業管理用房的公共廁所合并在一起，這就為今后二者的水費的分攤留下了不必要的隱患。筆者經歷過寧波的一個住宅項目就曾遇到過這樣的經歷。在此筆者認為，若要避免雙方用水混雜的話，物業用房和社區辦公用房共用一個公共衛生間的情況應該盡量予以避免，應該衛生間分開設置，各自單獨裝表計量；若是由于面積的限制，各自單獨設置衛生間無法實現的話，可以考慮將洗手盆改在各自辦公室內，衛生間內僅設置大小便器的解決方案。

四、室內消火栓箱的選型要合理

在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》中，并無消火栓箱的選擇的具體明確的規定，而筆者認為：一個項目的室內消火栓箱選型的成功與否與給排水設計師和房產開發專業工程師的經驗密切相關。目前，隨著人們生活水平的提高，對于建筑的美觀性要求也越來越高，對于房建項目而言，現在差不多都要對一些室內電梯前室等公共部位進行二次裝修。而為了滿足美觀的要求，對于消火栓箱而言，就必須要選擇暗敷形式安裝。在此背景和共識的基礎上，對于建筑室內暗敷消火栓而言，筆者認為應該采用160mm厚薄型的消火栓箱。筆者曾經經歷過寧波的一個住宅小區項目，設計院設計的室內消火栓為240mm厚暗敷的消防箱，而眾所周知，室內的分隔墻多數都是240mm厚的墻體，這樣消火栓箱暗敷的結果就是墻體被全部敲穿了。雖然箱子的后面為管道井，背后美觀上沒什么大的影響，但是當消防驗收時卻因為滿足不了耐火極限的要求而被迫進行在箱后重新砌筑墻體的整改處理。結果是不但進一步減小了管道井內的檢修空間，而且因整改而導致項目的驗收和交付都推遲了20天。故此筆者建議：今后室內公共部位暗敷的消防箱要采用160mm厚的薄型箱，這樣既可滿足消防驗收的要求，同時又可滿足二次裝修美觀的需要。

五、電梯前室等處暗敷的消防箱位置要盡量靠近管道井設置

筆者提出的問題設計規范和標準圖集上沒有相關的規定，但是這并不代表對于消防箱的位置的設置就隨心所欲。筆者曾經經歷過寧波的一個住宅小區項目，消防箱和管道井的位置如圖所示：

這樣的位置設計，致使消火栓支管施工時與土建之間的配合非常麻煩，程序非常繁瑣：土建專業先砌好墻體同時粉刷硬化后，安裝單位進行墻面開槽后，再敷設管道，而且墻體管槽部分的粉刷修補還要等到消防管道試壓合格后才能進行。更嚴重的是安裝消火栓支管(垂直部分)時，由于暗敷的要求，240mm厚的墻體被割穿了一多半，土建單位不得不又對被割的墻體進行加固處理，同時防止管槽部分今后粉刷后開裂，又對該處進行釘鋼絲網后再粉刷的處理方法。鑒于以上經驗教訓，筆者認為：消防箱的設置位置是很重要的環節，在今后的給排水設計中，類似于電梯前室等處的消防箱的設置位置應該靠近管道井設置，這樣消火栓支管只要垂直穿墻便可入箱，可避免像上圖的消防管沿墻長距離暗敷情況的出現。

六、地下室的物業清潔衛生用水應該考慮設計

從目前的情況看，地下室物業清潔衛生用水幾乎每個小區都實實在在地在使用，然而目前據筆者了解：在房產開發階段，由于無設計規范的要求，房產開發單位也未對設計單位進行詳細的設計交底，致使在房產開發的設計階段多數的項目地下室物業清潔衛生用水都未曾考慮，至少筆者曾經經歷過的幾個項目，設計階段大都沒有考慮。而若在設計階段沒有考慮的話，在項目交付后只能由物業公司自己解決，或者從生活二次供水給水總管上接支管，或者就近在預留的人防給水總管上接水。但是若在項目交付后從二次給水總管上接支管，就要涉及到接管停水，還可能由于距離配水點可能比較遠，敷設管道后甚至還會破壞到綜合管線排位的整體美觀效果；若從消防預留的給水總管上接水的話，就必須要征得當地的供水企業的同意，而據筆者了解到筆者所在的寧波市供水企業原則上是不允許人防給水改作其它用途的。對于目前上述比較常見的情況，筆者認為，應該在設計階段預留出地下室的物業清潔衛生用水，比較可行的具體方案是：配水點分段設置在集水坑旁邊，給水水源由室外的綠化或景觀給水管就近由室外接入，而不應該采用生活二次給水總管上接。因為若從二次供水總管上接支管，一是二次加壓不節能，另外地下室物業清潔用水的性質是商業用水，與居民用水性質不同，供水企業是不允許的。筆者所經歷的寧波市的一個住宅小區項目，原來設計階段時沒有考慮地下室物業清潔用水，后根據建筑施工圖布局，筆者自行設計考慮：將配水點考慮在靠近地下室外墻的集水坑處，由室外景觀綠化給水管網就近引入。

七、地下室汽車庫集水池的有效容積與污水泵的設計流量應該匹配

《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003(2009版)第4.7.8.1條：集水池有效容積不宜小于最大一臺污水泵5min的出水量，且污水泵每小時啟動次數不宜超過6次。雖然規范的解釋說明中未對該條進行解釋，但筆者認為：之所以要配比集水池容積和污水泵流量之間的關系，目的就是要保證污水泵不能頻繁啟動，否則會影響水泵的使用壽命。另外，集水池的有效容積，筆者理解集水池的有效容積應該為集水池的滿足污水泵正常吸水以及不致高位溢水的浮球控制的高低水位之間的水體積。然而，根據筆者所經歷過的幾個項目，大多數的地下室汽車庫的集水坑的容積和污水泵的設計流量都不能合理的匹配。具體數據如下表所示：

由圖中數據可以看出，按照規范要求的污水泵5min 出水量計算的集水池的有效容積和實際設計的集水池的有效容積之間相差較大。之所以會產生以上情況，筆者認為有以下兩個原因：一、規范規定的第4.7.8.1條不是強制性條文，所以容易被給排水設計師所忽視；二、地下室車庫的集水池的污水泵平時使用的頻率小，除非在下雨、地面和水池水箱清洗或者事故漏水需要排水的時候才會啟動使用，不像生活給水水泵或空調循環水泵那樣長期使用，容易暴露出設計的缺陷。據筆者與一些物業公司接觸了解到的是，地下室集水池的潛水泵的維修率比較高。據此，筆者認為：給排水設計師應該克服麻痹大意的思想，在設計階段對建筑專業提出要求，在建筑條件允許的條件下，應該盡量保證集水池的有效容積和潛水泵設計流量的合理匹配，特別是對于多雨地區的地下室汽車庫坡道下的集水池。

八、一層的排水橫干管出外墻方案需要優化，出墻標高需要配合建筑專業進行復核

這個問題必須要引起給排水設計師的足夠重視。據筆者多年的項目管理經驗，幾乎每個項目的一層排水出墻管或多或少都存在問題：主要有以下幾種：

1、坡度無法滿足設計規范要求

這主要是因為排水管的立管距離外墻太遠，這主要在一些平面面積比較大的綜合性的建筑，或者是一些底層是商鋪，上部為住宅的商住樓項目中比較常見。解決的辦法是：在方案設計階段與建筑專業配合，合理布置衛生間和廚房間的位置，盡量靠近外墻布置；合理布置排水橫干管的位置，例如對于酒店、寫字樓或商住樓項目可以將常見的布置于地下室一層的排水橫干管改為在一層的吊頂內布置，在靠近外墻的墻角或柱邊彎下，穿入地下一層后再出外墻。

2、出墻后的標高太低，使得室外污水管坡度和標高無法滿足

產生的原因：（1）布置排水管道的位置所經過的結構梁高比較高，排水管沿梁底敷設；（2）結構設計不合理，即排水管出外墻處的地下室頂板標高設計不合理。解決辦法：（1）在設計階段，和結構專業密切配合，除對排水管所經過的結構梁的標高進行復核外，還可以對結構專業提出修改梁高的要求，或者增加梁高使排水管穿梁，或者保證梁截面積的基礎上加寬梁，減小梁高；（2）在設計階段，給排水設計師必須要首先復核排水管出外墻處的地下室頂板的建筑標高（非結構標高），若不合理要對其提出修改意見。根據筆者多年的經驗，對于高層或者超高層建筑來說，結構梁高應該有1000mm左右，室內排水管按照DN200考慮，室外市政排水波紋管按照最小DN250考慮的話，那么，排水管出墻處的地下室的頂板建筑標高應該在-1.600左右合適。

3、出墻管“誤入”配電房或環網站等“”

這個問題的出現有可能的情況是：（1）地下室一層的配電房直接上方不是衛生間或廚房間，是商鋪，但該區域商鋪以上部分是住宅的衛生間或廚房間，住宅衛生間的排水管直接到底進入了地下室的配電房后再從側墻出地下室；（2）給排水設計師的疏忽或是建筑專業提供的底圖上“配電房”或“環網站房”未標注清楚；（3）建筑專業的失誤，在配電房上面布置衛生間。解決的方案：配合建筑專業復核建筑圖紙的正確與否；若是第一種情況的話，在商鋪內將排水立管位置移位避開配電房或環網站敷設。

參考文獻：

[1]《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009版）

篇6

【關鍵詞】供水管道；市政工程；水廠；測試 隨著城市文明的進步，我國城市人口增多的同時對于城市基礎設施建設也提出了新要求。市政給排水管道作為整個市政工程的重要組成部分，它在埋設之前必須要做好水壓試驗和供水能力檢驗，從而保證管道鋪設的質量和耐久性，這對于整個管道質量的發揮有著至關重要的意義，也是建設市政基礎工程的內在要求。

1.管道供水測試方法

管道供水能力的測試是整個管道工程中至關重要的一部分，在工作之初必須要掌握相關的工作原理，從總體上進行宏觀控制。管道供水能力的測試作為市政給排水管道工程的主要保證，一般都是在管道應用的基礎上，以實際工程施工要求為基礎原理，按照有效的規定性要求進行控制，這不僅是整個工程施工的重點，也是市政工程建設的必要程序。在供水管道的應用總結上，供水管道的測試方法是按照一定的測試原理進行的，需要我們在工作中深入的考慮到一定內在和外在的因素，并且對這些內容進行具體操作和整理，從而在工作中實現整個工作的科學進行。

1.1測試原理

在當前市政管道供水能力的分析上，對于管道供水能力存在著制約的因素很多，不論是從管道的管徑或者是管道的布置方法上，其都存在著一定的制約問題，其中最大的制約因素主要是沿途用戶的數量以及水量的使用該情況。因此在市政工程管道建設的過程中經常會出現無法簡單計算的問題，這就需要我們在工作中從生產、生活等方面的因素進行分析，同時還需要對消防供水能力進行綜合的研究，從而使得市政工程給排水管道的壓力、供水能力得到有效保障。在目前的測試工作中，主要的測試原理在于：市政管道在測試的過程中首先是通過水壓力實驗，是將消防栓取下，進行放水實驗，通過采用壓力管道的管道壓力來提高壓強，同時采用皮托管的方式來對消防栓中流出的水流量進行測定，根據測出的壓力情況和流量值來進行分析，并利用水力計算公式計算出工作壓力下的市政管道網的供水流量，從而為工作的開展提供應有的基礎。

1.2測試準備

在測試的過程中，準備工作的開展至關重要，通常在工作的過程中都需要從地點、時間以及測試管道的詳細情況等方面進行深入的分析，保證測試工作的正常、合理開展，從而為日后工作提供科學的參考數據。

1.2.1測試地點、時間的選擇

在測試地點和時間的選擇之中，它不是一個僅僅依靠管道施工地點就可以完成的，也不是一個簡單的工作模式，而需要考慮到管道布置周邊的各種因素進行綜合分析。首先，在工作中需要充分的考慮測試管道給城市排水帶來的影響，保證管道給排水的正常應用；其次，就管道的施工和建設對周邊區域的影響進行分析。同時，在地點和時間的選擇上，應當充分的結合整個區域的氣候、環境、人口分布以及發展前景進行綜合測試，只有綜合考慮到工作中所涉及到的種種因素，才能夠保證這些因素發揮出合理的價值，為工程的開展奠定扎實的基礎。

1.2.2流量的選擇

在測試之前，必須要根據測試地點、時間的選擇條件下來合理的選擇管道供水情況，尤其是消防栓數量以及型號的選用情況。同時，必須根據測試流量消防栓的數量，合理確定測試流量消防栓和測試壓力消防栓的相對設置位置。兩個消防栓的設置間距一般為相鄰兩個消防栓的設置距離，因該方法為通過測試系統壓降的方法推算管網系統的供水能力，因此，距離的大小不影響測試結果的準確性。

1.3測試操作

首先，測試壓力的消防栓處：測試人員將專用帽頭裝在測試壓力的消防栓相應的接口處，打開空氣釋放裝置上的龍頭，打開消防栓，排除壓力表中的空氣，直至壓力表指針靜止，讀取并記錄壓力表上的壓力數值（即消防栓的靜壓值），關閉水龍頭。然后，測試流量的消防栓處：測試人員應完全打開測試流量消防栓接口，保證消防栓內沒有雜物和其他外在物質阻塞水流，在水流穩定的情況下，通知測試壓力的測試人員讀取壓力表的壓力值。經確認后，操作皮托管的人員應將皮托管的孔口放在消防栓或者出流管接口的水流中心處，孔口的中心處應與消防栓出口平面成直角，孔口截面和消防栓或者出流管接口截面的距離應為接口直徑的一半。然后，記錄皮托管的流速水頭值。在獲得相應的測試數值后，應緩慢關閉消防栓，一次一個，防止系統出現大的水流波動，產生水錘現象。

2.應用分析

2.1在消防供水設施的設置方面

此方面的要求，要結合我國相應的管理制度以及規范來具體施行。但是如何確定市政給水管道的供水能力能否滿足消防用水量，在規范中并沒有規定，這使得規范中僅有理論的規定，而沒有相匹配的測試方法來保證規范規定的科學合理實施。通過該方法獲取準確的市政給水管網的消防供水能力數據，設計人員就可對照規范，決定是否需要設置消防水池等消防供水設施。從而保證了建筑物在消防水池、室外消防栓或消防水泵等消防供水設施的設置方面更加合理有效，避免消防供水設施的重復建設和水資源的巨大浪費。

2.2在建筑給水排水設計方面

近年來，許多城市的供水部門都已經根據當地給水管網的情況，在生活供水領域開始有條件地使用疊壓供水設備。該設備的應用前提是市政給水管道的供水能力必須能夠滿足用戶的用水需求。由于管網供水能力無法確定，這就導致許多本可以應用疊壓供水設備或者不用修建水池、水箱的用戶仍然采用傳統的供水方式，造成經濟損失和資源浪費。在這種現狀下，獲取準確的管網供水能力數據，保證供水設施的合理設置是供水部門、設計部門和用戶都關注的焦點。因此，根據消防供水能力的測試方法，建立一個測試市政給水管網生活供水能力的方法是非常必要的。

市政工程使城市建設的重要組成部分，也是不可或缺的部分。任何一個城市的發展都離不開市政工程，市政工程在一定程度上決定了城市發展的潛力以及規模，如果市政設計和城市發展不合融合，則很可能阻礙城市的發展進程，甚至使城市的發展處在停滯的狀態。市政工程之中，給水設施的建設尤為重要，因為任何一座城市的發展，任何一種生命的存在都離不開水的幫助，沒有水，就沒有生命，也就沒有城市文明。因此每一個城市在發展之初，都會設計相應的給水管道，在城市發展過程中，也會相應的改變、增加管道網絡，使給水管道適應城市的變化所帶來的要求。

3.結束語

總之，管道供水能力的好壞，直接影響到城市建設的諸多方面，因此其能力的好壞是需要研究的，其測試的辦法也是研究的對象。其辦法的研究是實踐的基礎，是實際運用的客觀要求。

【參考文獻】

[1]中國建筑標準設計研究院組織編制.市政給水管道工程及附屬設施[M].中國計劃出版社，2008，1.

[2]中國建筑標準設計研究院組織編制.埋地矩形雨水管道及其附屬構筑物[M].中國計劃出版社，2009，6.

[3]北京市市政工程設計研究總院等編.給水排水工程管道結構設計規范[M].中國建筑工業出版社，2003，2.

篇7

關鍵詞：排水管道； 軟土地基； 雙向水泥攪拌樁； 施工工藝

軟土地基是指分布在濱海、湖沼、谷底、和河灘等地，具有含水量高、孔隙率大、滲透性小、壓縮性高、抗剪強度低、觸變性等諸多不利工程性質的細粒土軟弱地基。軟土地基承載力比較低，特別是淤泥質土，容許承載力一般在50kPa左右，甚至更低，且壓縮性大，透水性差。鑒于軟土地基的這些特點，排水管道建造在軟土地基上時，如果地基處理不當將會導致管道基礎產生較大的變形和差異沉降，從而導致管道產生“沉、裂、傾”等事故，對管道的使用安全和正常運行造成不利影響。

由于管道采用的是條形基礎，因此其基礎與其它建筑物基礎的處理方式相比并不完全相同。常用的管道軟基處理方式有換填、強夯、樁基礎等。本文結合沿海某城市雨污水分流改造工程地質情況和工程要求，主要探討雙向水泥攪拌樁法在排水管道軟基處理中的應用。

1 工程地質特點

該工程為某沿海城市雨污水分流改造工程，其所在場地為河流相一級階地，部分路段下臥層為較厚的含淤泥細砂層和淤泥層。軟弱層厚度在15-20m左右，孔隙比大、含水量高、壓縮性大、物理力學性質差，容許承載力僅為55KPa左右，如不進行加固處理，基礎在管道、水流自重及地面附加荷載作用下將會產生較大的變形和不均勻沉降。鑒于本工程軟弱土層埋深及層厚較大，一般的換填法已不適用，且該工程工期緊、施工現場限制因素多，周圍環境要求高，因此考慮采用雙向水泥土攪拌樁法對軟基進行處理。雙向水泥土攪拌樁法具有施工工期短、對周圍環境及土體影響小的特點，且能夠明顯改善單向水泥土攪拌樁存在的攪拌不均勻、漿液上冒、受力不合理等現象，因此本工程軟基處理考慮采用雙向水泥土攪拌樁法。

2 雙向水泥土攪拌樁布置

根據工程地質特性及現場施工條件，參考雙向攪拌樁法處理加固軟基的已有案例，對該路段軟土基礎分兩種工程情況進行處理，并采用不同的布樁方式，介紹如下：

（1） 對覆土較淺，具備開挖條件的軟基路段，在管道中心線兩側對稱布設一列水泥攪拌樁，攪拌樁平面上呈正三角形分布，樁間距為1.3m，根據排水管道管徑要求，樁徑取50cm。要求攪拌樁穿透軟土層50cm，開挖后在管道基礎下鋪設30cm碎石砂墊層。水泥土攪拌樁平面布置見圖1（a）。

（2） 對于管道埋深較大軟基路段，管溝開挖施工的安全隱患大，不具備開挖條件，因此考慮采用頂管施工工藝。該路段水泥土攪拌樁沿管道中心線布置，樁徑取60cm，水平間距為2.0m，樁頂高出管底標高15cm左右，以上部分空轉，要求穿透軟弱土層，進入硬殼層50cm。水泥土攪拌樁平面布置見圖1（b）。

3雙向水泥土攪拌樁特性

傳統單向水泥土攪拌樁法采用單向葉片旋轉攪拌，存在攪拌不均勻、漿液上冒、受力不合理等現象，雙向水泥土攪拌樁法是對傳統水泥土攪拌樁法的改進，采用同心雙軸鉆桿，并在內外鉆桿上設置正反兩個旋轉葉片，具有如下特性：

（1）雙向攪拌樁法采用正反向不同速旋轉葉片同時雙向攪拌，把水泥漿控制在兩組葉片之間，使水泥土充分攪拌均勻，保證了成樁質量，特別是水泥土攪拌樁深層樁體質量。而單向水泥土攪拌樁法由于攪拌葉片的同向旋轉，很難把水泥土充分攪拌均勻，造成了水泥與土體成層狀構造，影響了樁體質量。

（2）單向水泥土攪拌樁法噴出的水泥漿易沿鉆桿上冒，從而導致樁體上部水泥含量較高，下部水泥含量減少，使其有效樁長減小。雙向水泥攪拌樁法采用雙層反向葉片，下層葉片攪拌的同時，上層葉片快速反向旋轉，從而阻斷了水泥漿上冒途徑，使水泥漿能夠在樁體垂直方向上分布更加均勻，增加了水泥土攪拌樁的有效樁長。

（3）雙向水泥土攪拌樁法正反向葉片同時旋轉，葉片產生的環向力相互抵消，保證了攪拌鉆桿的穩定，在保證樁體垂直度的同時降低了對周圍土體的擾動，成樁質量更好。

4雙向水泥攪拌樁施工工藝

本工程水泥土雙向攪拌樁法采用二攪一噴施工工藝，具體施工順序如下：

圖2 雙向水泥土攪拌樁法施工工藝流程圖

（1）樁機就位：放線，定位，并確定樁頂標高和空轉長度。安裝打樁機，移至指定樁位并對中；

（2）噴漿下沉：啟動攪拌機，使攪拌機沿導向架向下切土，空轉至預定深度后開啟灰漿泵向土體噴水泥漿，兩組葉片同時正、反向旋轉切割、攪拌土體，直至設計深度，在樁底持續噴漿攪拌不少于10秒；

（3）提升攪拌：關閉灰漿泵，提升攪拌機，兩組葉片同時正反向旋轉攪拌水泥土，直至設計樁頂標高以上50cm。

為確保水泥土雙向攪拌樁的施工質量，在正式施工前，必須進行現場工藝性試樁，以獲取最適合場地地質條件的施工參數，更科學的指導施工。試樁目的如下：

（1）檢驗室內試驗所確定的配合比、水灰比是否合適；同時合理選擇噴漿口的位置及大小；

（2）掌握下鉆、提升的困難程度，確定下鉆、提升速度，及鉆頭進入硬土層電流變化情況，驗證鉆頭葉片的角度設置；

（3）確定水泥漿液密度及合適的輸漿量；

（4）掌握水泥漿到達噴漿口的時間、攪拌機提升、下沉、復攪提升速度等參數；

5 結論

本文結合實際工程地質條件，確定采用雙向水泥土攪拌樁法對管道軟基進行加固處理，并根據管道基礎的特性和已有成功案例，確定了合理的布樁方式，但應注意雙向水泥土攪拌樁法施工過程中質量控制對實際軟土地基處理效果的影響，從而保證地基處理效果，確保排水管道的安全性。

由于目前采用雙向水泥土攪拌樁法對管道軟基處理的工程實例還較少，施工過程中需要注意的問題還很多，本文僅從工程實際出發提出了一種管道基礎的處理方式，不少問題還需要進一步探討、解決。

參考文獻：

[1] 鮑燕妮. 雙向水泥攪拌樁法在軟基處理中的工程實踐， 公路工程. 2012（4）.

篇8

[關鍵詞]泵房 彈性支承 有限元分析

中圖分類號：TU991.35 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

泵房是功能性很強的市政建筑，主要作用是抽取低洼處的積水。地面式泵房主體建筑是地下機房（或泵池），包括機器間和格柵間，地面建筑建于其上。泵房的特點是：1、是城市的重要設施。如果泵房損毀，暴雨時立交橋區等地會發生嚴重積水，導致交通中斷甚至人員傷亡——這在當前具有的實際意義。2、地下機房比較深。因為泵房本身并不位于地面的低點，可是排水區域地面最低點以下的排水管道要接入地下機房。3、地下機房頂部會有連續的走道板或平臺。根據上述特點，當地下水水位比較高時，如果不考慮走道板的支承作用，側墻按頂端自由來計算內力，會得出很保守的結果。但是走道板受力后會發生水平撓曲變形，并不能作為固定鉸支承。所以通用的方法是將走道板當作彈性支承，根據它和側墻的剛度關系，推算出彈性支承反力系數αT，用αT乘固定鉸支承的反力R，代入墻頂自由的計算模型。但是相關規范和手冊未直接給出側墻按雙向板、梯形荷載計算時如何求板頂反力，若把側墻當作單向板計算，其結果難免保守。本文通過某大型泵房結構的設計，采用有限元方法分析，與彈性支承折算的方法比照，得出地下水水位比較高、地下機房側墻支承計算的初步結論。

1 算例概況

1.1 工程概況

下圖（圖1）為算例的平面圖和剖面圖，示意圖中尺寸單位是mm，標高單位是m。

圖1. 機器間最大側墻平面和剖面示意圖

選作算例的工程位于北京市，是奧運周邊工程的一項。其中機器間凈長19m，凈寬7m，凈高14m。由于機房比較深，而且內布五臺泵，以各種泵房衡量，它屬于大型的泵房。由于格柵間比較小，且有中間支承平臺，故本文以機器間最大側墻為算例。為了便于討論，算例仍為直壁式壁板：墻厚900mm。走道板在墻頂通長設置，厚度300mm，凈出挑1.5m。

1.2荷載工況

工程場區地下水位較高，按地下水到自然地面的情況計算。主動土壓力系數1/3 [1]，土側荷載底端為L1=0.33×14×10=46.67KN/m，水側荷載底端為L2=140KN/m。地面堆積活荷載的側向均布荷載D1=3.3KN/m。設自重為G。機器間不存在內部滿水而外空的情況，又省略抗震及人員活荷載，則標準組合有：Ck-1=G+1.0×L1+D1；2：Ck-2=G+1.0×L1+L2+D1；基本組合有：C1=1.35×G+1.27×1.0×L1+1.4×0.9×D1；C2=1.35×G+1.27×(1.0×L1+L2)+1.4×0.9×D1。本文為簡化探討過程，主要比較彎矩，選取正常使用極限狀態的標準組合Ck-2計算。

2計算和分析

2.1按彈性支承反力系數法計算

側墻高HB=14m、計算寬b=1m。與算例垂直的方向有一道寬1.8m的走道板，算做支承構件，走道板水平計算跨度L=19-1.8=17.2m。比值m=。判斷走道板是否為固定鉸支承：走道板單位長度慣性矩JL=，側墻單位長度慣性矩JH=

，則ng=JL/JH=1.25，又因為＞ng，因此走道板是彈性鉸支承[2]。彈性支承反力系數αT=。可求單位寬度側墻按下端固定支承、上端固定鉸支承計算的上端反力R=278.66KN，αT×R=246.06KN。將αT×R作用于墻頂自由端，可得墻底負彎矩M1=-2976KN.m。如按墻頂為自由端，計算可得中正彎矩墻底負彎矩M1’=-6097.9KN.m。按此種方法計算，M1’/M1=2.05，走道板的支承作用比較明顯。

2.2按有限元方法計算

采用SAP2000軟件 [3]建立整體模型進行分析，標準組合Ck-2的彎矩圖（圖2）示意如下。

圖2. 標準組合Ck-2的彎矩云圖

上圖正視角的即為算例的機器間側墻。梯形荷載運用節點樣式、表面壓力輸入，底板輸入了彈性地基梁。墻底負彎矩M1=-1623.3KN.m，跨中正彎矩M2=633.8KN.m，墻頂負彎矩M3=-11.61KN.m，墻兩側支座處最大負彎矩分別為M4=-1124.1KN.m，對側M5=-436.5KN.m。如將墻頂的走道板都刪除，即按墻頂是自由端計算，可以得出墻底負彎矩M1’=-1829.9KN.m，跨中正彎矩M2’=657.5KN.m，墻兩側支座處最大負彎矩為M4’=M5’=-1286.4KN.m。兩種情況內力相差不是特別大，比如M1’/M1=1.13。

2.3計算結果比較和分析

分析兩種計算的結果可以發現：1、如將側墻簡化為單向板，墻頂的走道板的支承作用尤其明顯。可是，有限元計算顯示，走道板剛度相對比較弱時，它明顯也有支承作用，不過即便計算了走道板內側的通長平臺梁，走道板的支承作用也沒有彈性支承反力系數法算出來的那么顯著。2、將側墻當作單向板以彈性支承反力系數法計算，盡管考慮了墻頂彈性支座的作用，但仍然在墻下端出現了比較大的彎矩。3、也可以按彈性支承反力系數法計算，但將側墻作為雙向板，但是，套用常見的一些靜力手冊，無法直接查出三角形荷載、上端固定鉸支承條件下墻頂邊緣反力。而需要把梯形荷載折算成均布荷載，這樣其結果因人而異，是否安全很難控制。4、有限元計算的內力數值比較小，而且泵池各個部位的內力數據比較詳細。整體模型計算了各個墻、平臺的支承作用及彎矩分配。因此墻兩側支座處彎矩數值不相等，墻頂也有負彎矩。

3結論

根據上述大型泵房機器間側墻頂部支承計算的情況，我們可以得出如下初步結論：1、走道板的支承作用必須予以考慮，但是我們也不能人為夸大，它只是一種彈性支承的支座。2、簡單的運用彈性支承反力系數法計算，將側墻作為單向板計算，仍會得出偏于保守的結果。3、比較大型的泵房適合于使用有限元的方法整體建立模型分析、計算，這樣也便于計算各個構件的相互作用。

本文得出的僅是初步的結論，與有限元相比較的簡化計算方法也不能涵蓋所有靜力計算方法，因此本文主要的作用在于探討，并提供一些參考。

參考文獻

[1] 國家標準.給水排水工程構筑物結構設計規范 GB 50069-2002[S].北京：中國建筑工業出版社,2002

篇9

關鍵詞：PCCP管；閉水試驗

Abstract: PCCP pipe for prestressed cylinder concrete pipe, steel, concrete, high strength steel and cement mortar composite structure composed of several materials. Based on PCCP tube closed water test purpose, methods, processes, safety measures are discussed and summarized, hope this article has elaborated the project example to involved in the construction of PCCP pipe for the water conveyance project of water supply pipe installation engineering, or other relevant working personnel in order to provide the beneficial reference.

Key words: PCCP tube; Closed water test

中圖分類號：TV73文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

一、工程概況

鑒江供水樞紐工程是鑒江下游最后一級水資源綜合利用工程，主要任務是供水，兼顧擋潮、航運、改善灌溉條件等。供水范圍和對象主要是湛江鋼鐵項目和東海島，兼顧坡頭區、南三島等生產和生活用水，是湛江鋼鐵項目最重要的配套工程。根據需水預測，引水規模為10m3/s，設計水平年為2020年。湛江市鑒江供水樞紐工程的第二標段――鑒江~東海島輸水管道Ⅰ標工程：由鑒江泵站（取水點位于閘壩上游約1.0km處的右岸河道彎段蛋浦村）提水加壓，通過封閉式輸水管線（雙管）經湛江市坡頭區乾塘鎮，以沉管方式直線穿過南三出海口，從南到北貫穿南三島。鑒江~東海島輸水管道Ⅰ標工程的主要建筑物包括鑒江抽水泵站、乾塘管線（約6.125km）、南三河沉管（約1.362km）、南三島管線（約15.994km），管道總長約23.481km，其中PCCP（DN2000mm）管約16.35km，鋼管約7.131km。

二．閉水試驗的目的

本試驗段為南三島段，樁號為7+372.634～23+366.825，長15.994km，主管為PCCP管，雙管。管徑為DN2000mm，正常工作壓力選取0.3～0.4MPa，試驗壓力按規范要求確定為0.9MPa。

PCCP安裝完成，按規定進行幾何尺寸質量檢驗，并提交各項質量指標滿足要求的檢驗報告后進行，在管內注水前，應對連接于受試結構上的工卡具、臨時支承件、支托、起重設備等可能改變結構本身拘束邊界條件的設施，進行解除拘束處理；應對結構上進行全面檢查。閉水試驗的目的不僅是檢查承插口、進人孔及其各類閥件是否滲漏水，檢查管身、鎮墩、閥井、閥件、三通及接口有無異常變化等，也是驗證設計、勘測、施工等是否符合安全質量要求。

三．閉水試驗方法

1．閉水試驗所具備的條件：

(1) 試壓伸縮堵頭承插各一套

(2) 抽水機：灌注水用、口徑80L；2臺

(3) 加壓泵：加壓用、10m3/h；1臺

(4) 附屬另件：排氣用及管材另件作為加壓用；1套

(5) 壓力表：作為測試水壓用、2.5Mpa；2只

(6) 量桶 ( 100公升) ： 測試漏水量

(7) 發電機：試壓設備之電源-100KW,1臺

(8) 氣動鈑手：鎖定封板用

(9) 空壓機：氣動鈑手用6m3/min

(10) 試壓介質為清水,3140kg/m

2. 試驗用構筑物

為克服DN2000PCCP管的管軸向推力，必須設置有足夠止推力的構筑物。

(1) 混凝土止退鎮墩兩個：

(2) 止退鎮墩后原土墻兩個：

2.1試壓原理、后背墻設計及穩定性驗算

2.1.1本次試壓按照設計要求分段試壓，試壓長度不大于2km，把兩處閥門井間的2km左右長度作為一個試壓段進行試壓。根據設計圖紙，每千米管線間最大的高差不超過2m，為了安全起見，試壓時取2m的高差對加壓狀態下水對盲板的壓力F進行驗算。

F=G水+f試驗=πr2（hg/1000+0.8mpa）=288.9t

2.1.2該試壓采用后坐墻作為后靠背，后坐墻整體強度需保證在試壓過程中水的壓力作用下不被破壞且不產生滑移。后坐墻尺寸設計為直立式砼墻，砼強度為C25，墻體高5m，埋地深度2.5m，背后填土5m，采用原槽澆筑，基礎必須坐落在原狀土上，不能設在人工回填土上。地面高度為2.5m，采用支模現澆，地面部分和地下部分同時澆筑。砼墻寬度為8m，以滿足兩根管道試壓的要求。砼墻頂厚3m，底厚3m，砼方量為V=5×8×3=120m³，澆筑完成并養生期到后，墻背后回填中粗砂，壓實度95%以上，濕密度不小于20kN/m³，背墻尺寸示意圖如下所示：

2.2對墻體進行穩定性驗算

2.2.1驗算后背墻填土過程后背墻的穩定性

填土階段計算簡圖如下圖所示：

在填土過程中，后背墻受主動土壓力作用，根據朗金主動土壓力計算公式：Ea=½γh2tg2（45-φ/2）=½×20×52×tg2（45-30°/2）

=83.33kN

故主動土壓力為83.33×8=666.64kN，

主動土壓力對墻趾的力矩：666.64×5×1/3=1111.07kN.m

后背墻自重對墻趾產生的力矩：120×2.3×10×1.5=4140kN.m。

所以，填土過程中是安全穩定的。

2.2.2驗算試壓過程中后背墻的穩定

在試壓壓力作用下，墻后填土受被動土壓力作用，根據朗金被動土壓力公式：Ep=½γh2tg2（45+φ/2）=½×20×52×tg2（45+30°/2）

=750kN/m

故被動土壓力Pp=750×8=6000kN

被動土壓力與墻體自重相對于墻趾的力矩：

N1=6000×5×1/3+120×2.3×10×1.5=14140kN.m

管道試壓產生的壓力對墻趾的力矩：

N2=2889×3.5=10111.5kN.m

N1>N2,故試壓過程中墻體不會發生傾覆。管道試壓時，按此設計制作后背墻。

3. 試驗準備

管道安裝完畢，接頭試漏合格后，在試驗段兩端安裝承、插口試水短管，試水短管一端焊接鋼板，鋼板上焊有加勁板作為試壓封板。澆筑混凝土鎮墩將試水短管包在其中作為試壓鎮墩，避免試壓短管沿軸線位移。在試水短管與試壓靠背間澆筑C20混凝土鎮墩，要求鎮墩底比已開挖管溝底低2 m，在鎮墩與臨時開挖間一律回填C20混凝土，不得以原土壤回填。在試水短管上安裝進人孔盲板，在進人孔盲板上有DN100的進水孔、DN150排氣孔和DN32打壓孔，并安裝DN15的壓力表及表閥，試壓用水從試壓上游試水短管上DN100進水孔注水。

（1）PCCP管接口全部驗收合格和管頂回填土不小于300L，并充分夯實。

（2）管軸線和標高經驗收符合規范要求，接頭水壓試合格。

（3）混凝土鎮墩達到要求強度C20的75%。

（4）人工管內清理完成。

（5）撤離對管道試壓有影響的設備、障礙物。

（6）壓力表已校檢驗并安裝完成，其精度符合要求。壓力表的量程為0～2.5Mpa，分別安裝在試壓段的兩端，試壓讀數以低處讀數為準。

（7）試壓用的閥門無滲漏。

4、試壓測試內容

（1）靜水壓測試補水量。

（2）強度、嚴密性試驗。

（3）堵頭接口的位移量。

四、 閉水試驗流程

1．管內清理

2．灌水

管內清理完成后，試壓現場通過DN100的供水管線，向管內緩慢充水，以免使管道發生水錘等現象，對管道造成損壞，充水時，先從管道高處的DN150排氣閥充分排除空氣，充滿水后用多級泵向管內注水，試壓管道應保證0.3～0.4Mpa的水壓，系統浸泡不低于72小時，讓管道襯砌材料充分吸水后再進行水壓試驗。

3．加壓及檢驗

全線灌滿水后以泵加壓至試驗壓力并保持規定時間，如有降壓，則測試漏水量并經監理人員認可為合格為止。水壓試驗時應逐步緩慢升壓，先達到設計壓力穩定后，再升至試驗壓力。試驗壓力穩定后，降壓至設計壓力。

4. 實測滲水量計算

(1)實測滲水量應按下式計算：

計算公式：

式中：

q―實測滲水量（L/（min?m））；

T―從開始計時至保持恒壓結束的時間（min）；

W―恒壓時間內補入管道的水量（L）；

L―試驗管段的長度（m）。

(2) 允許滲水量合格要求

實測滲水量應小于或等于按下列公式計算的允許滲水量，即q≤Q，PCCP管管長加權統計：

Q＝0.14

式中：

Q―允許滲水量（Lmin?km）

Di―管道內徑（mm）

5. 排水及拆除

管線試壓完成后排水，再拆除上游試壓靠背、試壓鎮墩和試壓短管，封閉管線。

6. 滲流結果

管線閉水試驗中，升壓、穩壓、卸壓必須符合設計的規定，漏水量計算必須在允許范圍內方為合格。試壓完成后，提交試驗成果報告。

7. 閉水試驗作業注意事項

（1）試水前

a.試水前應將全線管內清潔干凈。

b.兩端封板有足夠的抗壓應力阻擋水壓。

c.封板后面要有足夠的固定臺以免位移。

d.在尾端或管線高點處設置排氣閥。

（2）試水中

a.管內灌水要徐徐注水，不要間斷。

b.工作人員24小時待命，巡查全線排氣閥是否打開。

c.全線檢查是否有漏水現象。

d.管內灌滿水后仍須充足排氣至排氣孔噴出水為止。

e.水壓實驗時，應逐步緩慢升壓。先達到設計內水壓穩壓，再升壓至實驗壓力穩壓；達到實驗壓力穩壓后，然后降壓至設計內壓進行穩壓，以便有足夠時間觀測和檢驗。各壓力段穩壓時間按有關規定執行。系統的滲漏不超過設計規范要求為合格。如穩壓期間滲漏較大，應立即終止實驗。

f. 不論試驗滲漏量多大，均應對存在可視滲漏的接頭進行修補。

(3) 試水后

a.試水合格后排水將壓力減低至零為止。

b.抽取管內水。

c.拆除封板做好通風設備，工作人員進入管內工作必需注意安全。

五、安全措施

(1)在管道兩側10m的范圍內設置閉水試驗安全警戒區，相鄰道路兩旁放置安全警示牌，并設專人進行現場交通管理及指揮。試驗工作人員保持通訊，方便試驗過程中的操作、檢查、觀測、指揮、協調工作。

(2)專職安全人員應堅持現場巡視，發現違規或不安全隱患，及時制止和限期整改，無法解決的應及時上報有關單位。

(3)施工人員應按規定勞保著裝，并佩戴好必要的安全防護用具。

(4)特種作業人員必須持證上崗，施工人員應嚴格遵守安全操作規程及相關的安全規定，正確選擇和使用工器具，服從現場專職安全人員的管理。

(5)施工用電必須規范，所有照明，用電設備，電動工具等必須接于漏電保護開關之下，工作行燈和鋼管內施工照明必須采用36V以下安全電壓，并絕緣良好。所有供電設施安排專人值班，持證上崗。

(6)從指定配電箱引接電源，引接的電源線應固定在地面不易被車輛、人員刮碰到的地方；電源跨越行人、車輛通道時，架設高度應符合要求；在地面通過應采取穿鋼管等保護措施。

六、總結

PCCP管具有能承受較大內外荷載、抗滲性能好、接頭密封性好、經久耐用等優良特性，在大型引水工程和城市給排水工程運用越來越廣泛。我標段通過對PCCP管閉水試驗工藝的實施和總結，將有利于完善和推進PCCP管的閉水和通水功能，有利于對PCCP管施工質量的控制，為鑒江~東海島輸水管道Ⅰ標工程PCCP管道安裝工程順利完工奠定堅實基礎。

參考文獻

《預應力鋼筒混凝土管》GB/T19685