工业给排水地下管廊设计浅述

工业给排水地下管廊设计浅述

喻小辉,伏小燕,毛建刚

江西新余钢铁股份有限公司 江西新余  338000

摘要：在新的历史条件下，随着社会的发展，科学技术的发展，工业化的快速发展，使我国的工业得以快速发展。同时，我国的工业生产设备也在逐年增加。在工业管线总体布置中，由于管线众多、占地面积大、易受管线侵蚀等问题，长期以来困扰着各行业。对于这一问题，应该采取铺设地下管道的办法来解决。但是，目前我国的工业给排水管道还存在一些技术难题，因此，必须对其进行全面的分析与研究，才能有效地解决这些问题。本文就工业给排水地下管廊设计进行详细论述。

关键词：工业企业给排水地下管廊

1.地下管廊分类及特点

在工业生产中，管道形式包括循环水和污水管道。其中，管道输送介质包括：纯水，净循环水，预脱盐水，浊循环水，酸性碱性原水，以及污水。循环水管道，在输送介质中不含有腐蚀性物质时，管道也是没有腐蚀介质的管道。它的特点是：这种循环水管廊适用的区域很广，所涉及的管线也很多，一般都是DN800mm以上，属于大直径的管线。同时，这种管道的承重能力也很强。另外，循环水管一般设在走廊的下部，而其它的供水管道则位于主管的上面。污水式管道，其输送介质以酸性、碱性等腐蚀性介质为主，因此管道也是一种防腐管道。它的特征是：这种污水式的地下管廊，主要用于大型的工业厂房，管道的类型很多，但一般不超过DN300mm，是一种较小的管径。同时，在设计中应对污水的类型、来源进行研究、分析，并对各种压力参数进行精确的计算，并按污水的性质将管道、水井、排水管等按不同的类型进行区分。

2.管廊设计

2.1难点阐述

根据循环用水用户的要求，确定了不同管廊的管径和数量后，如何合理布置管廊截面，以及如何布置，是我们在设计时首先要解决的问题。大型工业排水管道布置的循环水管线数量众多，管径大小不一，而且用户的分布也不是很密集。如果只在管道中放置管道，可能会造成管道布置的杂乱无章，一是增加了管道的工作量，增加了管道弯头的数量，增加了管道的水头损伤，而且还会增加分支管道与管道中的管道之间的接触；第二，会影响到走廊的畅通，不利于施工和维护。走廊内的通道主要是为了进行日常维护和输送，因此正确的通道布置不仅要满足生产需要，还要对其大小进行控制，以节省工程费用。

2.2设计方案

2.2.1管道部署

在管线布置剖面的设计中，一是布置时要紧密，将大直径的管线置于管廊的下层支架上，以保证管线的稳定性。

(1)管线的设置要满足用户对工艺用水的要求，尽量将使用水量较大的轮回水管线设置在下层的支架上，并将其紧贴管廊的侧墙。它的优点是：一是将管线直接连接到室外；第二，如果这个使用者在接通后，在这个使用者之后，这个楼层的管道没有其他使用者之后，将会移除相关的管线，从而减小管廊截面，抬高管廊的底面，降低管廊的横向宽度，降低管廊的费用，但不会改变走廊的高度，不会对周边环境产生任何影响；第三，若本路轮回管道的上方有水使用者，则管道会一直延伸到走廊中，这是由于位于底层，所以不会影响到上方及周围的管线。同样的，对于距离较远的管道，最好的办法就是在管道的顶端安装管廊，将管道安装在管道的上部，这样可以将对管道和管道的影响降到最低。

(2)对于相似使用者的循环供水和循环水管道，必须在同一楼层的管托架上设置。如果有分支管道需要从这两根管子中流出，以保证使用者的供水，从而减少与其他管道的碰撞。

(3)间距较大且各自属于各自的循环供水系统的两个用户，必须分散布置，避免两个系统中的管路互相干扰，对其它管路的影响不大。

(4)在管线截面上尽可能地布置一至两个保留的管线，以便于生产。如果发生紧急情况，应该对管廊中的一根水管进行检修，如果单次生产需要连续的给水，则必须在剩余的管线上设置一根临时管线，以保证生产的顺利进行。

2.2.2通道部署

在完成完道布置剖面的设计后，下一步就是布置管道。管道的安装必须与更换管道的法兰、垫片、螺栓、螺母、紧固件一致，并满足与伸缩节、阀门等有关的小型零件的日常维护保养，以适应行人的需要；另外，为了提早更换管线，必须保证在大检修更换管线时，管线能够在管道内自由移动。通道的净宽度应超过600mm，并保证有更大的管子，伸缩节，阀门等可以通过。通常的做法是在走廊的一边设通道，或者在走廊中间加一个通道，两边都有管线。在管道中间布置管道，既能最大限度地利用空间，又能在走廊两侧布置管道，方便管道内的环状维修通道的设计，方便日常维修和检查，但也会增大管道截面，提高造价。因此，应根据实际情况，制订具体的设计方案。当使用者不密集时，可以采用2个侧向的方式，如果使用者较少，则采用中央通道。然后分析了管道在平面上的通畅状态，确保了在穿过管道后，管道中的任意一个点可以到达管道的任意一个点，或者从另外一个检修入口出来。这是改造工程的关键，安装管线必须便于生产、产出和维修，确保管线不会有任何交叉和堵塞。

3.管廊断面设计

3.1设计难点分析

在确定各管廊管径和管径后，应根据用户的需求，对管廊截面进行合理的配置，其中包括管廊通道的设置。在大型工业水管系统中，采用的循环水管数目多、管径不同，而且其用户分布也比较分散。若将管道按层次化排列，则会导致管道内部管线的错位，增加管道敷设难度，增加管道弯头，增加水头损失，并导致管道与管道中的管道经常发生碰撞；同时，还会给管道内的通道造成一定的不便，不利于施工和维修。走廊中的通道起到日常点检和维护、施工中输送管线的功能，所以合理的通道布局不仅要达到生产要求，而且要尽可能地小，以节约成本。

3.2设计方法

3.2.1管道布置

在管线布置剖面时，除一般需要考虑的是，为了保证管内的稳定，必须尽量将管径较大的管件布置在下层的管件上。

(1)管线的布置要与工艺用水户的需求相适应，尽可能地在靠近用户的地方设置回水管，并沿走廊的侧墙铺设。其优点是：

①管线易于就近排出；

②在接通用户之后，这一层的管线在这个用户之后没有其他的使用者，那么在以后的管道中，这个部分就可以被去掉，或者管廊的截面会自然地减少，或者管廊的底部会被抬高，或者管廊的水平宽度会被减少，从而节约管廊的成本，同时，管廊的高度不会改变，对外部的影响也不会改变；

③若在用户离开后，回水管上仍然有水使用者，则此楼层的管线在走廊内继续延伸，因为是在较低的楼层，所以不会对上方或相邻管线的设置产生影响。同理，如果连接距离较远的用户，则应尽可能地将其安置在管廊截面中部的管道支架上，并紧靠上部，这样对管道及其它管线的影响也最小。

(2)同一用户的循环给水管路和循环给水管路应设置在同一楼层的管路支架上。按照这种设计，同步性可以降低管路的交叉，在分支管路连接到使用者的供水时，不会发生碰撞。

(3)当两个用户之间的管道相隔很远并且属于不同的循环用水系统时，应分别设置，以保证两个系统之间的管路相互独立，并且不会对其它管路造成任何影响。图1为实际工程中采用的管道剖面，对上述设计方法进行了分析。图1所示的XH4CS、XH1CS是某装置的净循环供水系统的回水管和给水管道，XH4SB、XH1SB是某装置的净循环供水系统的回水管和给水管道，XH4KT、XH1KT是指工业净循环供水系统的回水管和给水管道。按此布置管道较有利。

图1　某工程中的管廊断面示意

3.2.2在管道布置完成后，应进行管廊内部通道的设计。管道要进行例行的维修和维修，其中包括一些小型的装置，例如法兰，垫片，螺栓，螺母，紧固件，例如伸缩节，阀门，所以首先要达到行人的需求；其次，在对管线进行大修和更换时，要考虑到管线的更换速度，使管线能够在管道中通行。通道的净宽度不应低于600毫米，应能使最大的管子、伸缩节、阀门等达到要求。在管道的一侧布置管道是最传统的方法。也可以在走廊的中部设置一个通道，两侧有管道。在长廊的中部设置通道，可以充分利用有效的空间，同时对两侧的管线进行检修、运输，既节约了截面，又节约了成本。管道的两侧还可以布置管道，这样可以方便管道内部的环形检修通道，方便日常维修保养，但是管道截面会增加，成本也会增加。所以，具体的设计方法要结合实际情况来决定。如果使用者很分散，可以考虑使用两侧通道的方式，如果使用者人数少，可以采取中间通道的方式。图2是在管道的两边都设有管道的剖面。

图2　通道设置于管廊两侧的管廊断面示意

最后，在平面上对管道的通过性进行分析，保证在不需要离开管道的情况下，从另一通道出口离开。在优化过程中，管线的布局要符合生产和维修的便利，以保证管线不会发生碰撞、不会堵塞。

4.地下管廊设计中的需求内容与注意事项

4.1地下管廊设计中其他专业设计的需求内容

工业给水管道工程是一项多学科的综合工程，在完成主体工程后，应向相关专业提供设计图纸和数据，并进行协同设计。在其它有关专业进行设计之前，应充分了解工厂内各类设备的给水状况。例如供水水温，水压，排水管径，水量，水质等。而且，这些专业的信息要及时的递交。主要包括：管道质量、数量、管径等；管道和地下通道的入口和入口的位置；建设地下管线的类型及数量；平面剖面图；在地面管道中，通风孔的位置及数目；在管线安装时，出现的起重孔数及尺寸；收集井排水沟的规格、位置及数量；特殊钢用于地下管道的顶板安装；对管道地面、集水井、排水沟等有一定的防腐要求；管道的照明设备和供电；管道的通风程度，换气次数，风机的防腐要求。这就是在地下管道系统的设计中所要考虑的问题。

4.2地下管廊主体设计中的注意事项

在对地下管廊进行设计时，应明确其整体的设计规范和风格，使其与企业的整体布局保持一致。同时，在设计中应充分考虑供水单位与用户之间的最短通道，保证管道所承受的最小荷载。管道的埋入深度也应纳入各类管道的埋入设计。同时，为了节省地面和地面空间，在铺设和预留相应的管线时，应尽可能保证管廊内部的平面布局紧凑。在管廊截面的设计中，要根据使用者的需要，对不同的管廊采用的管线类型、数量等进行详细的设计和记录。并保证三层以上的管线层数，并设置3m—5m之间，以体现走廊的空间特性。另外，在管线剖面的布局中，应该注意：按照从小到大、从上到下依次排列的顺序。对腐蚀性强的管线也要设置在长廊下面，而同一种管线，要进行集中布置。而且必须从上到下，根据进入通道的顺序，防止在入口和出口之间产生碰撞。

5.相关专业设计

在承担有关专业的有关设计内容的同时，向有关专业提出设计材料，并组织实施。地下管道的设计是一项系统工程，涉及到多学科的协作。在进行设计前，给水工程的人员必须对每个工厂的给水、废水的种类、水量、管径、水温、水压、水质（浓度或成分）、使用制度等进行全面的了解。给排水工程专业所需提供的相关信息如下：

（1）地下管线的类型及数目；

（2）一种平面剖视图，即一种地下管道；

（3）地下管线与管线共用部位的入口、楼梯位置、数量；

（4）管道内管道的数量、直径、质量、支架间距；

（5）对地下管道入口和出口的数目及位置进行初步确定；

（6）管道管道安装、吊装孔的大小及数目；

（7）埋置和开孔，管道基础，特殊管道支架；

（8）收集井的数量和大小位置；

（9）对于管径大于DN800mm的地下管线，应设置人工工字钢，用于管道安装；

（10）污水区内壁、地面、井和沟渠的防腐蚀要求，并附上污水区的管线介质清单；

（11）集水井抽水系统的电压、功率、控制要求、高位报警信号的采集；

（12）管道内部的照明和维修需求；

（13）通风要求、通风时间、通风次数、风机防腐要求等。

6.结语

总之，随着我国经济持续快速发展，我国的工业生产和发展水平也随之提高。在实际的工业生产中，由于管道数量庞大，往往是许多工业企业难以解决的难题。从科学、合理的角度出发，提出了在城市建设中应采用的地下管道系统。但是，给排水系统的设计、部署、施工是一个非常复杂、非常细致的工作，为了达到科学、合理的目的，必须要对其进行详细的规划和设计，同时还要对各个行业进行协调，从而促进城市给排水系统的设计。

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