第三节 给水管网附属构筑物及管道敷设

除管网附件外，给水管网上还有很多附属构筑物，例如，保护阀门、消火栓的各种地下井类构筑物，管线穿越障碍的构筑物，以及储存和调节水量的调节构筑物等。

一、地下井类构筑物

管网中的附件一般安装在地下井内，这样可以使附件得到保护，并便于操作和维修。为降低造价，各种附件和配件应尽量紧凑布置，以减少地下井的数目和口径。地下井的平面和立面尺寸应满足附件本身的安装、操作、维修需要及拆装附件和配件所需的最小尺寸。各种井的形式及尺寸可参见有关标准图集。

地下井井壁和井底应不透水，管道穿越井壁处应进行密封处理。地下井一般用砖砌，也可用石砌或钢筋混凝土建造。

阀门井是最常见的地下井，平面形状一般为圆形，如图6-9所示。矩形卧式阀门井如图6-10所示。直径不大于300mm的阀门，如果设置在高级路面以外的地方（人行道或简易路面下），可以采用如图6-11所示的阀门套筒。在寒冷地区，阀杆头部常因漏水冻住，影响阀门启闭，故一般不采用阀门套筒。

消火栓井如图6-8所示。排气阀井如图6-12所示。泄水阀井如图6-13所示。

二、管道穿越障碍的构筑物

给水管道穿越铁路、河谷及山谷时，必须采取一定的技术措施。

图6-9 阀门井

图6-10 矩形卧式阀门井

图6-11 阀门套筒

1—铸铁阀门套筒；2—混凝土套筒座；3—混凝土管；4—砖砌井框

图6-12 排气阀井

1—排气阀；2—阀门；3—排气丁字管；4—集水坑；5—支墩

图6-13 泄水阀井

管线穿越铁路时，其穿越地点、方式和施工方法必须取得铁路有关部门的同意，并遵循有关穿越铁路的技术规范。管线穿越铁路时，一般应在路基下垂直穿越，铁路两端应设检查井，井内设阀门和泄水装置，以便检修。穿越铁路的水管应采用钢管或铸铁管。钢管应采取较强的防腐措施，铸铁管应采用青铅接口。管道应尽量避免从铁路站场地区穿过，若必须穿过站场地区或穿越重要铁路时，应在水管外设钢筋混凝土防护套管，如图6-14所示。套管直径根据施工方法而定，开挖施工时应比给水管直径大300mm，顶管法施工时应比给水管直径大600mm。管道穿越非主要铁路或临时铁路时，一般可不设套管。防护套管管顶（无防护套管时为水管管顶）至铁路轨底的深度不得小于1.2m。

管线跨越河谷及山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或建造水管桥，或敷设倒虹吸管。选择跨越形式时，应考虑河道特性、通航情况、河岸地质条件、过河管道的水压及直径等，并经技术经济比较后确定。

给水管如果能借助现有桥梁穿越河流是最为经济的方法，但应注意振动和冰冻的可能性。给水管通常敷设在桥边人行道下的管沟内或悬吊在桥下。

倒虹吸管从河底穿过，具有隐蔽、不影响航运等优点，但施工和检修不方便。倒虹吸管一般敷设两条，按一条停止工作而另一条仍能通过设计流量考虑。倒虹吸管内的流速应大于不淤流速，通常直径小于上下游管线的直径。倒虹吸管的设置位置应尽量避开锚地，并应选在河床、河岸不受冲刷的地段；两岸设置检查井，井内设有阀门、排气阀和泄水阀等；一般管顶距河床底面的距离不小于0.5m，在航道线范围内不得小于1m。倒虹吸管一般选用钢管，并须做好防腐处理，当管径较小、距离较短时，也可采用铸铁管，但应采用柔性接口。图6-15所示为倒虹吸管实例。

图6-14 设有防护套管的敷设

（a）填土路基；（b）有路堑路基1—钢管；2—钢筋混凝土套管；3—托架；4—阀门；5—阀门井

当无桥梁可利用或水管直径过大架设在桥下有困难时，可建造水管桥，架空穿越河道，但不能影响航运。架空管一般采用钢管或铸铁管，为便于检修，铸铁管可采用青铅接口；也可采用预应力钢筋混凝土管。在架空管的最高点应设排气阀，水管两端设置伸缩接头，在冰冻地区应采取适当的防冻措施。水管桥也有多种形式，图6-16 所示为过河水管桥实例，其他形式的水管桥参见有关书籍。

三、管道的敷设及支墩

（一）管道的敷设

敷设在地下的给水管道的埋深，应根据外部荷载（包括静荷载和汽车等动荷载）、冰冻情况、管材强度及与其他管道交叉等因素确定。一般情况下，金属管道的管顶覆土厚度不小于0.7m；非金属管道的管顶覆土厚度应大于1～1.2m。在冰冻地区，管顶覆土厚度还应考虑土壤的冰冻线深度。

图6-15 倒虹吸管

图6-16 双曲拱桁架过河管

各种给水管道均应敷设在污水管道上方。当给水管道与污水管道平行敷设时，管外壁净距不应小于1.0～1.5m。给水管道相互交叉时，其净距不应小于0.15m。给水管道与建筑物、铁路及其他管道的最小水平净距、最小垂直净距应符合《城市工程管线综合规划规范》（GB 50289—98）的要求，如表6-1和表6-2所示。

给水管定线和敷设中的其他规定详见《室外给水设计规范》（GB 50013—2006）。

管道明设时，要避开滚石、滑坡地带；为减小温度影响，管道中应设置伸缩器，并应根据当地情况，采取一定的防冻保温措施。

为防止管道下沉，引起管道破裂，管道应有适当的基础。在土壤耐压力较高和地下水位较低处，管道的敷设可不作基础处理，将管道直接埋在经整平的未扰动的天然地基上。在岩石或半岩石地基处，须铺砂找平、夯实，采用砂基。金属管和塑料管的砂垫层厚度应不小于100mm；非金属管道的砂垫层厚度不小于150～200mm。当地基土壤松软时，应采用混凝土基础。在流沙或沼泽地区，若地基承载能力达不到要求时，还要采用桩基。图6-17为各种管道基础。

图6-17 管道基础

（a）天然地基；（b）砂基础；（c）混凝土基础

（二）管道的支墩

承插式接口的管道在水平或垂直方向转弯处、三通处、管端盖板等处均会产生外推力，有可能使接口松动漏水，因此，应设置支墩以保证输水安全。但当管径不大于300mm或转弯角度小于10°，且水压力不超过980kPa时，可不设支墩。支墩材料一般采用混凝土，尺寸参见标准图。图6-18为水平方向弯管支墩。

四、调节构筑物

管网内的调节构筑物有水塔和水池等，主要用来调节管网内的流量，水塔和高地水池还可保证和稳定管网的水压。

（一）水塔

水塔的构造如图6-19所示，主要由水柜（即水箱）、管道、塔架及基础组成。进、出水管可以分开设置；也可以合用一条管道，到上部再分开（见图6-19）。进水管口应设在水柜最高水位附近，出水管口可靠近柜底，以保证水柜内的水流循环。若进、出水管合用一条管道，则在出水分支管上应设置止回阀。此外，为防止水柜溢水，应设置溢流管，管上不设阀门，管径同进水管；为检修时排空水柜存水，在水柜底应设置排水管，管上装设阀门。溢流管和排水管在下部合为一条管道。进、出水管和溢、排水管上均应设置伸缩接头，以防止水塔基础沉陷时损坏管道。水柜中应装设浮球阀或其他能够控制进水的配件及观测水柜水位的配件。水塔顶应设壁雷装置。

图6-18 水平方向弯管支墩

水柜一般为圆筒形，高度和直径之比为0.5～1.0。水柜过高时，不但增加了水泵的扬程，还会使管网压力波动较大。塔体的作用为支承水柜，常用钢筋混凝土、砖石或钢材建造，以钢筋混凝土水塔较多。近年来，也有采用装配式水塔的。塔体形状有圆筒式和支柱式。

图6-19 支柱式钢筋混凝土水塔简图

水塔设在寒冷地区时，不但要对管道进行保温，对水柜也应采取防冻保温措施，以防止水柜出现裂缝漏水。根据当地的气候条件，可采取不同的水柜保温措施，例如，在水柜壁上贴砌8～10cm的泡沫混凝土等保温材料，或在水柜外再加保温外壳，外壳与水柜壁的净距不小于0.7m，内填保温材料。

（二）水池

水池可以建在地下或高地上。地下水池的作用为调节水量，高地水池的作用与水塔相同。水池可用砖石砌成，但比较常见的为钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土水池。近年来，也有采用装配式钢筋混凝土水池的。水池的平面形状为圆形或矩形。图6-20为圆形钢筋混凝土水池。

图6-20 圆形钢筋混凝土水池

（a）剖面图；（b）平面图

水池上的管路设置要求基本与水塔相同。水池应有单独的进水管和出水管，它们的安装位置应保证池水的循环流动。溢流管的上端设有喇叭口。排水管应从集水坑底的侧面接出，管径一般按2h内将池水放空计算。池中也应装设观测水位的配件。为防止池水污染，水池均建成封闭式，池盖上设有多个高出池顶覆土面的通风帽，以保证池内的自然通风。池盖上开有检修孔，容积在1000m³以上的水池至少应设两个检修孔。当水池储存有消防用水时，在水池的设计上还应采取消防用水平时不被动用的措施。为保温防冻，池顶应覆土，池周边应培土，覆土厚度根据当地室外平均气温而定，一般为0.5～1.0m。当地下水位较高、水池埋深较大时，覆土厚度应按抗浮要求确定。