第七章管道系統(tǒng)

1、水污染控制工程第七章 管道系統(tǒng)第一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和組成 排水系統(tǒng) 為了系統(tǒng)地排除和處置各種廢水而建設(shè)的一整套工程設(shè)施。 排水體制 污水不同的排出方式所形成的排水系統(tǒng)。第一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和組成 一、排水系統(tǒng)的體制排水體制合流制直排式截留式分流制完全分流制不完全分流制半分流制將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一套溝道內(nèi)排除的系統(tǒng)將污水和雨水分別在兩套或兩套以上各自獨(dú)立的溝道內(nèi)排除的系統(tǒng)有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)只有污水排水系統(tǒng)，沒(méi)有完整的雨水系統(tǒng)既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)。在雨水干溝上設(shè)雨水跳越井可截流初期雨水和街道沖洗廢水入污水溝道第一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和組成第

2、一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和組成 二、排水系統(tǒng)的組成部分 排水系統(tǒng)是收集、輸送、處理、利用及排放廢水的全部工程設(shè)施 組成 溝道系統(tǒng)收集和輸送廢水的工程設(shè)施 污水廠改善水質(zhì)和回收利用污水的工程設(shè)施 出水口廢水排入水體的工程設(shè)施第一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和組成城市污水系統(tǒng)房屋污水管道系統(tǒng)聯(lián)結(jié)室內(nèi)用水設(shè)備和室外溝道，以排除用過(guò)的水收集住宅和公共建筑的污水并輸送至污水廠城市污水溝道系統(tǒng)坊內(nèi)溝道街道溝道支溝，干溝，總干溝工廠排水系統(tǒng)車間內(nèi)部溝道系統(tǒng)和設(shè)備收集各車間及其他對(duì)象所排出的廢水，送至回收利用、處理構(gòu)筑物，或直接排入城市排水系統(tǒng)廠內(nèi)溝道系統(tǒng)其他的組成部分與城市污水系統(tǒng)相同第一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和

3、組成雨水排水系統(tǒng)房屋雨水管道系統(tǒng)街坊或廠區(qū)雨水溝道系統(tǒng)街道雨水溝道系統(tǒng)雨水泵站及壓力管第一節(jié) 城市排水系統(tǒng)的體制和組成第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 溝道 暗溝 溝管 溝渠 明溝 要求： 不滲水 抗腐蝕 內(nèi)壁面整齊光滑 能承擔(dān)外壓力 正確選擇管材第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 溝管 (一) 混凝土管 混凝土管適用于排除雨水、污水。 管口有承插式、企口式和平口式。 制造方法有搗實(shí)法、壓實(shí)法和振蕩法。 缺點(diǎn)： 抗蝕性較差，既不耐酸也不耐堿；抗?jié)B性也較差；管節(jié)短、接頭多。第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 溝管 (二) 鋼筋混凝土管 當(dāng)管道埋深較大或敷設(shè)在土質(zhì)條件不良的地段，以及穿越鐵路、河流、谷

4、地時(shí)，都可采用鋼筋混凝土管。 管口：承插、企口和平口。 (三) 陶土管 (四) 金屬管鑄鐵管、鋼管 在外力很大或?qū)B漏要求特別高的場(chǎng)合下才采用金屬管 (五) UPVC管 (六) 玻璃鋼管合理選擇溝管市場(chǎng)供應(yīng)情況經(jīng)濟(jì)上的考慮技術(shù)上的要求第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 渠道 口徑比較大，內(nèi)徑大于1.5m時(shí)，通常在現(xiàn)場(chǎng)澆制或砌裝 使用材料可為混凝土，磚、石、混凝土塊、鋼筋混凝土塊等土壓力和荷載較大時(shí)，較好分配管壁阻力地質(zhì)條件較差或地形平坦可減少埋深，流量變化不大的大流量污水小流量維持較大流速，可減少淤積，合流制較多，實(shí)踐證明，淤積嚴(yán)重改善受力條件和水力學(xué)條件第二節(jié)

5、溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 檢查井 檢查、清通和連接管渠而設(shè)置的 設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)彎、管徑或坡度改變以及跌水等處相隔一定距離的直線溝道上也設(shè)第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 跌水井 當(dāng)上下游溝段出現(xiàn)較大的落差(大于1m)時(shí)，一般檢查井不再適用，改用跌水井連接。 跌水井是設(shè)有消能設(shè)施的檢查井，它可以克服水流跌落時(shí)產(chǎn)生的巨大沖擊力，宜設(shè)在直線溝段上。 形式 豎管式 階梯式第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 水封井 當(dāng)工業(yè)廢水中含有易燃的揮發(fā)性物質(zhì)時(shí)，溝道空間常出現(xiàn)爆炸性氣體，為防止這種氣體進(jìn)入車間，在連接車間內(nèi)、外溝段的檢查井中應(yīng)設(shè)置水封第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 溢流井 在合流溝道與截留溝道的

6、交接處，設(shè)置溢流井以完成截留(晴天)和溢流(雨天)的作用。第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 雨水口 在雨水溝道或合流溝道上收集地面雨水的構(gòu)筑物 設(shè)在交叉路口、路側(cè)邊溝的一定距離處以及設(shè)有道路邊石的低洼地方。 雨水口的形式和數(shù)量應(yīng)按匯水面積上所產(chǎn)生的徑流量和雨水口的泄水能力來(lái)確定。 雨水口包括進(jìn)水、井身和連接管三部分。 形式： 邊溝雨水口、側(cè)石雨水口和聯(lián)合式雨水口。 雨水口分為落底和不落底的。 連接在同一連接管上的雨水口不宜超過(guò)三個(gè)。第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 倒虹管 倒虹管由進(jìn)水井、溝管及出水井組成。 溝管 直管式 折管式 中部管段 兩側(cè)斜管 要求 與障礙物正交通過(guò)。 穿過(guò)河道的倒虹管，

7、應(yīng)選擇在河床和河岸較穩(wěn)定、不易被沖刷的地段及埋深較小的部位敷設(shè)。 管頂與河床的垂直距離一般不小于0.5m。 管線不少于兩條1、進(jìn)水井 2、出水井 3、溝管 4、溢流堰第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 出水口 溝道出水口的位置和形式應(yīng)根據(jù)出水水質(zhì)、水體的水位及其變化幅度、水流方向、下游用水情況、邊岸變遷(沖、淤)情況和夏季主導(dǎo)風(fēng)向等因素確定，并要取得當(dāng)?shù)匦l(wèi)生主管部門(mén)和航運(yùn)管理部門(mén)的同意。 污水和受水水體需充分混合時(shí)，出水口常長(zhǎng)距離伸入水體。 雨水出水口設(shè)在常水位以上。 出水口與河道連接處，一般設(shè)置護(hù)坡或土墻。 出水標(biāo)高比水體水面高出很多時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置單級(jí)或多級(jí)跌水設(shè)施第二節(jié) 溝道及溝道系統(tǒng)上的構(gòu)

8、筑物采用護(hù)坡的出水口采用擋土墻的出水口江心分散式出水口一字式出水口八字式出水口第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 確定管渠的管徑、坡度和高程 水力學(xué)計(jì)算要滿足下列要求 不溢流 不淤積 不沖刷管壁 注意通風(fēng) 污水按不滿流污水管渠水力設(shè)計(jì)原則第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 設(shè)計(jì)管段是相鄰的兩個(gè)檢查井間的溝段。 當(dāng)相鄰的設(shè)計(jì)管段能采用同樣的口徑和坡度時(shí)，可以合并為一條設(shè)計(jì)溝段。計(jì)算基本公式014. 0:m:s/m:m:s/m:1232132和鋼筋混凝土管渠，管壁粗糙系數(shù)，混凝土），也等于管底坡度水力坡度（即水面坡度積與濕周的比值），水力半徑（過(guò)水?dāng)嗝婷婢魉?，設(shè)計(jì)管段過(guò)水?dāng)嗝娴钠椒e，設(shè)計(jì)管段的過(guò)水?dāng)嗝婷嬖O(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)

9、流量，式中：流量：nilRvAQlRnvvAQ第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 水力學(xué)算圖 不滿流圓形溝道水力學(xué)算圖 滿流圓形溝道水力學(xué)算圖 滿流矩形水力學(xué)算圖 明渠流用的水力學(xué)算圖等 每一個(gè)設(shè)計(jì)管段：6個(gè)水力要素 管徑D 粗糙系數(shù)n 充滿度h/D 水力坡度（管道坡度）I 流量Q 流速v水力學(xué)算圖第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 例：已知n=0.014，D=300mm，i=0.0024，Q=25.5L/s，求v和h/D 解：（1） D300mm，采用教材中圖2-2。 （2）這張圖有四組線條：豎的線條代表流量，橫的代表坡度，從右向左下傾的斜線代表充滿度，從左向右下傾的斜線代表流速。每條線上的數(shù)目字代表相應(yīng)要素的

10、值。先從縱軸(表示坡度)上的數(shù)字中找0.0024，從而找出代表i0.0024的橫線。 （3）從橫軸(表示流量)上找出代表Q25.5L/s的那根豎線。 （4）代表坡度0.0024的橫線和代表流量25.5L/s的豎線相交，得一點(diǎn)，這一點(diǎn)正好落在代表流速0.65m/s的那根斜線上，并靠近代表充滿度0.55的那根斜線上。因此求得v0.65m/s，h/D0.55。水力學(xué)算圖第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 例： 已知n0.014，D300mm， Q26L/s，i0.003，求v和h/D。 解：（1）D300mm，采用教材圖2-2 。 （2）找出代表qV26L/s的那根豎線。 （3） 找出代表i0.003的那根橫

11、線。 （4） 找出這兩根線的交點(diǎn)，這交點(diǎn)落在代表v0.7m/s和v0.75m/s的兩根斜線之間。假如有一根和以上兩根斜線平行的線正好穿過(guò)這交點(diǎn)，估計(jì)這根線代表v=0.71m/s。求得v0.71m/s。 （5）這交點(diǎn)又落在代表h/D0.50和0.55兩根斜線之間，估計(jì)h/D0.52。于是，求得h/D0.52。水力學(xué)算圖第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 為了解決在已定設(shè)計(jì)流量下采用什么管徑、坡度、流速的問(wèn)題 1、設(shè)計(jì)充滿度 污水管渠按不滿流設(shè)計(jì) 溝道中的水深h和管徑D（或渠深H）的比值 明溝，超高0.2m水力設(shè)計(jì)主要參數(shù)第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 2、設(shè)計(jì)流速 設(shè)計(jì)流速是溝道中流量到達(dá)設(shè)計(jì)流量時(shí)的水流速度。

12、 污水管道Vmin=0.6m/s； 明渠Vmin=0.4m/s 混凝土管Vmax=5m/s，鋼管Vmax=10m/s 。 防止淤積所需的溝道設(shè)計(jì)流速的最小限值同廢水中夾帶的懸浮物的性質(zhì)(顆粒大小、相對(duì)密度)有關(guān)。 各設(shè)計(jì)溝段的設(shè)計(jì)流速?gòu)纳嫌蔚较掠巫詈檬侵饾u增加的 3、最小管徑 管徑過(guò)小，容易堵塞 污水溝管的最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度水力設(shè)計(jì)主要參數(shù)第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 4、最小設(shè)計(jì)坡度和不計(jì)算管段的最小設(shè)計(jì)坡度 坡度和流速存在一定的關(guān)系 vminimin 因設(shè)計(jì)流量很小而采用的最小管徑的設(shè)計(jì)溝段稱為不計(jì)算管段（直接確定）水力設(shè)計(jì)主要參數(shù)21321iRnv 第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 5、溝道的埋

13、設(shè)深度和覆土厚度 溝道的埋設(shè)深度 指溝底的內(nèi)壁到地面的距離。 在干燥土壤中，溝道最大埋深一般不超過(guò)78m； 在多水、流沙、石灰?guī)r地層中，一般不超過(guò)5m。 溝道的覆土厚度 指溝頂?shù)耐獗诘降孛娴木嚯x 決定最小覆土厚度的因素 必須防止溝道中的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞溝道 必須防止溝壁被車輛造成的活荷載壓壞 必須滿足支溝在銜接上的要求 溝道最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。 房屋排出管的最小埋深通常采用0.550.65m。水力設(shè)計(jì)主要參數(shù)第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 檢查井上下游管段銜接原則： （1）盡可能提高下游溝段的高程，以減少埋深，從而降低造價(jià)，在平坦地區(qū)這點(diǎn)尤其重要； （2）避免在上游溝段中

14、形成回水而造成淤積； （3）不允許下游溝段的溝底高于上游溝段的溝底。 銜接方法 管頂平接 上游回水可能性小，但下游管段埋深增加 水面平接 流量變化會(huì)產(chǎn)生回水，下游管道埋深淺些 管底平接 避免 下游管底高于上游管底 下游水位高于上游水位管段的銜接第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 已知量： 設(shè)計(jì)流量Q、管段長(zhǎng)、檢查井地面高程、地面坡度i 例： 已知設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度L為240m；地面坡度i為0.0024；流量Q為40L/s，上游溝段管徑D300mm，充滿度h/D為0.55，溝底高程為44.22m，地面高程為46.06m，覆土厚度為1.54m。求：設(shè)計(jì)溝段的口徑和溝底高程管段水力計(jì)算第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 解：

15、 由于上游管段的覆土厚度較大，設(shè)計(jì)溝段坡度應(yīng)盡量小于地面坡度以減少埋深。 （1）令D300mm， 查圖，當(dāng)D300mm， Q40L/s，h/D=0.55 時(shí)，i0.0058i 0.0024，不符合本題應(yīng) 盡量減少埋深的原則； 令v0.6m/s（最小流速）（最小流速）時(shí)， h/D0.900.55，也不符合要求。管段水力計(jì)算第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 （2）令D350mm，查圖，當(dāng)D350mm，Q40L/s，v=0.6m/s時(shí)，h/D=0.660.65，不符合要求；令h/D=0.65時(shí)，反算v=0.61m/s0.60m/s符合要求，此時(shí)i=0.00150.0024，合適 采用管頂平接: 設(shè)計(jì)管段上端

16、管底高程：44.220+0.300-0.35044.170(m) 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程：44.170-2400.001543.810(m) 檢驗(yàn)： 上游管段下端水面高程： 44.220+0.3000.5544.385(m) 設(shè)計(jì)管段上端水面高程： 44.170+0.65 0.35044.398(m) 44.398m高于44.385m，不符合要求，應(yīng)采用水面平接。管段水力計(jì)算第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 （3）令D400 mm,查圖,當(dāng)D400mm，Q40L/s，v0.6m/s時(shí)，h/D0.53，i0.00145。與D350mm相比較，管段設(shè)計(jì)坡度基本相同，溝管容積未充分利用，管段埋深反而增加0.

17、05m（400-350mm）。另外，管段口徑一般不跳級(jí)增加，所以D350mm，i0.0015的設(shè)計(jì)為好。 （4）溝底高程修正：采用水面平接。 上流溝段的下端水面高程: 44.22+0.3 0.5544.385(m) 設(shè)計(jì)溝段的上端溝底高程: 44.385-0.35 0.6544.158(m) 設(shè)計(jì)溝段的下端溝底高程: 44.158-240 0.001543.798(m)管段水力計(jì)算第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算 例：已知設(shè)計(jì)溝段長(zhǎng)度L130m，地面坡度i0.0014，流量Q56L/s，上游溝段口徑D350mm，充滿度h/D0.59，溝底高程為43.67m，地面高程為45.48m。 求：設(shè)計(jì)溝段的口徑

18、與溝底高程。 解： 覆土厚度為45.48-43.67-0.351.46m。離最小覆土厚度允許值0.7m較大，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使設(shè)計(jì)溝段坡度小于地面坡度。 （1）令D350m，查圖，當(dāng)D350mm，Q56L/s，v0.60m/s時(shí)，i0.0015，但h/D0.950.65不合格。當(dāng)h/D0.65時(shí)，反算v0.85m/s，i0.0030I0.0014，不很理想。管段水力計(jì)算 采用水面平接: 上游管段的下端水面高程: 43.67+0.350 0.5943.877(m) 設(shè)計(jì)溝段的上端管底高程: 43.877-0.65 0.35043.650(m) 設(shè)計(jì)溝段下端管底高程: 43.650-130 0.0

19、03043.260(m) （2）令D400mm,查圖,當(dāng)D400mm，Q56L/s，v0.60m/s時(shí)，i0.0012，但h/D0.700.65，不符合規(guī)定；當(dāng)h/D0.65時(shí)，i0.00145，v0.65m/s,符合要求。 溝管坡度接近地面坡度I0.0014。 采用溝頂平接: 設(shè)計(jì)溝段的上端管底高程：43.67+0.350-0.40043.620(m) 設(shè)計(jì)溝段的下端管底高程: 43.620-130 0.0014543.432(m) 施工高程： 43.43(m)第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算管段水力計(jì)算 檢驗(yàn)： 上游溝段下端水面高程：43.877(m) 設(shè)計(jì)溝段上端水面高程：43.620+0.65

20、 0.40043.880(m) 43.880高于43.877，雖不符合要求，但可接受(下端溝底施工高程略低于計(jì)算值)。 （3）從本設(shè)計(jì)溝段的造價(jià)而論，第一答案可能比第二答案便宜；但是，后面的溝管都將落下0.172m。假如下游的地區(qū)有充分的坡度，可以采用第一答案，假如在平坦的地區(qū)，以后還有很長(zhǎng)的溝段以及覆土厚度大于0.7m較多時(shí)，宜采用第二答案。第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算管段水力計(jì)算 例：已知L190m，Q66L/s，I0.008(上端地面高程44.50m，下端地面高程43.40m)，上游管段D400m，和h/D0.61，其下端管底高程為43.40m，覆土厚度0.7m 求：管徑與管底高程。 解：

21、本例的特點(diǎn)是地面坡度充分，偏大。 上游溝段下端覆土厚度已為最小容許值。估計(jì)設(shè)計(jì)溝段坡度將小于地面坡度，且口徑可小于上游溝段。 （1）令D400mm，i0.008，h/D0.65時(shí)，查圖得Q133L/s66L/s。 （2）令D350mm，iI0.008，h/D0.65時(shí)，查圖得Q91L/s66L/s。 （3）令D300mm， iI0.008，h/D0.55時(shí)，查圖得Q47L/s66L/s。第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算管段水力計(jì)算 （4）可以選用D350mm， i0.008。規(guī)范規(guī)定，在地面坡度變陡處，溝道管徑可以較上游小1或2級(jí)。 下面計(jì)算溝底高程。 D=350mm，Q=66L/s，I0.008 時(shí)

22、，查圖得：h/D0.53, v=1.28m/s，合格。 采用溝底平接: 設(shè)計(jì)溝段上端溝底高程上游溝段下端溝底高程43.40(m) 設(shè)計(jì)溝段下端溝底高程: 43.40-1900.00841.88(m) （5）如果采用地面坡度作為設(shè)計(jì)坡度，設(shè)計(jì)流速超過(guò)最大流速，這時(shí)溝道設(shè)計(jì)坡度必須減少，并且設(shè)計(jì)溝段上端檢查井應(yīng)采用跌水井。第三節(jié) 排水管渠水力計(jì)算管段水力計(jì)算第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)流量是設(shè)計(jì)期限(2030年)終了時(shí)的最大日(或最大班)最大時(shí)的污水流量 包括 生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 在地下水位較高的地區(qū)，宜適當(dāng)考慮地下水滲入量 居住區(qū)的生活污水： 工廠生產(chǎn)區(qū)生活污水： 給水排水設(shè)

23、計(jì)手冊(cè)第六冊(cè)設(shè)計(jì)流量確定：總變化系數(shù)數(shù)：使用管道的設(shè)計(jì)人口：生活污水量定額總總KNqKNqQddd360024：每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)：產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量均廢水量，：生產(chǎn)沒(méi)單位產(chǎn)品的平總Tm360010003MqKTMqQmmm第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、確定排水區(qū)界，劃分排水流域 2、選擇污水廠出水口的位置 3、擬定污水干溝及總干溝的路線 4、確定需要抽升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置平面布置第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、確定排水區(qū)界，劃分排水流域 排水區(qū)界是排水系統(tǒng)敷設(shè)的界限 通常排水流域邊界應(yīng)與分水線相符合（或使污水能自流） 具體根據(jù)地形及城市和工業(yè)企業(yè)的豎向規(guī)劃劃分排水流域平面布置第四節(jié) 污水管

24、道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2、選擇污水廠出水口的位置 城市的下風(fēng)向 水體的下游 離開(kāi)居住區(qū)和工業(yè)區(qū) 3、擬定污水干溝及總干溝的路線 應(yīng)遵循的主要原則： 應(yīng)盡可能在路線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排應(yīng)盡可能在路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出 考慮的因素考慮的因素 地形和豎向規(guī)劃地形和豎向規(guī)劃 排水體制和其他管線的情況排水體制和其他管線的情況 污水廠和出水口位置污水廠和出水口位置 水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件 道路寬度道路寬度 地下管線及構(gòu)筑物的位置地下管線及構(gòu)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以及發(fā)展遠(yuǎn)景和修建順序工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情

25、況以及發(fā)展遠(yuǎn)景和修建順序平面布置第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3、擬定污水干溝及總干溝的路線 幾種具體情況分析 地形具有適中的坡度 地形坡度較陡 流域范圍大，且地形較平坦 地形將城市劃分成高低二區(qū)平面布置第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3、擬定污水干溝及總干溝的路線 支管定線 街坊狹長(zhǎng)或地形有傾斜時(shí)：低側(cè)式 地形平坦且面積較大：圍坊式 建筑已定和街坊管道自成體系：穿坊式平面布置第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4、確定需要抽升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置 排水泵站的布置 中途泵站：當(dāng)管道埋深超過(guò)最大合理埋深時(shí)，設(shè)置泵站提升污水 終點(diǎn)泵站：一般設(shè)在污水廠內(nèi)處理構(gòu)筑物之前 局部泵站：比較低洼地區(qū)，高樓地下室，地

26、下鐵道和其他地下建筑物中平面布置第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 與房屋、樹(shù)木保持一定距離，避免滲漏而影響房屋基礎(chǔ)，避免樹(shù)根擠壞溝管； 管道埋深2.2m，離房屋邊線水平距離3.5m，離行道樹(shù)2m 管道埋深2.2m，離房屋邊線水平距離5-6m，離行道樹(shù)1.5m 污水溝道應(yīng)設(shè)在道路上，街區(qū)連接支溝較多、地下管線較少一側(cè)； 街道寬度50時(shí)，可以考慮設(shè)置兩條排水管； 地下設(shè)施擁擠或交通極其繁忙場(chǎng)合，可以把地下管線集中在隧道中(共同溝)。管道在街道上的位置 地下管線交叉時(shí)的處理原則： 小管讓大管； 有壓管讓無(wú)壓管； 新建管線讓已建管線； 臨時(shí)管線讓永久管線； 柔性結(jié)構(gòu)管線讓剛性結(jié)構(gòu)管線 一般布置方式： 給水管

27、在溝管之上； 電力線、煤氣管、熱水管、熱氣管在給水管之上； 溝道具有允許的壓縮高度表3-3 污水管道允許壓縮高度管道口徑/mm150-300350-450500-900900可壓縮高度%30201510第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平面布置 任務(wù) 根據(jù)已經(jīng)確定的溝道路線，計(jì)算和確定各設(shè)計(jì)溝段的設(shè)計(jì)流量、管徑、坡度、流速、充滿度和溝底高程。 原則 不沖刷、不淤積、不溢流、要通風(fēng)。 計(jì)算步驟 確定控制點(diǎn)開(kāi)始，從上游到下游，計(jì)算和確定各個(gè)設(shè)計(jì)溝段的有關(guān)數(shù)據(jù)。第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì) 基本概念 控制點(diǎn) 對(duì)整個(gè)溝道系統(tǒng)的高程起控制作用的點(diǎn)，其埋深影響整個(gè)溝道系統(tǒng)的埋深，故應(yīng)盡量降低控制點(diǎn)的埋深 控

28、制點(diǎn)的位置 離污水廠或出水口最遠(yuǎn)處； 排水流域中，地面高程最低處； 溝道埋深有特殊要求處(如地下室) 減小控制點(diǎn)埋深方式 加強(qiáng)溝管強(qiáng)度； 填高控制點(diǎn)處的地面高程； 設(shè)置局部泵站提升水位第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì) 基本概念 設(shè)計(jì)溝段 兩個(gè)檢查井之間的溝段（中間可以有其他檢查井），溝段可以轉(zhuǎn)向，要求采用的設(shè)計(jì)流量不變或基本不變，采用同樣的管徑和坡度 設(shè)計(jì)流量組成 沿線流量 本溝段服務(wù)的街坊流量 集中流量 工廠或公共建筑的流量(可準(zhǔn)確估計(jì)) 轉(zhuǎn)輸流量 上游管段和旁側(cè)管段轉(zhuǎn)輸流量第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì) 計(jì)算示例第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì) 計(jì)算步驟 1、將溝道劃分為若干設(shè)計(jì)溝

29、段，從污水廠開(kāi)始標(biāo)定每個(gè)設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)上的檢查井編號(hào) 2、確定各設(shè)計(jì)溝段的設(shè)計(jì)流量 3、從上游溝段開(kāi)始進(jìn)行各設(shè)計(jì)溝段的水力學(xué)計(jì)算第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì)第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì)第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì)第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管道施工圖繪制管道施工圖管道平面圖管道剖面圖比例尺1：500內(nèi)容初步設(shè)計(jì)平面圖上的項(xiàng)目現(xiàn)有的地面設(shè)施所有的現(xiàn)存地下各種管線水平比例尺1：1000垂直比例尺1：100內(nèi)容初步設(shè)計(jì)剖面圖上的項(xiàng)目溝道材料和基礎(chǔ)做法與溝道直交的其他地下管線的資料設(shè)計(jì)溝道的走向和改向角度第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管道施工圖繪制第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 離心泵、混流泵、軸

30、流泵、螺旋泵、潛污泵 1、離心泵 分臥式和立式兩種形式 立式優(yōu)點(diǎn)： 它占地面積較小，能節(jié)省造價(jià) 水泵和電動(dòng)機(jī)可以分別安放在適宜的地方 立式缺點(diǎn)： 對(duì)安裝技術(shù)和機(jī)件精度要求都較高 檢修不及臥式泵方便 流量較小，揚(yáng)程較高，用于提升污水。 其最高效率點(diǎn)兩側(cè)下降較緩，比較容易控制在高效率狀況下運(yùn)行；常用排水泵第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 、混流泵 構(gòu)造與離心泵相同，葉輪設(shè)計(jì)不同 泵內(nèi)主流方向介乎輻射與軸向之間 、軸流泵 主流方向和泵軸平行 流量大，揚(yáng)程低，額定點(diǎn)效率較高，吸水高度很低，僅有12m。 、螺旋泵 揚(yáng)程低，轉(zhuǎn)速低，流量范圍大，效率穩(wěn)定，適用于提升回流活性污泥。 特點(diǎn)： 沒(méi)有阻塞問(wèn)題 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可自

31、行制造 無(wú)需輔助設(shè)備 無(wú)需正規(guī)泵站 基建投資省 低速運(yùn)行，機(jī)械磨損小，維修方便 電能消耗少、運(yùn)行費(fèi)用低、占地較大常用排水泵第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 、空氣提升泵 用于提升回流活性污泥。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，當(dāng)壓縮空氣有現(xiàn)成來(lái)源時(shí)，可以采用 、潛污泵 無(wú)需正規(guī)的泵站，占地面積?。?管路簡(jiǎn)單，配套設(shè)備少。常用排水泵第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 污水泵站是排水系統(tǒng)中的重要構(gòu)筑物 排水泵站設(shè)計(jì)中要解決的問(wèn)題 泵組的選擇 進(jìn)水池容積計(jì)算確定 泵站的建筑形式及泵組與管道的布置 起重設(shè)備的選擇和布置 電器設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備的選擇 施工方法的確定 泵站的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 一、污水泵的選擇

32、 根據(jù)最大時(shí)、平均時(shí)、最小時(shí)流量及相應(yīng)的全揚(yáng)程（凈揚(yáng)程+總水頭損失+自由水頭），按照水泵的特性曲線選擇水泵，要求選用的水泵在以上各種情況下能高效運(yùn)轉(zhuǎn)。污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 二、進(jìn)水池 滿足水泵吸水管和其他設(shè)備（格柵、碎渣機(jī)等）安裝要求，又要滿足水泵正常工作的容積要求 有效容積：最高水位和最低水位之間容積 不小于最大一臺(tái)泵的5min出水量，有效高度1.5-2.0m 進(jìn)水池大小要滿足管道與設(shè)備的安裝要求。 人工操作每小時(shí)不宜多于4次，自動(dòng)操作每小時(shí)不多于6次 進(jìn)水池污水入口處設(shè)置格柵 柵面與水面成6070角，過(guò)柵流速0.61.0m/s，柵間空隙1020mm(隨水泵類型和大小而定)污水

33、泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 三、吸水管和出水管 吸水管 安裝要求安裝要求 每臺(tái)泵布置單獨(dú)的吸水管，力求短而直，以減小阻力損失每臺(tái)泵布置單獨(dú)的吸水管，力求短而直，以減小阻力損失 吸水口設(shè)置喇叭口吸水口設(shè)置喇叭口 吸水口水平部分順?biāo)鞣较蚵晕⑻Ц呶谒讲糠猪標(biāo)鞣较蚵晕⑻Ц?與水泵連接處需要漸縮的，采用偏心大小頭與水泵連接處需要漸縮的，采用偏心大小頭 自灌式布置的水泵，吸水管上應(yīng)安裝閘閥自灌式布置的水泵，吸水管上應(yīng)安裝閘閥 吸水管中流速：吸水管中流速：0.71.5m/s污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 三、吸水管和出水管 出水管 泵站進(jìn)水池或上游檢查井中設(shè)有應(yīng)急出水口時(shí)泵站進(jìn)水池或上游檢

34、查井中設(shè)有應(yīng)急出水口時(shí) 采用一條總出水管采用一條總出水管 泵站進(jìn)水池或上游窨井中沒(méi)有應(yīng)急出口或泵站很大時(shí)泵站進(jìn)水池或上游窨井中沒(méi)有應(yīng)急出口或泵站很大時(shí) 采用兩條總出水管采用兩條總出水管 出水管中流速出水管中流速 0.82.5m/s不能小于不能小于0.7m/s 出水管的所有管道應(yīng)不妨礙交通、檢修等，便于安裝和拆卸出水管的所有管道應(yīng)不妨礙交通、檢修等，便于安裝和拆卸污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 四、泵組間 水泵機(jī)組的平面布置一般按單排布置；泵組多時(shí)，可采用兩排或交叉排列布置 影響泵組間布置的因素 水泵型號(hào) 外形尺寸 水泵臺(tái)數(shù) 泵站建筑形式 布置要求 泵組之間、泵組與墻壁之間有一定的距離，滿足

35、維修和安裝需要污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 五、污水泵站建筑要求 泵組間的高度應(yīng)便于設(shè)置的吊裝 無(wú)吊車起重設(shè)備的泵組間：室內(nèi)凈高不小于無(wú)吊車起重設(shè)備的泵組間：室內(nèi)凈高不小于3.0m 有吊車起重設(shè)備的泵組間：吊起物件與地面物件間有不小于有吊車起重設(shè)備的泵組間：吊起物件與地面物件間有不小于0.5m的凈空的凈空 有高壓配電設(shè)備的泵組間：高度應(yīng)根據(jù)電器設(shè)備要求確定有高壓配電設(shè)備的泵組間：高度應(yīng)根據(jù)電器設(shè)備要求確定 泵站的地上部分一般采用自然通風(fēng)，在地下間應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)設(shè)備污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 六、污水泵站形式 按泵站與集水井的組合方式區(qū)分按泵站與集水井的組合方式區(qū)分 合建式合建式

36、常用，進(jìn)水間與泵組間下層在同一高程上，水泵軸線低于常用，進(jìn)水間與泵組間下層在同一高程上，水泵軸線低于進(jìn)水室中水位進(jìn)水室中水位 分建式分建式 少用，可用于土質(zhì)差、施工困難、進(jìn)水間深度大的場(chǎng)合，少用，可用于土質(zhì)差、施工困難、進(jìn)水間深度大的場(chǎng)合，缺點(diǎn)是水泵啟動(dòng)需用引水設(shè)備缺點(diǎn)是水泵啟動(dòng)需用引水設(shè)備 按泵站平面形狀按泵站平面形狀 矩形矩形 便于安排設(shè)備便于安排設(shè)備,需開(kāi)挖法施工需開(kāi)挖法施工 圓形圓形 對(duì)土質(zhì)要求低，可采用沉井法施工對(duì)土質(zhì)要求低，可采用沉井法施工 組合組合 地下部分圓形，地上部分矩形，適用于小型泵站地下部分圓形，地上部分矩形，適用于小型泵站污水泵站設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛第五節(jié)

37、排水泵站的設(shè)計(jì) 七、事故排出口 設(shè)置事故排出口的情況 污水泵站不可能具有兩個(gè)獨(dú)立電源，也沒(méi)有備用內(nèi)燃機(jī)時(shí) 設(shè)置位置 泵站前第一個(gè)檢查井處 事故排出口的設(shè)置，應(yīng)取得當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)衛(wèi)生機(jī)關(guān)的同意污水泵站設(shè)計(jì)第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 以水力學(xué)原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)所需揚(yáng)水量和揚(yáng)程 確定泵的臺(tái)數(shù)和型號(hào) 最大設(shè)計(jì)流量，最小設(shè)計(jì)流量， 布置泵的位置和出水管的線路，并確定水管的口徑 泵進(jìn)出水管口徑泵的進(jìn)出口口徑或大一級(jí) 核算所選水泵是否合用，要否修正水力計(jì)算第五節(jié) 排水泵站的設(shè)計(jì) 管線水頭計(jì)算方法（出水管為壓力流） 水流通過(guò)管件時(shí)有局部水頭損失 為簡(jiǎn)化計(jì)算，?；芗橹惫?，與直管一起計(jì)算水頭損失（管件與替代它的直管應(yīng)有相等的水頭損失）水力計(jì)算s/m22f：管中水流流速：阻力