给水排水工程管道方案和施工图设计

一、管道工程方案设计

排水工程设计工作可划分为三阶段设计或两阶段设计。三阶段设计包括初步设计、技术设计和施工图设计，两阶段设计由三阶段设计简化为初步设计（或扩大初步设计）和施工图设计。大中型基建项目一般采用两阶段设计；重大项目和特殊项目，根据需要，可增加技术设计阶段。

初步设计又称为方案设计，主要解决设计原则和标准，选定设计方案；施工图设计全面解决施工、安装等具体工程问题。

1.管道工程方案设计的目的和内容

（1）方案设计的目的：方案设计的目的是解决管道工程设计中重大的、原则性的问题，以保证设计方案技术上可行、合理，同时经济上又比较节省。

（2）方案设计的内容：主要包括明确拟设计管道系统的服务范围、所应采用的排水系统体制、设计标准、污水（雨水）的出路、管网定线（确定管道所在的位置以及污水的走向）、近期和远期结合的问题等。

2.管道工程方案设计的步骤

（1）明确设计任务。

（2）设计资料的调查：污水管道系统的规划设计必须以可靠的资料为依据。设计人员接受设计任务后一般应先了解、研究设计任务书或批准文件的内容，弄清本工程的范围和要求，然后赴现场踏勘，分析、核实、收集、补充有关的基础资料。进行排水管道工程设计时，通常需要有以下几个方面的基础资料。

1）有关明确任务的资料：进行城镇或工业企业的排水工程新建、改建和扩建工程的设计，一般需要了解与本工程有关的城镇或工业企业的总体规划以及道路交通、建筑占地、给水排水、电力电信、防洪、燃气、园林绿化等各项专业工程的规划。这样可进一步明确本工程的设计范围、设计期限、设计人口数；拟用的排水体制；排水方式；受纳水体的位置及防治污染的要求；主要公共建筑和其他排水量大的排放口的位置、高程和排放特点；各类污水量标准及其主要水质指标；与给水、电力电信、防洪等其他工程设施可能的交叉等以及工程投资情况。

2）有关自然因素方面的资料：

a.地形图：进行大型排水工程设计时，在方案设计阶段要求有设计地区和周围25～30km范围的总地形图，比例尺为1∶10000～1∶25000，等高线间距1～2m；或带地形、地物、河流等的地区总体布置图，比例尺为1∶5000～1∶10000；工厂可采用比例尺1∶500～1∶2000，等高线间距0.5～2m。

b.气象资料：包括设计地区的气温（平均气温、极端最高气温和最低气温）、风向和风速、降雨量资料或当地的暴雨强度公式等。

c.水文资料：包括河流的流量、流速、水位记录，水面比降，洪水情况和河水水温、水质分析化验资料等。

d.地质资料：主要包括设计地区的土壤性质和构成、土壤冰冻深度及其承载力、地下水水位和水质、地震等级等。

3）有关工程情况的资料：道路等级、路面宽度及材料；地面建筑物和地铁以及其他地下建筑的位置和高程；给水排水管线、电力电信电缆、煤气管线等各种地下管线的位置；本地区建筑材料、管道制品、电力供应的情况和价格；建筑安装单位的等级和装备情况等。

污水管道系统设计所需的资料范围比较广泛，其中有些资料虽然可由建设单位提供，但为了取得准确可靠充分的设计基础资料，设计人员必须到现场进行实地调查勘测，必要时还应去提供原始资料的气象、水文、勘测等部门查询。将收集到的资料进行整理分析、补充以至修改。

（3）设计方案的确定：在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后，设计人员根据工程的要求和特点，对工程中一些原则性的、涉及面较广的问题提出了解决办法，这样就构成了不同的设计方案。这些方案除满足相同的工程要求外，在技术经济上有时是互相补充的、有时是互相对立的。因此必须对各设计方案深入分析其利弊和将产生的各种影响。分析时，对一些方针政策性的问题，必须从社会及国民经济发展的总体利益出发进行考虑。比如，城镇的生活污水与工业废水是分开处理还是合并处理的问题；城市污水是分散成若干个污水厂还是集中成一个大型污水厂进行处理的问题；城市排水管网建设与改造中体制的选择问题；污水处理程度和污水排放标准问题；设计期限的划分等。由于这些问题涉及面广，且带有方针政策性，因此应从社会的总体经济效益、环境效益、社会效益综合考虑。此外，还应从各方案内部与外部的各种自然的、技术的、经济的和社会方面的联系与影响出发，综合考虑它们的利弊。

对社会环境有重大影响的排水工程项目进行方案比较与评价的步骤和方法如下：

1）建立方案的技术经济数学模型：建立主要技术经济指标与各种技术经济参数之间的函数关系。也就是通常所说的目标函数及相应的约束条件方程。目前，由于排水工程技术问题的复杂性，基础技术经济资料匮乏等原因，建立技术经济数学模型在多数情况下较为困难。同时在实际工作中已建立的数学模型也存在应用上的局限性。当前在缺少合适的数学模型的情况下，可以根据经验选择合适的参数。

2）技术经济数学模型的求解：这一过程为优化计算的过程。从技术经济角度来说，首先必须选择有代表意义的主要技术经济指标为评价目标，其次要正确选择适宜的技术经济参数，以便在最好的技术经济情况下进行优选。由于实际工程的复杂性，有时解技术经济数学模型并不一定完全依靠数学优化方法，而是采用各种近似计算方法，如图解法、列表法等。

3）方案的技术经济评价：在以上设计资料调查的基础上，充分考虑方案设计的内容，结合当地的实际情况提出设计方案，并根据技术经济评价原则和方法，在同等深度下计算出各方案的工程量、投资以及其他技术经济指标，然后进行各方案的技术经济评价。

4）综合评价与决策：在上述分析评价的基础上，对各设计方案的技术经济、方针政策、社会效益、环境效益等方面作出总的评价与决策，以确定最佳方案。综合评价的项目或指标，应根据工程项目的具体情况确定。经过综合比较后所确定的最佳方案即为最终设计方案。(www.xing528.com)

但是，更多的排水工程项目属于中小型新建、改建或扩建项目，因此实际工程中方案设计的步骤主要包括以下几个方面：

a.绘出每个方案的平面图，并绘出总流域边界线；

b.在平面图上绘出管线（只是反映管线大体布置在哪条路上）、检查井所在的位置，绘出分流域边界线；

c.确定设计管段，根据当地的设计标准，计算设计流量；

d.进行水力和高程计算；

e.绘出平面及纵断图；

f.计算工程量，进行工程估算；

g.列出方案比较表。主要从工程量、工程造价、拆迁占地情况、水力条件、施工、运行维护以及其他社会环境因素等方面加以比较。

二、管道工程施工图设计

1.施工图设计的目的

施工图设计的目的是把方案设计的成果工程化、细部化，是工程施工和施工预算的主要依据。

2.施工图设计的内容与步骤

（1）设计资料的进一步补充与完善。内容包括：

2）地下已建各种管线、构筑物等。

3）水文地质资料。

4）现场调研、测量管线交叉或接入处的管径和管底高程等。

（2）管网定线（反映管线在道路上的准确位置）、检查井布置，流域边界线划分。

（3）确定管网高程控制点及其埋深。

（4）进行管道水力、高程计算。

（5）画出总平面图、平面条图、纵断图。

（6）选附属构筑物等。

（7）工程概算。