某縣城區(qū)排水管網(wǎng)初步設(shè)計

1、(-)設(shè)計說明書一、設(shè)計題目:陜南漢中地區(qū)某縣城區(qū)排水管網(wǎng)初步設(shè)計二、設(shè)計向的的下風(fēng)向，即城市西面。(2)設(shè)計街坊人口密度為360人/公頃，衛(wèi)生設(shè)備情況系室底標高30.0m,管徑250mm,流速08m/s,污水輕污染，允許直接排入城市污水管道。(4) 火車站污水量為24m3/d , kh= 1.1,出水管管徑150mm,管底標高34.70m。(5) 工程地質(zhì)資料(按照地層深度分)表土 0.5m,砂質(zhì)粘土 1.8m,大孔性砂質(zhì)粘土 10m,地下水位在地面以下5.5 公尺，水質(zhì)無侵蝕性。(6) 土壤冰凍深度為0.5m。(7) 水體資料：按照當(dāng)?shù)厮恼举Y料，大河1%洪水位標高在城南橋渠處為27.0m

2、,常水位標高為25.0m,枯水位標高為21.0m,河流流向為自東向西，水 面坡降約為0.3%。,小河在該渠處的1 %洪水位標高為28.0m,常水位標高為26.5m, 枯水位標高22.0m,水面坡降約為1%。(8) 當(dāng)?shù)乇┯陱姸裙綖閠0.65 ( l/s-ha)(9) 設(shè)計地區(qū)地面覆蓋情況廠房占10%,瀝青路面占14%,干砌磚路面占16%,非鋪砌地面占40%,草 地占 20% o四、主要設(shè)計標準與依據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范gb 50014-2006污水綜合排放標準gb8978-19961給水排水設(shè)計手冊第二版第五冊給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范gb50268-97設(shè)計區(qū)總體平面布置圖五、排水系統(tǒng)的選

3、擇城市污水通常由生活污水、工業(yè)廢水、和雨水組成，這些污水按照不同的排除 方式，可以分為合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)的選擇對于城市排 水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計十分重要，它不僅影響排水系統(tǒng)工程的總投資和運行費用，而且 對于城市的環(huán)境保護影響重大。因此排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)充分考慮到壞保的要 求，并根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，通過進行經(jīng)濟技術(shù)比較來確定。排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)根據(jù)城市及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護的要求、污水利 用情況、水質(zhì)、水量以及地形等條件確定。1) 從環(huán)境保護方面來看如果采用合流制將污水和雨水全部截流送往污水廠進行處理，然后再排放，從 控制和防止水體的污染來看，是較好的，但這時截流主干管很大，但污

4、水廠容量 也增加很多，建設(shè)費用也相應(yīng)增加。采用截流式合流制時，水廠容量也增加很多， 并口雨天有部分混合污水經(jīng)溢流井溢入水體，水體受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨徑流未加處理就直接排入水體，對城市水體也會 造成一定程度的污染，但它比較靈活，影響較小，比較容易適應(yīng)社會發(fā)展的需耍。 為保護環(huán)境，實現(xiàn)社會的、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)盡可能地減少污染物的排放 量。因此，選擇分流制排水系統(tǒng)是必然的選擇。2）從造價方面來看合流制排水管道的造價比分流制一般要低20%-40%,但合流制的泵站和污水 廠卻比分流制的造價要高。如果該城市建設(shè)資金不足，且周圍水體水量充足，環(huán) 境容量大，對環(huán)保要求不高時也可采用截流式合

5、流制排水系統(tǒng)。3）從維護管理方面來看雨天吋污水在合流制管道中才接近滿流，因而晴天吋合流制管道內(nèi)流速較低， 易于產(chǎn)生沉淀。但據(jù)經(jīng)驗，管屮的沉淀易被暴雨水流沖走，這樣，合流管道的維 護費用可降低。但是，晴天和雨天時流入污水廠的水量變化很大，增加了合流 制排水系統(tǒng)污水廠運行管理的復(fù)雜程度。而分流制系統(tǒng)可以保證管內(nèi)的流速，不 致發(fā)牛沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運 行易于控制。2綜合考慮實際工程中存在的各種情況，為了更好的保護環(huán)境，適應(yīng)以后的發(fā)展, 口便于污水廠的運行管理，采用完全分流制排水系統(tǒng)。即采用兩個（雨水、污水） 管道系統(tǒng)。六、管道系統(tǒng)的布置形式在同一排水區(qū)域內(nèi)

6、，既有污水管道系統(tǒng)，乂有雨水管道系統(tǒng)，生活污水和工業(yè) 廢水通過污水排水系統(tǒng)送至污水處理廠，經(jīng)處理后再排入水體。雨水是通過雨水 排水系統(tǒng)直接排入水體。這種排水系統(tǒng)比較符合環(huán)境保護的要求，但城市的一次 性投資較大。本設(shè)計按照完全分流制來設(shè)置該縣城排水管道系統(tǒng)，所以就需耍對污水和用水 管道進行分別的布置和計算，之后的設(shè)計內(nèi)容將按照這兩個方面分別展開討論。 完全分流制排水系統(tǒng)示意圖見圖1。圖1圖1（-）污水管道布置與定線根據(jù)城市地形特點，即地勢向水體傾斜，地面坡度不大，本設(shè)計的污水管鋪設(shè) 采用正交截留式布置方案。污水干管沿與等高線垂直（近似）方向布置，污水主 干管沿河岸布置，與等高線基本平行，將各個干

7、管的污水截留送至污水廠，各支 管釆用低邊式布置。此方案共設(shè)有1根主干管，4根干管具體布置見附圖（污水 管道平面布置圖）。此方案的特點是充分利用地形，簡單經(jīng)濟，有利于污水的迅 速排放。截流式管道系統(tǒng)布置示意圖見圖2。污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的順序進行。在總體規(guī)劃 中，只決定污水主干管、干管的走向和平面布置。3本設(shè)計中河流流向為自東向曲，同時考慮該城鎮(zhèn)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向，所以污水處 理廠設(shè)置在城市的西面河流下游，由于該城鎮(zhèn)是中小型城市，所以一個污水處理 廠足以實現(xiàn)污水的凈化。管道敷設(shè)不宜設(shè)在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下，一般設(shè)在兩側(cè)的人行 道、綠化帶或慢車帶下。充怎協(xié)調(diào)好與其他

8、管段的關(guān)系，污水和雨水管道應(yīng)該敷設(shè)在給水管道的下面， 處理管道的原則為：未建讓已建的，臨吋性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓 管，可彎管讓不可彎管。管道系統(tǒng)的控制點為工廠、火車站以及每條管道的起點，這些點決定著管道的 最小埋深，由于整個管道的敷設(shè)過程中，埋深一直滿足最實用條件，且對于將來 的發(fā)展留有空間，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。1城鎮(zhèn)邊界2排水流域分界線3干管4主干管5污水廠6泵站7出水口圖2（二）雨水管道布置與定線由于城市城區(qū)面積較小，只有一條大河和一條小河作為受納水體，雨水排除方 式較為簡單。本設(shè)計中雨水管道系統(tǒng)采用正交式布置，充分利用地形，以重力流 的形式就近排入水

9、體，全程不設(shè)泵站。本設(shè)計方案中共設(shè)有7根干管，不設(shè)主干管，各干管位置詳見附圖（雨水管道 平面布置圖）。雨水口的布置應(yīng)根據(jù)地形和匯水面積確定，以使雨水不至漫過路口。一般在道 路交叉口的匯水點、低洼地段均應(yīng)設(shè)置雨水口。在城市市區(qū)，建筑密度較大、交通頻繁地區(qū)。應(yīng)采用暗管排除雨水，盡管造價 高，但是衛(wèi)生情況好，養(yǎng)護方便，不影響交通；在城市郊區(qū)或建筑密度低、交通 量小的地方有些可采用明渠，以節(jié)省工程費用。出水口采用分散出口，使雨水盡快排放。在城市邊緣地區(qū)好、地面高差較大的地方或靠近山麓的地區(qū)，除了應(yīng)設(shè)雨水管 道外，還應(yīng)酌情考慮在規(guī)劃地區(qū)周圍設(shè)置排洪溝，防止特大降雨時造成洪水災(zāi)害。七、管材、接口、基礎(chǔ)形式

10、、及構(gòu)筑物1、管材 雨污水管材均采用鋼筋混凝土圓管。2、接口支管采用水泥砂漿抹帶接口，干管、主干管采用鋼絲網(wǎng)砂漿抹帶接口。3、基礎(chǔ)形式 根據(jù)管道埋深、管徑、地下水位、工程地質(zhì)條件確定，支管采 用砂墊層基礎(chǔ)，干管采用混凝土枕基基礎(chǔ)，主干管采用90。180。帶形混凝土基 礎(chǔ)。4>構(gòu)筑物（1）檢查井污水管道d<400mm,檢查井間距釆用30m,采用圓形檢查井；d=500900mm,檢查井間距采用45m,采用圓形檢查井；雨水管道d<600mm ,檢查井間距釆用40m ,釆用圓形檢查井；d二7001100mm,檢查井間距采用50m,采用圓形檢查井；圓形檢查井具體做法見給水排水標準圖集s

11、231；此外，在管道轉(zhuǎn)向處、坡度和管徑變化處、 管道交匯咎均需設(shè)置檢查井。在適當(dāng)檢查井中設(shè)沉淀槽，沉淀槽深度h=600 800mm,采用水力機械清洗。（2）跌水井 排水管道連接處若跌落水頭小于lm時，只在檢查井中做成斜坡, 不做跌水設(shè)施。若跌落水頭大于lm時，設(shè)置跌水井；當(dāng)管徑d<200mm，設(shè)豎 管式跌水井，當(dāng)管徑d<400mm,采用豎槽式井外跌水井，不需進行水力計算， 做法見給水排水標準圖集s234；當(dāng)管徑d>400mm,采用階梯式跌水井，需 要進行水力計算，做法見給水排水標準圖集s234o附主要設(shè)備、材料及構(gòu)筑物一覽表注：1、各管道長度詳細長度見污水主干管計算表、雨水干

12、管計算表，所示長 度僅為干管各管徑總長度。2、檢查井、跌水井僅包括計算污水主干管、計算雨水干管上的個數(shù)，未包括 支管。3、跌水井只在管道連接處跌落水頭大于或接近im時才設(shè)置。（二）污水管道設(shè)計計算書一、在平面圖上布置污水管道從設(shè)計區(qū)總平面圖可知該區(qū)地勢自東北方向向西南方向傾斜，坡度較小。街道 支管布置在街區(qū)地勢較低一側(cè)的道路下，低邊式布置。干管基本上與等高線垂直 布置，主干管布置在設(shè)計區(qū)南部，基本上與等高線平行，整個管道系統(tǒng)呈截流式 布置（布置詳圖見污水管道平面布置圖）。二、計算街區(qū)面積按各街區(qū)的平面尺寸計算它們的面積，列入下表。用箭頭標出各街區(qū)的污水排 入管段的方向（詳見污水管道平面布置圖）

13、。三、劃分設(shè)計管段、計算設(shè)計流量計算設(shè)計流量根據(jù)設(shè)計管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管屮有本段流 量進入的點和旁側(cè)支管進入的點，作為設(shè)計管段的起迄點，并給檢查井編上號碼。 各設(shè)計管短的設(shè)計流量應(yīng)列表計算在初步設(shè)計階段只計算干管和主干管的設(shè)計 流量。該城區(qū)人口密度為250+50x1+5x12=360 cap/ha,污水量設(shè)計標準取140l/（cap.d）,則每公頃街區(qū)面積的生活污水平均流量（生活污水比流量）為:l/ （s-ha）86400本設(shè)計中共有2個集中流量，因污水污染程度輕微，分別通過檢查井17、 直接進入城市污水管道?；疖囌驹O(shè)計污水量工廠的設(shè)計流量為總變化系數(shù)的確定：q0.11式中，

14、q為平均日平均時污水流量（l/s）,當(dāng)q&lt;5l/s時，kz=2.3；當(dāng) q&gt;1000l/s 時，kz二 1.3。列表進行各管段設(shè)計流量的計算，計算過程及結(jié)果見下表。四、水力計算在確定設(shè)計流量后，便可以從上游管段開始依次進行主干管各設(shè)計管段的水力 計算。列表進行計算，如下表所示。1、從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計管段的長度，列入表中。2、將各設(shè)計管段的設(shè)計流量、設(shè)計管段起訖點檢查井處的地而標高列入表三 中。3、計算每一設(shè)計管段的地面坡度（地面坡度二設(shè)計坡度時參考）。4、確定起始管段的管徑d,以及設(shè)計流速v,設(shè)計坡度i,設(shè)計充滿度h/do 電子表格屮，只需調(diào)整管徑d,設(shè)

15、計坡度i,其它變量自動調(diào)整。本城鎮(zhèn)由于管 段的地面坡度很小，為了不使整個管道系統(tǒng)的埋深過大，宜采用最小設(shè)計坡度為 設(shè)定數(shù)據(jù)。起始管段q很小，很難滿足v>vmin ,按照dmin, vmin進行設(shè)計。注：傳統(tǒng)的污水管道計算方法是查圖查表的手工計算方法，費時費力，計算精 度不高，不利于設(shè)計方案的優(yōu)化,應(yīng)用電子計算表格可直觀快捷地完成水力計算, 故本次設(shè)計均采用電子表格設(shè)計。5、確定其它管段的管徑d、管道坡度i。通常隨著設(shè)計流量的增加，下一個 管段的管徑一般會增大一級或兩級（50mm為一級），或者保持不變，這樣便可根 據(jù)流量的變化情況確定管徑。隨著管徑的不斷增大i可逐漸減小。然后可根據(jù)設(shè) 計流

16、速從上游至下游應(yīng)遞增的規(guī)律（但v&gt;l2m/s吋，可不作考慮）設(shè)定設(shè)計流 速。通過不斷調(diào)整各管段的d, i值，使v, h/d達到設(shè)計要求。6、計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設(shè)深度：1）根據(jù)設(shè)計管段長度和管道坡度求降落量。2）根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。3）確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。該城鎮(zhèn)離污水廠最遠的干管起點有1、28、17、 29及31點，對主干管起決定作用的控制點是1點。1點是主干管的起始點，它 的埋深考慮到管道內(nèi)污水冰凍，地面荷載，覆土厚度等各因素，及街坊污水出水 管道管底標高按照地面以下1.5m考慮，取1.6mo4）求設(shè)計管段上、下端的管內(nèi)底標高，水面標高及埋設(shè)深

17、度。綜上，制成污水主干管計算表，各管段數(shù)據(jù)如下表所示。注：另附各污水干管計算表。8五、繪制管道縱剖面圖本題的設(shè)計深度僅為初步設(shè)計，只要求繪出主干管剖面圖。因此，在水力計算 結(jié)束后依據(jù)計算所得的管徑、坡度等數(shù)據(jù)繪制污水管道縱剖面圖，詳見污水主干 管剖面圖圖示。（三）雨水管道計算說明書一、劃分排水流域和管道定線根據(jù)縣城區(qū)平面圖和資料知設(shè)計區(qū)地形平坦，故排水流域按城市主耍街道的匯 水面積劃分，流域分界線如附件四所示。由于地形對排除雨水有利，擬采用分散 出口的雨水管道布置形式。雨水干管基木垂直于等高線，布置在排水流域地勢較 低一側(cè)，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。雨水支管-般設(shè)在 街坊較

18、低側(cè)的道路下。河流的位置確定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于大 河北岸邊。二、劃分設(shè)計管段根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處或兩 條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。根據(jù)管道的 具體位置劃分設(shè)計管段，并將設(shè)計管段的檢查井依次編號見附圖（雨水管道布置 圖）。三、劃分并計算各設(shè)計管段的匯水面積各設(shè)計管段的匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道 布置等情況而劃定。按照就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積，并將每塊 的編號、雨水流向標注在附錄四屮。各部分面積如下表：四、確定主要設(shè)計參數(shù)|/av=0.9x0.1 +0.9x04+0.16x04+0.3x0.4+05x0.2=0.439設(shè)計重現(xiàn)期p=1a地面集水時間tl = 10min各主要參數(shù)如下:五、確定各管段匯水區(qū)域面積通過對各管段匯水區(qū)域面積的整理，結(jié)果如下：六、本地暴雨強度公式為0.65t0.65單位面積徑流量qoq0= qx|/10七、設(shè)計雨水干管的水力計算確定各管段的管徑、坡度、流速、管底標高和管道埋深。管道起點的埋深根據(jù) 根據(jù)冰凍情況、雨水管道銜接要求及承受荷載要求以及覆土厚度等條件，采用個 管段最小埋深為1.5mo起點1的埋