城市給排水管網(wǎng)綜合設計說明書.doc

目 錄目 錄- 1 -第1章 總 論11.1城鎮(zhèn)概況原始資料- 2 -1.2設計原則- 3 -1.3 設計任務- 3 -第2章 方案選擇和確定- 4 -2.1 排水體制的確定- 4 -2.2 工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的關系選擇- 5 -2.3 污水處理方式的選擇- 6 -第3章 污水管網(wǎng)工程設計- 6 -3.1 污水管網(wǎng)定線- 6 -3.1.1污水管道定線的基本原則- 6 -3.1.2污水管道定線考慮的因素- 7 -3.1.3 排水流域的劃分- 7 -3.1.4 污水主干管定線- 8 -3.1.5 污水干管定線- 8 -3.1.6 出水口的形式- 8 -3.2污水設計流量- 9 -3.2.1劃分設計管段- 9 -3.2.2污水管道設計流量計算- 10 - 3.3 污水管道的水力計算- 14 -3.3.1水力計算公式- 14 -3.3.2 設計參數(shù)- 14 -3.3.3污水管道水力計算- 20 -3.4污水管網(wǎng)平面布置圖- 22 -3.6 污水管網(wǎng)主干管剖面圖- 22 -第4章 雨水管網(wǎng)工程設計- 23 -4.1 雨水管網(wǎng)定線- 23 -4.1.1 雨水管道定線的基本原則- 23 -4.1.2 劃分排水流域和雨水管道定線考慮因素- 23 -4.1.3 雨水管道定線- 23 -4.1.4 出水口的形式- 23 -4.2 雨水設計流量- 24 -4.2.1 雨水計算公式- 24 -4.3 雨水管道的水力計算- 27 -4.3.1 水力計算公式- 27 -4.3.2 設計參數(shù)- 27 -4.3.3雨水管網(wǎng)節(jié)點和管段編號- 29 -4.3.4 雨水管道水力計算- 29 - 4.4污水管網(wǎng)平面布置圖- 31 - 4.5污水管網(wǎng)主干管剖面圖- 31 -參考資料- 32 - 第1章 總 論1.1城鎮(zhèn)概況原始資料 1.城鎮(zhèn)總平面圖一張，比例1:1。 2. 城區(qū)地質情況良好，土壤為砂質粘土，冰凍深度不加考慮。 3. 城鎮(zhèn)居住區(qū)人口1萬； 4.給水人口普及率為95%，污水收集率90。 5. 居住區(qū)建筑為六層及六層以下的混合建筑；城鎮(zhèn)衛(wèi)生設備情況，室內(nèi)有給排 水設備和淋浴設備。 6. 暴雨強度公式： 城鎮(zhèn)常年主導風向為北風和西北風，夏季平均風速1.6m/s；冬季平均風速1.4m/s。 7.澆灑道路及綠地用水量35。 8.未預見水及管漏系數(shù)取K=1.2 9.片區(qū)主要水廠的工業(yè)廢水量及職工人數(shù)下表，污水均處理達標后排放至城鎮(zhèn) 污水管網(wǎng)。 工廠職工人數(shù)及工業(yè)廢水量見表1.1工廠名稱最大班職工人數(shù)（人）淋浴人數(shù)（%）生產(chǎn)污水量（m3/d）總變化系數(shù)KZ一般車間熱車間一般車間熱車間棉紡印染廠1258390457040001.5叉車廠220486506516501.2制糖廠520564507024001.5醫(yī)療器械廠22014440506801.2 表1.1 10.其它有關情況 （1）公共建筑 該鎮(zhèn)的主要大型公共建筑主要有商務金融中心、醫(yī)院、鎮(zhèn)文化館、公 園和鎮(zhèn)第一中學等，其集中流量表1.2： 表1.2公共建筑設計流量（m3/d）商務金融中心150醫(yī)院100鎮(zhèn)文化館50公園10鎮(zhèn)第一中學30 （2）城鎮(zhèn)地面覆蓋情況 城鎮(zhèn)地面覆蓋種類見表1.3： 表1.3地面覆蓋種類比例屋面42%混凝土道路23%碎石路面10%非鋪砌路面4%公園及綠地21% 注：以城鎮(zhèn)的面積為100%計算。 1.2設計原則執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的政策，符合國家有關規(guī)范和標準的要求，在城鎮(zhèn)總體布局的基礎上，結合地形和環(huán)境保護要求統(tǒng)一規(guī)劃城鎮(zhèn)排水管道系統(tǒng)；既技術先進，又切合實際，安全適用，具有良好的環(huán)境效益，經(jīng)濟效益和社會效益；做到技術可靠，經(jīng)濟合理。1.3 設計任務根據(jù)給予的城鎮(zhèn)總平面圖和設計原始資料，獨立完成該城鎮(zhèn)排水管道系統(tǒng)的設計。包括：（1）了解和熟悉城鎮(zhèn)的概況；（2）確定排水系統(tǒng)的體制；（3）考慮工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)生活污水有無合并處理的可能性；（4）根據(jù)城鎮(zhèn)污水是分散處理或集中處理，確定污水廠、出水口的位置；（5）污水管道的布置和定線；（6）污水管道設計流量計算；（7）污水主干管的水力計算；（8）雨水管渠的布置和定線；（9）雨水管渠的設計流量計算和水力計算； (10)繪制排水管網(wǎng)總平面圖； (11)繪制污水主干管及雨水干渠的縱斷面圖。第2章 方案選擇和確定2.1 排水體制的確定 在城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)中，通常有生活污水、工業(yè)廢水和雨水。合理地選擇排水體制，是城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設計、施工、維護管理，而且對城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護影響深遠，同時也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資費用和維護管理費用。通常排水系統(tǒng)體制的選擇是一項很復雜的很重要的工作。排水體制的選擇應該根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃，環(huán)境保護的要求，污水利用的狀況，原有排水設施、水質、水量、地形、氣候和水體等條件，從全局出發(fā)，在滿足環(huán)境保護的前提之下，通過技術經(jīng)濟比較，綜合考慮確定。排水系統(tǒng)的體制一般分為合流制和分流制。二者的優(yōu)缺點比較見表2.1。表2.1 合流制和分流制的比較合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式環(huán)保角度排污口多，水未處理，不滿足環(huán)保要求晴天污水可以全部處理，雨天存在溢流污水全部處理，初降雨水未處理，但可以采取收集措施污水全部處理，初降雨水未處理，但不易采取收集措施工程造價角度低管渠系統(tǒng)低，泵站污水廠高，管渠系統(tǒng)高，泵站污水廠低初期低，長期高，靈活管理角度不便，費用低管渠管理簡便，費用低，污水廠泵站管理不便容易容易通過上述比較，完全分流制體系工程造價雖然稍高，但是環(huán)保效果好，管理方便，對于該鎮(zhèn)本身來講，只有一條河流過，其對該鎮(zhèn)以后發(fā)展的意義很大，必須保護好河水資源，環(huán)保要求高；又由于鎮(zhèn)內(nèi)無任何污水處理設施，且有零星合流制排水管渠，但斷面太小，損壞嚴重，沒有必要利用原來的排水設施，應該重新施工。我國室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)規(guī)定，在新建地區(qū)排水系統(tǒng)一般采取分流制。綜合考慮分析，本工程即屬于新建地區(qū)的排水系統(tǒng)，并結合該鎮(zhèn)的地形，氣候，原有排水設施的狀況等因素考慮，本鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)的體制選擇完全分流制（雨污分流制）。2.2 工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的關系選擇這是工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)污水是否合并的問題。當工業(yè)企業(yè)位于城鎮(zhèn)內(nèi)，應盡量考慮將工業(yè)廢水直接排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，利用城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)統(tǒng)一排除和處理，這是比較經(jīng)濟的。但并不是所有的工業(yè)廢水都能直接排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，我國室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)規(guī)定：工業(yè)廢水接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的水質，不應影響城鎮(zhèn)排水管渠和污水處理廠等的正常運行；不應對養(yǎng)護管理人員造成危害；不應影響處理后出水和污泥的排放和利用，且其水質應按污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準(CJ3082-1999)執(zhí)行。在工業(yè)企業(yè)中，一般采用分流制排水系統(tǒng)，生產(chǎn)污水與生產(chǎn)廢水間彼此不宜混合，多數(shù)采用清污分流、分質分流，當生產(chǎn)污水與生活污水的成分與水質同生活污水相似時，可將生活污水與生產(chǎn)污水用同一管道系統(tǒng)來排放；生產(chǎn)廢水可直接排入雨水管道或者在生產(chǎn)中重復使用。一般食品廠及肉類加工廠等廢水，水質與生活污水相似，當工廠位于鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)或距鎮(zhèn)區(qū)較近時，可考慮將這類廢水直接排入城鎮(zhèn)排水管道。符合排入城鎮(zhèn)下水道的工業(yè)廢水，單獨的進行無害化處理后直接排放，一般并不經(jīng)濟合理。本鎮(zhèn)目前的工廠僅有制糖廠，且該廠的廢水水質與生活污水相似，可以經(jīng)處理后直接排入城鎮(zhèn)排水管道，與生活污水統(tǒng)一處理。工業(yè)廢水管道接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)時，必須按廢水水質接入相應的城鎮(zhèn)排水管道。廢水管道宜盡量減少出口，在接入城鎮(zhèn)排水管道前應設置監(jiān)測設施。2.3 污水處理方式的選擇綜合考慮本鎮(zhèn)的地形，氣候和水體狀況以及城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)劃，并經(jīng)過經(jīng)濟技術比較，采取將本鎮(zhèn)河兩邊地區(qū)的污水合并集中處理的方式，而不采用每區(qū)各單建一座污水處理廠分別對各區(qū)的污水進行處理，具體考慮因素如下：(1) 將污水合并處理可以體現(xiàn)規(guī)模效益，兩岸的污水量并不大，若分開處理建兩個污水處理廠，規(guī)模較小，前期投資及運行費用大，同時不方便運行管理，消耗人力，經(jīng)濟效益不明顯。因此，將兩岸污水合并處理設一個污水廠較為合理，且兩個污水廠的建設、運行、管理費用遠遠大于鋪設倒虹管和建設泵站的費用。(2) 根據(jù)水流方向和常年風向，選擇污水廠的場址。室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)規(guī)定，污水廠位置的選擇必須在城鎮(zhèn)水體的下游，便于處理后出水會用和安全排放；污水廠廠址的選擇應該有擴建的可能。具體選址參見該排水管道設計布置總平面圖。綜上所述，方案確定為：將兩區(qū)的污水合并收集，并輸送至位于河西北區(qū)沿河下游的污水處理廠進行處理。第3章 污水管網(wǎng)工程設計3.1 污水管網(wǎng)定線3.1.1污水管道定線的基本原則充分利用城鎮(zhèn)地形、地質、地貌特點，盡可能在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。布置管線是確定污水管道系統(tǒng)總體布置的重要步驟。在定線時應考慮地形等因素的影響。根據(jù)地形，污水廠和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考慮設置泵站的合理位置。一般應將主干管和流域干管放在較平坦的集水線上，讓污水盡量以重力流排送，污水干管與主干管應盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時應考慮特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在圖上標明。3.1.2污水管道定線考慮的因素污水管道定線考慮的因素有：地形和用地布局；排水體制和線路數(shù)目；污水廠和出水口位置；水文地質條件；道路寬度；地下管線及構筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況。 在一定條件下，地形一般是影響管道定線的主要因素。定線時應充分利用地形，利用排水系統(tǒng)的布置形式，使管道的走向符合地形趨勢，盡量做到順坡排水，盡可能不設泵站或少設泵站。 污水支管的平面布置取決于地形及街區(qū)建筑特征，并便于用戶接管排水。 污水主干管的走向取決于污水廠和出水口的位置。 采用的排水體制也影響管道定線。 考慮到地質條件，地下構筑物以及其它障礙物對管道定線的影響。盡可能回避不良地質條件的地帶和障礙。處理好與現(xiàn)狀建筑物，構筑物和規(guī)劃道路的關系，實在不能避開時應采取相應的工程措施。 管道定線時還需考慮街道寬度及交通情況。 管道定線，不論在整個城鎮(zhèn)或局部地區(qū)都可能形成幾個不同的布置方案。應進行方案技術經(jīng)濟比較。 結合江河走向和規(guī)劃中道路的實施，合理布置管線，以利于減小施工難度。 3.1.3 排水流域的劃分定線前首先根據(jù)地形劃分排水流域。排水流域劃分一般根據(jù)地形及城鎮(zhèn)（地區(qū)）的豎向規(guī)劃進行。在丘陵及地形起伏的地區(qū)，地形變化較顯著，可按等高線劃出分水線，通常分水線與流域分界線基本一致。在地形平坦無顯著分水線的地區(qū)，或向一方傾斜時，可依據(jù)面積的大小劃分，使各相鄰流域的管道系統(tǒng)能合理分擔排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域內(nèi)絕大部分污水能以自流方式接入。不設泵站或少設泵站。每一個排水流域往往有1個或1個以上的干管，根據(jù)流域地勢標明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。 3.1.4 污水主干管定線 本鎮(zhèn)的地形屬于丘陵地帶，布設排水管段的區(qū)域具有明顯的坡度走向和分界，又因為河流從兩區(qū)間通過，為排水創(chuàng)造了很好的條件和可能，經(jīng)分析，本鎮(zhèn)的排水管道采用分流式的排水體制，各區(qū)污水經(jīng)收集后由主干管輸送到污水處理廠后集中排放。綜合考慮該區(qū)的地形，地貌，坡度，污水廠的位置與可能的埋設深度等因素，污水主干管選擇臨近河邊的道路處埋設，走向由高到低。具體布置請參看該鎮(zhèn)排水管道設計布置總平面圖。3.1.5 污水干管定線由于各區(qū)具有明顯的坡度走向，故各區(qū)污水干管的布置宜充分利用這種地形順坡鋪設，使每個小區(qū)的污水能夠自流排出。各區(qū)污水經(jīng)支管系統(tǒng)進入污水干管收集并經(jīng)污水主干管匯流至污水處理廠處理達標后排放。具體布置請參看該鎮(zhèn)排水管道設計布置總平面圖。3.1.6 出水口的形式排水管渠排入水體的出水口的位置和形式，應根據(jù)污水水質、下游用水情況、水體的水位變化幅度、水流方向、波浪情況、地形變遷和主導風向等因素確定。出水口與水體岸邊連接處應采取防沖、加固等措施，一般用漿砌塊石做護墻和鋪底，在受凍脹影響的地區(qū)，出水口應考慮用耐凍脹材料砌筑，其基礎必須設置在冰凍線以下。污水排水管渠的出水口通常采用淹沒式，見圖3.1。以使污水與水體水混合較好，其位置處考慮上述因素外，還應取得當?shù)匦l(wèi)生主管部門的同意。如果需有污水與水體水流充分混合，則出水口可長距離伸入水體分散出口，此時應設標志，并取得航運管理部門的同意。圖3.1 淹沒式出水口3.2污水設計流量3.2.1劃分設計管段根據(jù)管道平面布置，劃分設計管段（定出檢查井的位置并編號），量出主干管的設計管段長度， 街坊排水面積的劃分 ，根據(jù)污水管道的布置，劃分各設計管段服務的街坊排水面積，編上號碼并按其平面形狀計算面積（以公頃計），用箭頭表示污水流向。街坊編號I12345678910街坊面積A(ha)4.62 6.86 3.53 0.55 2.21 3.14 2.85 3.40 1.47 3.02 街坊編號I11121314151617181920街坊面積A(ha)7.32 9.99 3.15 4.35 5.11 2.36 1.62 4.25 3.71 1.59 街坊編號I21222324252627282930街坊面積A(ha)3.74 8.74 7.51 7.09 7.98 3.93 3.40 1.77 6.34 0.72 街坊編號I31總面積(ha)135.25 街坊面積A(ha)3.51污水管網(wǎng)節(jié)點和管段編碼集合：管段編號123456789101112131415上游節(jié)點1234562672782829313233下游節(jié)點23456778892930323330管段編號161718192021222324252627282930上游節(jié)點30910343536373811394041434212下游節(jié)點91011353637381112124142421213管段編號3132333435363738394041424344上游節(jié)點1314151617181920214422452324下游節(jié)點14151617181920212222232324253.2.2污水管道設計流量計算（1） 居住區(qū)的比流量根據(jù)各區(qū)的污水量標準n(L/人d)和人口密度N(人/ha)可求出各區(qū)的生活污水平均比流量q0。即q0=nN/86400(L/sha) 式中 則平均比流量 (2) 各集中流量按表1.1 主要工廠的工人人數(shù)及工業(yè)廢水量進行以下計算：由以下公式：其中-居住區(qū)生活污水設計流量 -工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量 -居住區(qū)生活污水定額 -設計人口數(shù)-生活污水量總變化系數(shù) -平均日平均時污水流量-一般車間最大班職工人數(shù)-熱車間最大職工人數(shù)-一般車間職工生活污水定額，以25計-熱車間職工生活污水定額，以35計 -一般車間生活污水時變化系數(shù)，以3.0計 -熱車間生活污水時變化系數(shù)，以2.5計 -一般車間最大班使用淋浴職工人數(shù) -熱車間最大班使用淋浴職工人數(shù) -一般車間的淋浴污水定額，以40計 -高溫、污染嚴重車間的淋浴污水定額，以60計 -每班工作時數(shù)制糖廠污水量： 工業(yè)廢水： 生活污水; 淋雨污水： 總污水量：公共建筑污水量： 該鎮(zhèn)的主要大型公共建筑主要有商務金融中心、醫(yī)院、鎮(zhèn)文化館、公園和鎮(zhèn)第一中學等，其集中流量見原始資料表1.2。（3） 計算設計流量在此鎮(zhèn)污水設計中，共有3個集中流量，分別從管段11、26、27匯入排水管網(wǎng)，相應的設計流量分別為0.35、54.21、0.58（L/s）。管段12為主干管的起始管段，則以23 、34、45、56、3031、3132、3233管段為中間主干管管段，以3334為末端管段，先以12和1213為例進行各管段設計流量計算：在12管段中，無集中流量匯入，無轉輸流量，本段街坊面積為4.62ha，故平均日流量為,在1213管段中，無集中流量匯入，有三段居民生活污水轉輸流量，分別是3912、1112和4212管段匯入，流量分別是1.03L/s、7.54L/s和1.14L/s,相對應的設計流量分別是2.38錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。、16.30錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。和2.62錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。，有集中轉輸流量分別是市一中,流量為0.347 L/s、市文化中心，流量是0.579 L/s和制糖廠，流量是54.21 L/s共三段集中轉輸流量，另外有本段流量0.19L/s，其設計流量為0.437錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。，綜上所述，1415管段平均日流量為：Q=54.21 L/s+0.579L/s+0.347L/s+2.38錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。+16.30錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。+2.62錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。+0.437錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。=75.94L/s同理，其他管段設計流量計算如下表。居民生活污水日平均流量分配管段設計流量計算管段編號本段轉輸流量L/s合計流量L/s總變化系數(shù)沿線流量L/s集中流量設計流量L/s街坊編號街坊面積Ha比流量(L/sha)流量L/s本段流量L/s轉輸流量L/s1214.62 0.11810.55 0.00 0.55 2.30 1.26 1.26 2326.69 0.11810.79 0.55 1.34 2.30 3.08 3.08 341.34 1.34 2.30 3.08 3.08 451.34 1.34 2.30 3.08 3.08 561.34 1.34 2.30 3.08 3.08 6733.53 0.11810.42 1.34 1.76 2.30 4.04 4.04 2674、52.76 0.11810.33 0.00 0.33 2.30 0.75 0.75 7866.00 0.11810.71 2.09 2.80 2.30 6.44 6.44 27873.40 0.11810.40 0.00 0.40 2.30 0.92 0.92 89155.11 0.11810.60 3.20 3.80 2.30 8.75 8.75 28298、108.79 0.11811.04 0.00 1.04 2.30 2.39 0.35 2.73 29301.04 1.04 2.30 2.39 0.35 2.74 313211、1214.34 0.11811.69 0.00 1.69 2.30 3.89 3.89 32331.69 1.69 2.30 3.89 3.89 33301.69 1.69 2.30 3.89 3.89 3099、135.76 0.11810.68 2.73 3.41 2.30 7.84 0.35 8.19 910142.36 0.11810.28 5.94 6.22 2.21 13.73 0.35 14.08 10116.22 6.22 2.21 13.73 0.35 14.08 3435161.62 0.11810.19 0.00 0.19 2.30 0.44 0.44 3536174.25 0.11810.50 0.19 0.69 2.30 1.59 1.59 3637183.71 0.11810.44 0.69 1.13 2.30 2.60 2.60 37381.13 1.13 2.30 2.60 2.60 38111.13 1.13 2.30 2.60 2.60 1112191.59 0.11810.19 7.35 7.54 2.16 16.30 0.35 16.65 3912218.74 0.11811.03 0.00 1.03 2.30 2.38 2.38 4041232.09 0.11810.25 0.00 0.25 2.30 0.57 54.21 54.78 41420.25 0.25 2.30 0.56 0.58 54.21 55.35 4342227.51 0.11810.89 0.00 0.89 2.30 2.04 2.04 42121.14 1.14 2.30 2.62 54.79 57.41 1213201.59 0.11810.19 9.71 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 13149.90 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 14159.90 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 15169.90 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 16179.90 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 17189.90 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 18199.90 9.90 2.10 20.77 55.17 75.94 1920253.93 0.11810.46 9.90 10.36 2.09 21.64 55.17 76.81 202110.36 10.36 2.09 21.64 55.17 76.81 212210.36 10.36 2.09 21.64 55.17 76.81 4422247.98 0.11810.94 0.00 0.94 2.30 2.17 2.17 2223265.18 0.11810.61 11.30 11.91 2.06 24.49 55.17 79.66 4523280.72 0.11810.09 0.00 0.09 2.30 0.20 0.20 232412.00 12.00 2.05 24.65 55.17 79.82 242527、299.85 0.11811.16 12.00 13.16 2.03 26.77 55.17 81.94 3.3 污水管道的水力計算采用鋼筋混凝土管道排水，粗糙系數(shù)n0.014，主干管布置位置詳見平面布置圖。3.3.1水力計算公式流量公式 管段斷面面積公式3.3.2 設計參數(shù)1) 設計充滿度 在設計流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D之間的比值稱為設計充滿度(或水深比)，如圖3.2示。表3.2 排水管渠粗糙系數(shù)表管渠種類n 值陶土管，鑄鐵管0.013混凝土和鋼筋混凝土，水泥砂漿抹面渠道0.013-0.014石棉水泥管 鋼管0.012漿砌磚渠道0.015漿砌塊石渠道0.017干砌塊石渠道0.020-0.025土明渠（帶或不帶草皮）0.025-0.030圖3.2 充滿度示意當1時成為滿流，當1時，成為非滿流、其中雨水管道按滿流設計，污水管道按非滿流設計。我國最大設計充滿度的規(guī)定如表3.3。表3.3 最大設計充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設計充滿度（h/D或h/H）2003000.553504500.655009000.7010000.75規(guī)定按非滿流設計的原因：污水流量時刻在變化，很難精確計算，而且雨水或地下水可能通過檢查井蓋或管道接口滲入污水管道。因此，有必要保留一部分管道斷面，為未預見水量的增長留有余地，避免污水溢出妨礙環(huán)境衛(wèi)生。污水管道內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液體時，可能形成爆炸性氣體。故需留出適當?shù)目臻g，以利管道的通風，排除有害氣體，對防止管道爆炸有良好效果。便于管道的疏通和維護管理。 在計算污水管道充滿度時，不包括短時間內(nèi)突然增加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時，應按滿流復核。2) 設計流速污水在管內(nèi)流動緩慢時，污水中所含雜質可能下沉，產(chǎn)生淤積；當污水流速增大時，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道。為了防止管道中產(chǎn)生淤積或沖刷，設計流速不宜過小或過大，應在最大和最小設計流速范圍之內(nèi)。 根據(jù)國內(nèi)污水管道實際運行情況的監(jiān)測數(shù)據(jù)并參考國外經(jīng)驗，污水管道的最小設計流速定為0.6m/s；金屬管道的最大設計流速為10 m/s，非金屬管道的最大設計流速為5 m/s。3) 最小管徑一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，設計污水流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小。根據(jù)養(yǎng)護經(jīng)驗證明，管徑過小極易堵塞，比如150mm支管的堵塞次數(shù)，有時達到200mm支管堵塞次數(shù)的兩倍，使養(yǎng)護管道的費用增加。而200mm與150mm管道在同樣埋深下，施工費用相差不多。此外，采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。廠區(qū)內(nèi)的工業(yè)廢水管、生活污水管、街坊內(nèi)的生活污水管200mm城市街道下的生活污水管300mm在進行管道水力計算時，上游管段由于服務的排水面積小，因而設計流量小，按此流量計算得出的管徑小于最小管徑，此時就采用最小管徑值。在這些管段中，當有適當?shù)臎_洗水源時，可考慮設置沖洗井。 4) 最小設計坡度在污水管道系統(tǒng)設計時，通常使管道埋設坡度與設計地區(qū)的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速應等于或大于最小設計流速，以防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。這一點在地勢平坦或管道走向與地面坡度相反時尤為重要。具體規(guī)定見規(guī)范。5) 控制點埋深和覆土厚度的確定在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點稱為控制點。因此控制點埋深的確定對對管道系統(tǒng)的埋深有很大影響。本設計確定控制點埋深為1.86m。為了降低造價，縮短施工期，管道埋設深度愈小愈好。但覆土厚度應有一個最小的限值，否則就不能滿足技術上的要求。除考慮管道的最小埋深外，還應考慮最大埋深問題。污水在管道中依靠重力從高處流向低處。當管道的坡度大于地面坡度時，管道的埋深就愈來愈大，尤其在地形平坦的地區(qū)更為突出。埋深愈大，則造價愈高，施工期也愈長。荷載要求：必須防止管壁因地面荷載而受到破壞；最小覆土在車行道下不 小于0.7m。冰凍要求：必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道 無保溫措施時，管內(nèi)底科埋設在冰凍線以上0.15m 有保溫措施或水溫較高的管道，可根據(jù)經(jīng)驗埋得較淺一些必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求 最大覆土：不宜大于78m，理想覆土：12m減小埋深采取的措施：加強管材強度；填土提高地面高程以保證最小覆土厚度；設置泵站提高管位等方法，減小控制點管道的埋深，從而減小整個管道系統(tǒng)的埋深，降低工程造價。 6) 檢查井最大間距檢查井通常設在管渠交匯、轉彎、管渠尺寸或坡度改變、跌水等處以及相隔一定距離的直線管渠段上。直線段上的最大間距見表3.4。當排水管管徑（街道排水管）大于800mm時，可不設檢查井，而設連接暗井。表3.4 檢查井最大間距管徑或暗渠凈高(m)污水管道最大間距(m)200400405007006080010008011001500100160020001207) 采用的管材采用鋼筋混凝土圓管排水，粗糙系數(shù)n0.014。8) 控制點的確定控制點可能的位置： 各條管道的起點大都是這條管道的控制點； 這些控制點中離出水口最遠的一點，通常就是整個系統(tǒng)的控制點； 具有相當深度的工廠排出口或某些低洼地區(qū)的管道起點，也可能成為整個管道系統(tǒng)的控制點?？刂泣c確定的原則：確定控制點的標高，一方面應根據(jù)城市的豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點的污水都能夠排出，并考慮發(fā)展，在埋深上適當留有余地。另一方面，不能因照顧個別控制點而增加整個管道系統(tǒng)的埋深。計算控制點時，主要是考察所選點對指定點的埋深的影響程度。所選定的可疑控制點一般為最遠點，集中流量排入點等，將這些點進行比較，對整個系統(tǒng)的埋深起決定作用的點則為控制點。確定控制點后，才能確定系統(tǒng)的主干管，進行系統(tǒng)管網(wǎng)的計算。9) 管道銜接方式的確定污水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方都需要設置檢查井。在設計時必須考慮在檢查井內(nèi)上下游管道銜接時的高程關系問題。管道在銜接時應遵循兩個原則：盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價；避免上游管段中形成回水而造成淤積。 管道銜接的方法，通常有水面平接和管頂平接兩種。如圖3.3所示。水面平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端在指定的設計充滿度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標高相同。一般同管徑時采用。優(yōu)點：能減少下游管段的埋深。缺點：容易在上游管段形成回水。管頂平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。一般不同管徑時采用。優(yōu)點：不致于在上游管段產(chǎn)生回水。缺點：下游管段的埋深將增加。污水管道銜接總原則：無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管底標高都不得高于上游管段終端的水面和管底標高。 本次設計的管道平接方式采用水面平接。跌水連接：當管道敷設地區(qū)的地面坡度很大時，為了調整管內(nèi)流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據(jù)地面坡度采用跌水連接。如圖3.4所示。 圖3.3 管道的銜接方式(1)水面平接；(2)管圖3.4 管段跌水連接1管段；2跌水井3.3.3污水管道水力計算水力計算的目的在于合理經(jīng)濟地確定管道的管徑、流速、充滿度及坡度，進一步求定管道的埋深。水力計算應列表進行，水力計算中的數(shù)值V、h/D、i、D應符合規(guī)范關于設計流速、最大設計充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規(guī)定。為減少錯誤，在計算的同時繪制管道縱斷面草圖，以便進行核對。從水力計算表中摘錄主干管的管段編號、管長、管徑、充滿度、流速、坡度、埋深（上、下端）列成表格，現(xiàn)在從節(jié)點1開始，從上游管段依次向下游管段進行水力計算，計算過程詳見下表。具體計算過程如下所示：1、首先根據(jù)初設圖紙和設計流量分布表格把管段編號、長度、設計流量、上下端地面標高等已知數(shù)據(jù)分別填入表格中的格列中。 2、確定管段起點埋深，節(jié)點1的埋深為1.13米，將起點埋深填入表中，同時計算起點管內(nèi)底標高535.58-1.13=533.91m，填入表中。3、設計12管段：根據(jù)設計流量，城市街道下的 要求最小管徑，最小流速和最大充滿度，通過查詢水力計算表，選擇適宜的管徑、流速及相應的坡度和充滿度。對應于12管段而言，設計流量為1.26L/s，通過查詢水力計算表可知，管徑300mm，相應坡度I=22.55，流速為0.60m/s，充滿度是7%，以上數(shù)據(jù)分別填入下表中的相應位置。4、設計管段12銜接處 根據(jù)管徑和充滿度計算管內(nèi)水深H=0.30.07=0.021m，上端水面標高為533.45+0.021=533.47m，根據(jù)坡度和管長計算管段降落量IL=9222.55=2.07m，下端水面標高為533.47-1.42=532.40 m，管內(nèi)底標高532.40-0.021=532.38m,下端管道的埋深是535.02 -532.38=2.64 m，以上數(shù)據(jù)分別填入下表中的相應位置。 管段12和管段23采用水面平接，即令管段12終點的水面標高和管段23起點的水面標高相等，即為532.40m。5、設計管段23設計設計計算方法和管段12的設計相似，根據(jù)設計流量，城市街道下的 要求最小管徑，最小流速和最大充滿度，通過查詢水力計算表，選擇適宜的管徑、流速及相應的坡度和充滿度。對應于12管段而言，設計流量為3.08L/s，通過查詢水力計算表可知，管徑300mm，相應坡度I=10.41，流速為0.60m/s，充滿度是13%,以上數(shù)據(jù)分別填入下表中的相應位置。 6、設計管段23銜接處 根據(jù)管徑和充滿度計算管內(nèi)水深H=0.30.13=0.04m，上端管內(nèi)底標高為532.40-0.04=532.36m，根據(jù)坡度和管長計算管段降落量IL=3010.41=0.31m，下端水面標高為532.40-0.31=532.08 m，下端管內(nèi)底標高為532.08-0.04=232.05m，上端管道的埋深是535.02 -532.36=2.66 m，下端管道的埋深是534.85 -532.05=2.80m，最后把以上數(shù)據(jù)分別填入下表中的相應位置。管段34和管段23采用水面平接，即令管段34終點的水面標高和管段23起點的水面標高相等，即為532.08m。填入表格相應位置處。最后，依照上述的設計計算方法繼續(xù)進行計算，直到完成表格中的所有項目，則完成了所有的水力計算，本污水管網(wǎng)總出口即節(jié)點25處的管道埋深為3.92m。污水管道水力計算表格3.4污水管網(wǎng)平面布置圖詳見圖紙3.5 污水管網(wǎng)主干管剖面圖詳見圖紙第4章 雨水管網(wǎng)工程設計4.1 雨水管網(wǎng)定線4.1.1 雨水管道定線的基本原則雨水管渠的布置遵循以下原則：充分利用地形，以最短的距離，靠重力流就近排入水體。根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道。合理布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。雨水管道采用明渠或暗管應結合具體條件確定。設置排洪溝排除設計地區(qū)以外的雨洪徑流。4.1.2 劃分排水流域和雨水管道定線考慮因素根據(jù)地形劃分排水流域，劃分干渠的集水面積，注意面積劃分時匯水面積的增加應大致均勻。標出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置時應充分利用地形，使雨水能以最短距離就近排入水體。一般情況下，當?shù)匦纹露容^大時，雨水干管宜垂直于等高線布置在地形低處或溪谷上，地形平坦時，雨水干管宜布置在排水流域的中間。雨水管渠系統(tǒng)宜采用正交式布置形式，分散布置雨水出水口。此外，應充分考慮采用明渠的可能性。4.1.3 雨水管道定線該市的雨水采用管道收集后直接排入就近水體的方式處理，因為各區(qū)匯水分界明顯，坡度走勢清晰，部分區(qū)域有逆坡現(xiàn)象，故雨水管道布置采用沿街順坡布置，使雨水能夠被很好的收集與排放。具體雨水管道布置請參看某市排水管道設計布置總平面圖。4.1.4 出水口的形式雨水排水管的出水口可以采用非淹沒式，具體形式見圖4.1和圖4.2。其底標高最好在水體最高水位以上，一般在常水位以上，以免水體水倒灌。當出口標高比水體水面高出太多時，應考慮設置單級或多級跌水。圖4.1 一字式出水口圖4.2 八字式出水口4.2 雨水設計流量4.2.1 雨水計算公式(1) 城市、廠礦中雨水管渠由于匯水面積小，屬小匯水面積上的排水構筑物，其雨水設計流量可采用下式： 式中 Q 雨水設計流量(L/s)； 徑流系數(shù)，其值小于1； F 匯水面積(ha)； q 設計暴雨強度(L/s.ha)。 (2) 暴雨強度公式 (L/sha)(3) 設計重現(xiàn)期的選取理由和數(shù)值暴雨強度隨重現(xiàn)期的不同而不同。在設計中若重現(xiàn)期選用較大，則暴雨強度大，相應的雨水設計流量大，管渠的斷面相應大。這樣偏安全，有利于防止地面積水，但工程造價高。若重現(xiàn)期選用較低，則暴雨強度小，雨水設計流量小，管渠斷面小。這樣工程造價低，但可能會發(fā)生排水不暢、地面積水，或對城市生活及生產(chǎn)造成危害。 應根據(jù)匯水地區(qū)性質、地形特點和氣候特征等因素確定。在同一排水系統(tǒng)中可采用同一重現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。重現(xiàn)期一般選用0.53a，重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴重后果的地區(qū)，一般選用35a，并應與道路設計協(xié)調。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情增減。本設計中選擇P=1a。(4) 集水時間選取數(shù)值對管道的某一設計斷面來說，集水時間t由地面集水時間t1和管內(nèi)流行時間t2兩部分組成：t =t1 + mt2 式中 t 降雨歷時(min)；t1地面集水時間(min)，視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定， 一般采用515 min； m折減系數(shù)，暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地區(qū)，暗管m=1.22；t2管渠內(nèi)雨水流行時間(min)。式中 L 各管段的長度(m)； v 各管段滿流時的水流速度(m/s)； 60單位換算系數(shù)，1min=60s。本設計中選擇t1=10min，m=2。(5) 徑流系數(shù)的計算公式和數(shù)值影響徑流系數(shù)取值的主要因素有1) 降雨條件：包括降雨強度，降雨歷時，雨峰位置，前期雨量，強度遞減情況，全場雨量，年降雨量等。其中前期雨量對值的影響較為突出。2) 地面條件：包括地面覆蓋，地面坡度，地貌，建筑物密度分布，路面鋪砌情況，匯水面積及其寬長比，地下水位，管渠疏密等。其中地面覆蓋是主要因素。由于影響因素多，要精確求定值較為困難。因此目前徑流系數(shù)通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗數(shù)值。徑流系數(shù)值見表4.1。表4.1 徑流系數(shù)值地面種類值各種屋面，混凝土和瀝青路面0.85-0.95大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面 0.55-0.65級配碎石路面0.40-0.50干砌磚石和碎石路面0.35-0.40非鋪砌土路面0.25-0.3