市政给排水管网设计的经济性因素分析

叶锐 郑青

【摘要】市政给排水工程与人们的生活水平息息相关，而工程经济性的高低对工程质量也起到了很大的影响作用。基于此，本文围绕影响市政给排水工程建设经济性的因素，提出了优化管网形状、精选管网材质、加强对管径管深的管理、提升管道综合建设、加强对管线的地勘物探以及提升水力计算的精细程度等措施。

【关键词】市政工程;给排水;管网设计;经济性因素

一个工程的实用性、可行性以及工程社会属性都可以用该工程的经济性来判断衡量。在满足工程质量要求、实用功能以及安全标准的前提下，通常会选择降低工程造价来提升经济性。对于市政给排水管道工程来说，需不断掌握设计、采购、施工等诸多环节以及其对工程造价产生的影响。

1、优化管网形状

在现阶段的市政给排水管线工程中，管网的形状主要分为三种，分别为枝状、环状以及枝状和环状相结合的复合状。其中，枝状管网的造价低，投入成本相对较少，但存在供水、排水可靠性低，管道检修复杂程度高的弊端。而环状管网则与枝状管网相反，环状管网因管线敷设之间的距离长，相应的附属设备也更多，因此成本投入相对较高，但是环状管网的供水、排水工作可以利用连通管来进行，因此具备了较高的可靠性，在对管道进行检修和维护时也更加便利。环状管网的形状较多，其中包括三角形、四边形以及多边形等。而枝状环状相结合的复合状管网则兼备了二者的共同特征，因此大多数市政给排水管线工程在考虑近期、远期因素后都会选择复合状管网进行安装。在实际的工程中，还需进一步优化管网的形状，从而不断降低造价、节省投资，提升给排水工程的经济性。

2、精选管网材质

市政给排水管道按照材质的不同主要分为金属管和非金属管，其中金属管中主要包括球墨铸铁管和钢管，而非金属管中主要包括钢筋混凝土管、玻璃钢管以及塑料管等。由于塑料材质的特殊性，塑料管也可细分为PE管、UPVC管和HDPE管等。不同材质的管道所具备的力学和化学性质不同，建设过程中体现出来的承载力、耐腐蚀力以及寿命长短也不同。不同材料的管道代表着不同的施工工艺，进而也会对工程进度、工程造价等要素产生影响。在实际的过程中，要结合不同的地质条件选择管道材质[1]。在土质较好的地段，可以选择球墨铸铁管，因为该材质管道具备敷设快、维修便捷且成本较低的优势;而在地下水位较高或有腐蚀性的区域内，可以选用PE管，因PE管具有较高的耐腐蚀力且使用寿命长;因钢管的柔韧性较好，可以承受更多的外部荷载，因此在公路地段通常会选用钢管。

3、加强对管径的管理

通常情况下，市政工程的给水管径范围在DN100～DN1200之间，更大的例如重力输水管线可以达到DN1600;而排水管道的管径范围一般为DN300～DN1800，如果根据实际情况需要增加管径，则可以采用方形混凝土箱涵。在给排水管道的建设过程中，管径越小的管道基础投资就越少，但后期因流速增加运行费用也会增加，反之大管径的管道基础投资多，但后期的运行费用较少。尤其是排水管道，在上下游水位差恒定时，小管径管道基础投资少，但过流能力弱，而大管径管道投资虽然增加，但过流能力也会提升。因此在建设过程中，给排水管道都会选择综合造价最低的方案，给水管道选择经济管径，排水管道选择水利最优管径。

4、加强对管深的管理

管道埋深会受到地面荷载、地面坡度、冰冻线深度以及管道综合等因素的影响，从地面荷载的角度来说，通常给排水管道需覆土0.7m以上;就地面坡度而言，管道的埋深覆土会受到重力的影响;而冰冻线深度对给排水管道的影响为，给水管道覆土不小于冰冻线以下0.15m，排水管道不高于冰冻线以上0.15m。管道综合则对管道冲突起调节作用，在地面荷載较大的区域，可以利用砼包封来提升管道强度，从而减少埋深;而在坡度起伏较大的区域，可以采用局部凹形地面回填的方法，有效减少土方量，从而提升管道高度。

5、提升管道综合建设

市政管线的种类很多，除了给排水管道，热力、燃气、通信管道也会参与建设，因此管线碰撞的现象频繁出现，进而只能局部返工或整体修改设计，造成施工成本的增加，因此加强管道综合建设十分有必要。管道综合的原则是小管道避让大管道、新管道避让旧管道、压力流管道避让重力流管道、临时管道避让永久管道。在此基础上，可以有效提升管线的合理布置与施工管理效率，同时有利于提升管线高程为支管接入提供便利条件。为避免返工或修改设计的现象出现以及提升检修便利程度，应不断提升管道综合的质量，从而提升工程效率，减少工程投资。

6、加强对管线的地勘物探

在给排水管道的建设过程中，当遇到地势条件较好且地下埋管较少的地段时，可以直接开挖，有效节省工程造价。而当遇到地质条件恶劣，埋管较多或地下水位高的情况时，则需要在建设之前先抽排地下水或者进行换填处理，这都会大大提升工程成本[2]。在遇到类似的情况时，先要进行管线物探，并对已经建成的管道进行截断或移位，同时管沟开挖的过程中也不能使用机械，这无疑会造成工程造价的进一步增加。因此在给排水建设过程中，要注意参考地勘和物探资料，以有效避免上述的不利现象。

7、水力计算的精细化

在给排水的设计建造过程中，设计和计算一直以来都是相辅相成的，不论是对流速、流量以及坡度各个参数的计算与选取还是优化管道断面，计算的精细程度都起到了重要的作用。与此同时，提升工程各环节计算过程的精确度不仅可以发挥功能效用还可以有效降低工程造价，提升经济性。例如在计算断面积为2m2、壁厚为200mm排水箱涵的砼需要量时，如果用1m×2m的算法，每1m则需要1.2m3的砼;若用4m×0.5m的算法，则需要1.8m3的砼;若用正方形1.415m×1.415m的算法，则需要1.132m3的砼。

结论：

综上所述，很多要素都会对市政给排水管道工程的经济性造成影响，特别是要掌握好管道的设计环节。在实际的建设过程中，相关工程人员要树立起经济性意识，加强对工程经济性的控制，在实现市政给排水管道工程基本功能的基础上，不断优化设计理念，降低造价，最大程度地发挥工程的社会效益与环境效益。

参考文献：

[1]郭汉超.浅谈如何提高市政给排水设计的合理性[J].居舍，2019（19）：85.

[2]郑万利.市政规划中给排水管网设计的原则与方法探究[J].绿色环保建材，2018（02）：75.

作者简介：

叶锐（1988.09--），性别：男，民族：汉，籍贯：陕西商洛，学历：本科，毕业于昆明理工大学，现有职称：中级工程师，研究方向：给水排水工程。