管道工程技術(shù)論文
管道工程技術(shù)論文
管道工程在許多城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中都有建設(shè)，下面是學(xué)習(xí)啦小編整理了管道工程技術(shù)論文，有興趣的親可以來(lái)閱讀一下!
管道工程技術(shù)論文篇一
輸水管道工程設(shè)計(jì)
[摘要] 輸水管道工程在許多城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中都有建設(shè)，輸水管道的建設(shè)能夠解決城鎮(zhèn)的供水問(wèn)題，推進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)及工業(yè)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步的發(fā)展;同時(shí)也將極大的改善城市居民的生活環(huán)境，提高人民生活水平和健康水平。輸水管道工程設(shè)計(jì)中管道布置、管道條數(shù)及連接管的確定、流量、管徑的確定、管材確定、管道埋深、管溝開(kāi)挖、管道基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、管道穿越障礙物的設(shè)計(jì)、管道附屬構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、管道支墩的設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題是輸水管道工程設(shè)計(jì)中非常重要，也是設(shè)計(jì)人員必須要考慮的問(wèn)題。本文結(jié)合本人的工作實(shí)踐就輸水管道工程設(shè)計(jì)談幾點(diǎn)體會(huì)。
[關(guān)鍵詞] 輸水管道 管道布置 連通管 流量 管徑 管材 管道埋深 管溝 管道基礎(chǔ) 附屬構(gòu)筑物 管道支墩
輸水管道是指從水源輸送原水至凈水廠或配水廠的管道，當(dāng)凈水廠遠(yuǎn)離供水區(qū)時(shí)，從凈水廠至配水管網(wǎng)間的干管也可作為輸水管考慮，輸水管按其輸水方式可分為重力輸水和壓力輸水。一般輸水管在輸水過(guò)程中沿程無(wú)流量變化
城鎮(zhèn)輸水管道工程設(shè)計(jì)首先要依據(jù)室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范、給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)規(guī)范和手冊(cè);然后要結(jié)合地區(qū)地理、氣候特點(diǎn)等實(shí)際情況，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性出發(fā)綜合考慮、設(shè)計(jì)。
1、管道布置
輸水管線定線時(shí)，必須與城市建設(shè)、規(guī)劃相結(jié)合，盡量縮短管線的長(zhǎng)度，減少拆遷，少占良田，少毀植被，保護(hù)環(huán)境，保證供水安全;
選線時(shí)，應(yīng)選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，盡量沿現(xiàn)有或規(guī)劃道路敷設(shè)，以便施工和檢修;
管線盡量減少與鐵路、公路和河流的交叉;避免穿越滑坡、巖層、沼澤、高地下水位和河流淹沒(méi)等沖刷地區(qū)，以降低造價(jià)和便于施工、維護(hù)及管理。
2、輸水管道條數(shù)及連通管的確定
輸水管道一般不宜少于兩條，當(dāng)有安全貯水池或其它安全供水措施時(shí)，也可修建一條輸水干管。
實(shí)踐中為提高供水可靠性，常采用在平行管線之間增設(shè)連通管并裝置必要的閥門的方式，這樣，當(dāng)管線某段損壞時(shí)，無(wú)需整條管線全部停止運(yùn)行，而只需用閥門關(guān)閉損壞的一段進(jìn)行檢修。采用這種措施可以提高事故時(shí)的流量。輸水干管和聯(lián)通管管徑及聯(lián)通管根數(shù)，應(yīng)按輸水干管任何一段發(fā)生故障時(shí)仍能通過(guò)事故用水量計(jì)算確定。城鎮(zhèn)的事故水量為設(shè)計(jì)水量的70%。
當(dāng)采用重力供水時(shí)，位置水頭一定，若兩條平行敷設(shè)的輸水管線，其管材、直徑和長(zhǎng)度均相等時(shí)，為滿足當(dāng)輸水管損壞時(shí)事故流量為設(shè)計(jì)水量的70%。聯(lián)通管需設(shè)置2個(gè)，將輸水管等分成三段。
當(dāng)采用水泵供水時(shí)的壓力輸水管，若兩條平行敷設(shè)的輸水管線，其管材、直徑和長(zhǎng)度均相等時(shí)，為滿足當(dāng)輸水管損壞時(shí)事故流量為設(shè)計(jì)水量的70%。聯(lián)通管需設(shè)置 >1個(gè)，聯(lián)通管具體設(shè)置個(gè)數(shù)通常是通過(guò)公式計(jì)算來(lái)確定的。
3、輸水管道流量、管徑的確定
輸水管道工程確定其水量規(guī)模是首要內(nèi)容，即不能預(yù)測(cè)規(guī)模偏大，造成建成工程不能充分發(fā)揮效益;又不能造成預(yù)測(cè)規(guī)模滯后，影響城鎮(zhèn)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而合理確定水量規(guī)模十分重要。
(1)流量確定
從水源至凈水廠的原水輸水管道設(shè)計(jì)流量Q，一般按照凈水廠最高日平均時(shí)供水量QT加上凈水廠自用水量和輸水管道的漏失水量計(jì)算。
從凈水廠至管網(wǎng)的清水輸水管道設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最高日最高時(shí)用水條件下，由凈水廠負(fù)擔(dān)的供水量計(jì)算確定。
(2)管徑確定
輸水管道管徑按最高日平均時(shí)供水量QT加上凈水廠自用水量和輸水管道的漏失水量通過(guò)水力計(jì)算確定。
輸水管管徑D=(4Qm/πVe)1/2
其中Qm ――最高日平均時(shí)供水量加上凈水廠自用水量和輸水管道的漏失水量。
Ve――管道經(jīng)濟(jì)流速.根據(jù)選用管材及當(dāng)?shù)氐姆蠊軉蝺r(jià)和動(dòng)力價(jià)格,通過(guò)計(jì)算確定。
從上式可知，管徑的確定與流量和流速有關(guān)，流量已知，尚需確定流速，流速的確定是根據(jù)平均經(jīng)濟(jì)流速來(lái)定。一般大管徑DN≥400時(shí)為0.9-1.4m/s。中小管徑DN=100-400mm時(shí)為0.6-1.0m/s。
4、管材確定
由于輸水管道管徑一般較大，并且距離長(zhǎng)，對(duì)供水安全性影響較大，故管材選擇主要應(yīng)考慮工程安全性強(qiáng)，管道綜合造價(jià)適中，性能比較好的管材，一般用于輸水管道的管材有PE給水管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土輸水管等。
在施工過(guò)程中具體選用什么管材可通過(guò)管材技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，并通過(guò)各地的工程地質(zhì)情況來(lái)確定。
5、管道埋深、管溝開(kāi)挖、管道基礎(chǔ)
(1)管道埋深
對(duì)于非冰凍地區(qū)管道的管頂埋深主要由外部荷載、管材強(qiáng)度、管道交叉以及土壤地基等因素決定。金屬管道的覆土深度一般不小于0.7米，當(dāng)管道強(qiáng)度足夠或者采取相應(yīng)措施時(shí)，也可小于0.7米。
對(duì)于新疆地區(qū)，大部分城市和城鎮(zhèn)都屬于冰凍區(qū)，冰凍區(qū)管道的管頂埋深除決定于上述因素外，還需要考慮土壤的冰凍深度，應(yīng)通過(guò)熱力計(jì)算確定。當(dāng)無(wú)實(shí)際資料時(shí)，可采用經(jīng)驗(yàn)值。如下表：
設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)以及凍土深度做相應(yīng)的調(diào)整。
(2)管溝開(kāi)挖
管溝開(kāi)挖一般在地質(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻、地下水位較低的地段開(kāi)挖管溝，當(dāng)管溝深度在地下水位以上時(shí)，管溝邊坡根基當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)情況的不同有所不同，從1：0.33――1：1.5不等。一般情況下老黃土的邊坡坡度較大，中密砂石的邊坡坡度較小。在地質(zhì)條件較差、土質(zhì)松軟、地下水位較高且富含地下水的地段開(kāi)挖管溝，設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮必須采取的施工措施，施工措施之一是加大管溝邊坡的設(shè)置坡度;之二是采用鋼板樁支撐管溝，挖管溝不可能無(wú)限度地加大管溝邊坡從而形成大開(kāi)挖的施工局面。
(3) 管道基礎(chǔ)
輸水管道盡量敷設(shè)在土壤耐壓強(qiáng)度較高，未經(jīng)擾動(dòng)的天然地基上。
常用的管道基礎(chǔ)有以下三種情況:①天然弧形基礎(chǔ)，適用于地基承載力較高，無(wú)地下水位處。②砂墊層基礎(chǔ)，適用于巖石或半巖石層地基中，須鋪砂找平;對(duì)非金屬管及塑料管道，其厚度應(yīng)不小于100mm;對(duì)于金屬管道其厚度不小于150-200 mm并均應(yīng)夯實(shí)。一般宜采用中砂或粗砂作基礎(chǔ)材料。③混凝土基礎(chǔ)，適用于地基土壤松軟時(shí)(如遇流沙及沼澤的情況下，還應(yīng)在基礎(chǔ)下面先做樁排架)?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C15。
6、管道穿越障礙物
輸水管線在穿越鐵路、公路和河谷時(shí)，必須采取一定的措施。
當(dāng)輸水管道穿越鐵路、公路時(shí)，一般在路基下垂直穿越，施工方式有頂管法及大開(kāi)挖施工;輸水管道在穿越臨時(shí)性鐵路或一般公路或非主要路線，且水管埋設(shè)較深時(shí)可不設(shè)套管;如若穿越較重要的鐵路或交通頻繁的公路時(shí)輸水管道穿越段需設(shè)置鋼筋混凝土套管。套管直徑根據(jù)施工方法而定，大開(kāi)挖施工時(shí)，應(yīng)比給水管直徑大300毫米，如采用頂管法時(shí)應(yīng)較給水管直徑大600毫米;當(dāng)輸水管道穿越鐵路、及交通頻繁的公路時(shí)的兩端應(yīng)設(shè)置檢查井;
當(dāng)輸水管道穿越河道時(shí)，可分為河底穿越和河面跨越兩種情況。河底穿越的施工方法可采用圍堰，河底開(kāi)挖埋置;水下挖泥，拖運(yùn)，沉管敷設(shè);頂管等施工方法。河面跨越可將管道敷設(shè)于車行(人行)橋梁上或設(shè)專用的管橋架設(shè)過(guò)河。
河底穿越的輸水管道一般敷設(shè)兩條，按一條停止工作，另一條仍能通過(guò)設(shè)計(jì)流量考慮。
7、附屬構(gòu)筑物
輸水管網(wǎng)敷設(shè)過(guò)程中的主要附屬構(gòu)筑物為分段和分區(qū)檢修閥門井、排氣閥井、泄水井、管道支墩。
(1)閥門井
輸水管的檢修閥門間距需根據(jù)事故搶修允許的排水時(shí)間確定。具體位置應(yīng)結(jié)合地形起伏，穿越障礙及連通管位置等綜合考慮而定。一般情況下根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)值來(lái)確定：
(2)排氣閥井、泄水井
排氣閥的安裝是為了保證輸水管道在投產(chǎn)時(shí)或檢修后通水時(shí)，管內(nèi)空氣可經(jīng)此閥排出。平時(shí)用于排除從水中析出的氣體，以免空氣積在管中，減少過(guò)水?dāng)嗝婧驮黾庸芫€的水頭損失，輸水管道排氣閥的設(shè)置位置一般在如下幾處：
?、佟㈤L(zhǎng)的上升管線每隔1000米;②、所有高點(diǎn);③、長(zhǎng)的下降管線每隔1000米;④、上升坡度下降點(diǎn);⑤、水平管線或水力坡度管線末端;⑥、長(zhǎng)的水平管線或長(zhǎng)的水力坡度管線每隔1000米;⑦、水力坡度管線相對(duì)高點(diǎn)。
泄水閥的安裝是用以排除沉淀物以及檢修時(shí)放空管內(nèi)的存水，一般情況下是安裝在輸水管道的低處。
(3)管道支墩
當(dāng)管內(nèi)水流通過(guò)承插接頭的彎頭、丁子支管頂端、管堵頂端等處產(chǎn)生的外推力大于接口所能承受的拉力時(shí)，應(yīng)設(shè)置支墩。支墩不應(yīng)修筑在松土上;利用土體被動(dòng)土壓承受推力的水平支墩的后背必須為原狀土，并保證支墩和土體緊密接觸，如有空隙需用與支敦相同材料填實(shí)，水平支墩后背土壤的最小厚度應(yīng)大于墩底在設(shè)計(jì)地面以下深度的3倍。
一般情況下在管徑大于或等于300mm的供水管道在管道沿線安裝有彎頭、三通、異徑管、閥門等的部位，需按照供水管道安全需求設(shè)置管道的水平支墩、豎向支墩;在管徑大于600mm時(shí)還需在閥門井后設(shè)置拖拉支墩;當(dāng)管徑小于300mm或轉(zhuǎn)彎角度小于10°，且水壓不超過(guò)980Kpa時(shí)，因接口本身足以承受拉力，可不設(shè)支墩。
8、結(jié)束語(yǔ)
輸水管道工程設(shè)計(jì)中除要求投資省、技術(shù)先進(jìn)外還要充分考慮施工安裝方便等方面的要求，因此設(shè)計(jì)時(shí)要全面的調(diào)查城鎮(zhèn)的現(xiàn)狀情況，氣候情況及工程地質(zhì)情況，合理的布置城鎮(zhèn)輸水管道，確定輸水的輸水規(guī)模，管道埋深，盡量避免考慮不周，給城鎮(zhèn)帶來(lái)不必要的浪費(fèi)。只要我們對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真研究，并深入現(xiàn)場(chǎng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，就可避免失誤，使設(shè)計(jì)更趨完美。
參考文獻(xiàn)：
[1]《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/50013-2006.
[2]給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)3-城鎮(zhèn)給水第二版，中國(guó)建筑工業(yè)出版設(shè)出版.
[3]給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)1-常用資料第二版，中國(guó)建筑工業(yè)出版設(shè)出版.
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