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[摘 要]本文针对给水管道设计中常遇到的给水管道埋深的问题，进行了探讨，提出要考虑当地气候、管线排列顺序、管道上的荷载等主要因素，以此确定给水管道埋深。
[关键词]给水管道 埋深 冻土线 管线排列顺序 荷载
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0257-02
在给水管道设计中，大家十分关心的问题是给水管道埋深的问题。因为给水管道的埋深是否合理，决定了管道工程造价是否经济，决定了管道运行是否安全，决定了管道后期管理维护维修是否方便。笔者从事给水管道设计十多年，了解确定给水管道的埋深有很多因素，但有以下几个主要因素在给水管道设计及埋深控制中必须考虑。
一、给水管道埋深与当地的气候条件有关
根据不完全统计，冬季给水管道爆管的几率比其他季节爆管几率要大得多，爆管严重影响给水管道供水安全。笔者分析认为，爆管区域的管道埋深可能在历史最高冻土深度范围内，存在管道被冻裂的危险，这是引起爆管的主要因素之一。
为进一步了解气候对给水管道的影响，方便大家在实际设计中使用，我查阅并整理了一些资料供大家参考。
（一）几个概念介绍
冻土层（Tundra），亦作冻原或苔原，语出萨米语tūndra（tundar的属格），意思是“无树的平原”。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出。
冻土：温度小于和等于0摄氏度，且含有冰的土（岩），称为冻土。在天然条件下，地面以下的冻土保持2年或2年以上者，称为多年冻土。冻结状态持续1个月以上但不足1年的土（岩），称为季节性冻土。
冻土线：简单通俗地说，是指冻土层与非冻土层之间的一个分界线。
（二）我国冻土带分布范围
我国冻土带主要分布在北纬30度以北的广大地区，此线以南几乎不见冻土。西部川陕地区由于山脉地形屏障，北纬33度以南未出现过冻土现象。
我国几个直辖市和省会城市及大城市最大冻土深度 ： 杭州5厘米；上海至武汉一线8-10厘米；合肥11厘米； 济南—西安45厘米；北京85厘米；兰州—银川103厘米；呼和浩特、沈阳120厘米以上；哈尔滨200厘米；长春150厘米； 丹东、大连90厘米。
（三）冻土深度对给水管道埋深的影响
在季节性冻土地区埋设供水管道时，深埋至最大冻土层以下，以免有冻裂的危险。根据《室外给水设计标准》（GB50013-2006）及条文阐明中有关规则：室外给水管道在土壤冰冻线以下0.15m埋设。
因此，在给水管道设计中，我们首先要了解当地的冻土深度，必须将给水管道的管顶控制在土壤冰冻线以下0.15m处。笔者认为，这是确定给水管道埋深的因素之一，也是确定给水管道埋深的步骤一。
二、管道埋深与相关规范规定管线排列顺序有关
在给水管道设计中，特别是在城市道路中，给水管道与其他管线不仅存在横向交叉，而且存在纵向交叉，如设计不全线考虑给水管道埋设高程及合理的管道坡度控制，就会存在设计管线高低起伏。这样不仅会影响给水管道的安全运行和工程造价的投资，还会增加今后给水管道运行成本，甚至会对今后给水管道的管理维护维修带来不便。因此，给水管道埋深的控制，还应满足管国家和地方的规范规定排列顺序要求。笔者认为，这是确定给水管道埋深的因素之一，也是确定给水管道埋深的步骤二。
在实际给水管道设计中，笔者经常查找一些规范和资料，特总结出来，供大家参考使用。
1、有管线高程控制的管线综合资料时，给水管道按其给定管线高程进行埋设控制。
2、无管线高程控制的管线综合资料时，应满足以下规定和原则控制管道埋设深度：
（1）当工程管线交叉敷设时，自地表面向下的排列顺序宜为：电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、雨水、污水。
（2）当各工程管线竖向高程发生矛盾时，宜按下列规定处理：临时性管线让正式管线；拟建管线让现有管线；分支管线让主干管线；小管径管线让大管径管线；可弯曲管线让不易弯曲管线；压力管线让重力自流管线；技术要求低的管线让技术要求高的管线。
（3）工程管线在交叉点的高程应根据排水管线的高程和管线最小覆土深度确定；排水管线高程应根据其专业规划和设计文件确定，不得随意变更。工程管线交叉时的最小垂直净距，应符合表1的规定。
（4）人行道下最小覆土深度为0.6m；车行道下最小覆土深度为0.7m。
三、管道埋深与埋地管道上的荷载有关
通过以上步骤一、步骤二，可以初步判断给水管道的埋深，但还需要对埋地管道上的荷
载和管道自身结构的安全进行验算，研判该埋深是否满足埋地管道安全要求。如不满足要求，则需要调整给水管道埋深，当然这是一個反复推演的过程，直到管道埋深满足供水管道运行安全、工程投资经济合理、方便今后管理维护维修方便为止。在此，主要介绍计算中考虑给水管道受力情况，方便大家计算。
在埋地给水管道设计中，给水管道结构上的作用力有两种类型，一种为永久作用力，另外一种为永久作用力与可变作用力的组合。埋地给水管道永久作用力，包含给水管道结构自重、给水管道土压力（竖向和侧向）、管道内（满水）水重、给水管道地基的不均匀沉降等。
埋地给水管道可变作用力，包含地面人群荷载、地面堆积荷载、地面车辆荷载、温度变化、压力管道内的静水压（运行工作压力或设计内水压力）、管道运行时可能出现的真空压力、地表水或地下水的作用力等。
在实际的计算中，对给水管道上荷载计算公式可按《给水排水工程管道结构设计规范》（GB 50332-2002）中的给定公式进行计算。 笔者认为，这是确定给水管道埋深的因素之一，也是确定给水管道埋深的步骤三。
除了以上影响埋地管道埋深因素外，还应考虑给水管道基础承载力、地下水位等因素影响，在此不一一列举。
总之，给水管道埋深是否合理，决定了给水管道的工程投资是否经济合理、是否体现了节能减排、能否保证给水管道安全运行、能否保证今后管理维护维修方便。我们应充分考虑给水管道埋深的主要因素及相关因素，选择合理的管道埋深。
[关键词]给水管道 埋深 冻土线 管线排列顺序 荷载
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0257-02
在给水管道设计中，大家十分关心的问题是给水管道埋深的问题。因为给水管道的埋深是否合理，决定了管道工程造价是否经济，决定了管道运行是否安全，决定了管道后期管理维护维修是否方便。笔者从事给水管道设计十多年，了解确定给水管道的埋深有很多因素，但有以下几个主要因素在给水管道设计及埋深控制中必须考虑。
一、给水管道埋深与当地的气候条件有关
根据不完全统计，冬季给水管道爆管的几率比其他季节爆管几率要大得多，爆管严重影响给水管道供水安全。笔者分析认为，爆管区域的管道埋深可能在历史最高冻土深度范围内，存在管道被冻裂的危险，这是引起爆管的主要因素之一。
为进一步了解气候对给水管道的影响，方便大家在实际设计中使用，我查阅并整理了一些资料供大家参考。
（一）几个概念介绍
冻土层（Tundra），亦作冻原或苔原，语出萨米语tūndra（tundar的属格），意思是“无树的平原”。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出。
冻土：温度小于和等于0摄氏度，且含有冰的土（岩），称为冻土。在天然条件下，地面以下的冻土保持2年或2年以上者，称为多年冻土。冻结状态持续1个月以上但不足1年的土（岩），称为季节性冻土。
冻土线：简单通俗地说，是指冻土层与非冻土层之间的一个分界线。
（二）我国冻土带分布范围
我国冻土带主要分布在北纬30度以北的广大地区，此线以南几乎不见冻土。西部川陕地区由于山脉地形屏障，北纬33度以南未出现过冻土现象。
我国几个直辖市和省会城市及大城市最大冻土深度 ： 杭州5厘米；上海至武汉一线8-10厘米；合肥11厘米； 济南—西安45厘米；北京85厘米；兰州—银川103厘米；呼和浩特、沈阳120厘米以上；哈尔滨200厘米；长春150厘米； 丹东、大连90厘米。
（三）冻土深度对给水管道埋深的影响
在季节性冻土地区埋设供水管道时，深埋至最大冻土层以下，以免有冻裂的危险。根据《室外给水设计标准》（GB50013-2006）及条文阐明中有关规则：室外给水管道在土壤冰冻线以下0.15m埋设。
因此，在给水管道设计中，我们首先要了解当地的冻土深度，必须将给水管道的管顶控制在土壤冰冻线以下0.15m处。笔者认为，这是确定给水管道埋深的因素之一，也是确定给水管道埋深的步骤一。
二、管道埋深与相关规范规定管线排列顺序有关
在给水管道设计中，特别是在城市道路中，给水管道与其他管线不仅存在横向交叉，而且存在纵向交叉，如设计不全线考虑给水管道埋设高程及合理的管道坡度控制，就会存在设计管线高低起伏。这样不仅会影响给水管道的安全运行和工程造价的投资，还会增加今后给水管道运行成本，甚至会对今后给水管道的管理维护维修带来不便。因此，给水管道埋深的控制，还应满足管国家和地方的规范规定排列顺序要求。笔者认为，这是确定给水管道埋深的因素之一，也是确定给水管道埋深的步骤二。
在实际给水管道设计中，笔者经常查找一些规范和资料，特总结出来，供大家参考使用。
1、有管线高程控制的管线综合资料时，给水管道按其给定管线高程进行埋设控制。
2、无管线高程控制的管线综合资料时，应满足以下规定和原则控制管道埋设深度：
（1）当工程管线交叉敷设时，自地表面向下的排列顺序宜为：电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、雨水、污水。
（2）当各工程管线竖向高程发生矛盾时，宜按下列规定处理：临时性管线让正式管线；拟建管线让现有管线；分支管线让主干管线；小管径管线让大管径管线；可弯曲管线让不易弯曲管线；压力管线让重力自流管线；技术要求低的管线让技术要求高的管线。
（3）工程管线在交叉点的高程应根据排水管线的高程和管线最小覆土深度确定；排水管线高程应根据其专业规划和设计文件确定，不得随意变更。工程管线交叉时的最小垂直净距，应符合表1的规定。
（4）人行道下最小覆土深度为0.6m；车行道下最小覆土深度为0.7m。
三、管道埋深与埋地管道上的荷载有关
通过以上步骤一、步骤二，可以初步判断给水管道的埋深，但还需要对埋地管道上的荷
载和管道自身结构的安全进行验算，研判该埋深是否满足埋地管道安全要求。如不满足要求，则需要调整给水管道埋深，当然这是一個反复推演的过程，直到管道埋深满足供水管道运行安全、工程投资经济合理、方便今后管理维护维修方便为止。在此，主要介绍计算中考虑给水管道受力情况，方便大家计算。
在埋地给水管道设计中，给水管道结构上的作用力有两种类型，一种为永久作用力，另外一种为永久作用力与可变作用力的组合。埋地给水管道永久作用力，包含给水管道结构自重、给水管道土压力（竖向和侧向）、管道内（满水）水重、给水管道地基的不均匀沉降等。
埋地给水管道可变作用力，包含地面人群荷载、地面堆积荷载、地面车辆荷载、温度变化、压力管道内的静水压（运行工作压力或设计内水压力）、管道运行时可能出现的真空压力、地表水或地下水的作用力等。
在实际的计算中，对给水管道上荷载计算公式可按《给水排水工程管道结构设计规范》（GB 50332-2002）中的给定公式进行计算。 笔者认为，这是确定给水管道埋深的因素之一，也是确定给水管道埋深的步骤三。
除了以上影响埋地管道埋深因素外，还应考虑给水管道基础承载力、地下水位等因素影响，在此不一一列举。
总之，给水管道埋深是否合理，决定了给水管道的工程投资是否经济合理、是否体现了节能减排、能否保证给水管道安全运行、能否保证今后管理维护维修方便。我们应充分考虑给水管道埋深的主要因素及相关因素，选择合理的管道埋深。