排水管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目齊河縣開發(fā)I區(qū)污水、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)學(xué) 院水利土木工程學(xué)院專 業(yè)給排水科學(xué)與工程學(xué)生姓名卞曉彤班 級(jí)2013級(jí)3班指導(dǎo)教師姜瑞雪指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字下發(fā)日期2015年12月7日水土學(xué)院03級(jí)給排水專業(yè)課程設(shè)計(jì) 給水管網(wǎng)目錄目錄2第一章：設(shè)計(jì)任務(wù)41.1設(shè)計(jì)資料41.1.1條件圖4齊河縣開發(fā)區(qū)規(guī)劃圖一張（含地形標(biāo)高）。41.1.2城市概況41.1.3氣候條件41.1.4水文及地質(zhì)51.1.5主要工業(yè)企業(yè)51.1.6其它參數(shù)51.2設(shè)計(jì)原則51.3 設(shè)計(jì)任務(wù)6第2章 方案選擇和確定72.1 排水體制的確定72.2 工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的關(guān)系選擇72.3 污水處理

2、方式的選擇8第3章 污水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)83.1 污水管網(wǎng)定線83.1.1污水管道定線的基本原則93.1.2污水管道定線考慮的因素93.1.3 排水流域的劃分103.1.4 污水主干管定線103.1.5 污水干管定線103.1.6 出水口的形式103.2污水設(shè)計(jì)流量113.2.1劃分設(shè)計(jì)管段113.2.2污水管道設(shè)計(jì)流量計(jì)算123.3 污水管道的水力計(jì)算133.3.1水力計(jì)算公式143.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)143.3.3污水管道水力計(jì)算193.4污水管網(wǎng)平面布置圖203.5 污水管網(wǎng)主干管剖面圖20第4章 雨水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)204.1 雨水管網(wǎng)定線204.1.1 雨水管道定線的基本原則204.1.2 劃

3、分排水流域和雨水管道定線考慮因素214.1.3 雨水管道定線214.1.4 出水口的形式214.2 雨水設(shè)計(jì)流量224.2.1 雨水計(jì)算公式224.3 雨水管道的水力計(jì)算234.3.1 水力計(jì)算公式234.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)244.3.4 雨水管道水力計(jì)算254.4污水管網(wǎng)平面布置圖274.5污水管網(wǎng)主干管剖面圖28第五章設(shè)計(jì)總結(jié)28參考文獻(xiàn)29第30頁(yè)第一章：設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1條件圖齊河縣開發(fā)區(qū)規(guī)劃圖一張（含地形標(biāo)高）。1.1.2城市概況齊河縣位于山東省省會(huì)濟(jì)南市市西，黃河北岸，與濟(jì)南市隔河相望。根據(jù)齊河縣開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃，2015年人口密度達(dá)400人/10000m2。1.1.3氣

4、候條件齊河縣屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，平均氣溫13.4，多年平均降水量622mm，雨熱同期，四季分明，氣候溫和，熱量充足，適宜多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，次為西北風(fēng)。1.1.4水文及地質(zhì)齊河縣城除黃河外均屬海河流域徒駭河水系，河網(wǎng)密布，境內(nèi)流長(zhǎng)326.24公里。齊河縣由于靠近黃河，水源充足，平時(shí)流量較大，枯水期有時(shí)斷流。本縣內(nèi)最長(zhǎng)的河流是趙牛河，匯入徒駭河。趙牛河50年一遇最高洪水位20.00米,常水位18.00m；最低水位16.50m，河床高程15.00m。齊河縣現(xiàn)成地質(zhì)條件很好，地下土壤為砂質(zhì)粘土，地下水水位深度在45m，最大凍土深度為0.40m。1.1.5主要工業(yè)企業(yè)齊河縣開發(fā)

5、區(qū)主要排污企業(yè)位置已標(biāo)在縣城規(guī)劃圖紙上。各排污企業(yè)排污量見下表。主要工業(yè)企業(yè)排污量一覽表序號(hào)企業(yè)名稱流量(m3/d)變化系數(shù)1酒廠15001.22制藥廠15001.33屠宰廠30001.24造紙廠45001.25化肥廠45001.36化工廠30001.21.1.6其它參數(shù)綜合生活污水定額160L/人·d，街道污水管起點(diǎn)埋深1.50m。暴雨強(qiáng)度公式：1.2設(shè)計(jì)原則執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，在城鎮(zhèn)總體布局的基礎(chǔ)上，結(jié)合地形和環(huán)境保護(hù)要求統(tǒng)一規(guī)劃城鎮(zhèn)排水管道系統(tǒng)；既技術(shù)先進(jìn)，又切合實(shí)際，安全適用，具有良好的環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；做到技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理

6、。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)給予的城鎮(zhèn)總平面圖和設(shè)計(jì)原始資料，獨(dú)立完成該城鎮(zhèn)排水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)流量計(jì)算；（7）污水主干管的水力計(jì)算；（8）雨水管渠的布置和定線；（9）雨水管渠的設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水力計(jì)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

7、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(shè)計(jì)的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理，而且對(duì)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)，同時(shí)也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資費(fèi)用和維護(hù)管理費(fèi)用。通常排水系統(tǒng)體制的選擇是一項(xiàng)很復(fù)雜的很重要的工作。排水體制的選擇應(yīng)該根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃，環(huán)境保護(hù)的要求，污水利用的狀況，原有排水設(shè)施、水質(zhì)、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(hù)的前提之下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(diǎn)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

8、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(jià)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(zhǎng)期高，靈活管理角度不便，費(fèi)用低管渠管理簡(jiǎn)便，費(fèi)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(jià)雖然稍高，但是環(huán)保效果好，管理方便，對(duì)于該鎮(zhèn)本身來講，只有一條河流過，其對(duì)該鎮(zhèn)以后發(fā)展的意義很大，必須保護(hù)好河水資源，環(huán)保要求高。我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)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

9、析，本工程即屬于新建地區(qū)的排水系統(tǒng)，并結(jié)合該鎮(zhèn)的地形，氣候，原有排水設(shè)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(guān)系選擇這是工業(yè)廢水與城鎮(zhèn)污水是否合并的問題。當(dāng)工業(yè)企業(yè)位于城鎮(zhèn)內(nèi)，應(yīng)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(jì)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(guó)室外排水設(shè)計(jì)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(zhì)，不應(yīng)影響城鎮(zhèn)排水管渠和污水處理廠等的正常運(yùn)行；不應(yīng)對(duì)養(yǎng)護(hù)管理人員造成危害；不應(yīng)影響處理后出水和污泥的排放和利用，且其水質(zhì)應(yīng)按污水排入城鎮(zhèn)

10、下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(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(zhì)分流，當(dāng)生產(chǎn)污水與生活污水的成分與水質(zhì)同生活污水相似時(shí)，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(fù)使用。一般食品廠及肉類加工廠等廢水，水質(zhì)與生活污水相似，當(dāng)工廠位于鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)或距鎮(zhèn)區(qū)較近時(shí)，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(dú)的進(jìn)行無害化處理后直接排放，一般并不經(jīng)濟(jì)合理。本鎮(zhèn)目前的工廠有酒廠、制藥廠、屠宰廠、造紙廠、化肥廠、化工廠，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

11、理。工業(yè)廢水管道接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)時(shí)，必須按廢水水質(zhì)接入相應(yīng)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(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)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(jì)技術(shù)比較，采取污水合并集中處理的方式，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。 (2) 根據(jù)水流方向和常年風(fēng)向，選擇污水廠的場(chǎng)址。室外排水設(shè)計(jì)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(huì)用和安全排放；污水廠廠址的選擇應(yīng)該有擴(kuò)建的可能。具體選址參見該排水管道設(shè)計(jì)布置總平面圖。綜上所述，方案確定為：將兩區(qū)的污水合

12、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(jìn)行處理。第3章 污水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)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(zhì)、地貌特點(diǎn)，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(shí)應(yīng)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(shè)置泵站的合理位置。一般應(yīng)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(yīng)盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時(shí)應(yīng)考慮特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在圖上標(biāo)明。3.1.2污水

13、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(zhì)條件；道路寬度；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。 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(shí)應(yīng)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(shì)，盡量做到順坡排水，盡可能不設(shè)泵站或少設(shè)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(zhì)條件，地下構(gòu)筑物以及其它障礙物對(duì)管道定線的影響。盡可能回避不良地質(zhì)條件的地帶和障礙。處理

14、好與現(xiàn)狀建筑物，構(gòu)筑物和規(guī)劃道路的關(guān)系，實(shí)在不能避開時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施。 管道定線時(shí)還需考慮街道寬度及交通情況。 管道定線，不論在整個(gè)城鎮(zhèn)或局部地區(qū)都可能形成幾個(gè)不同的布置方案。應(yīng)進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 結(jié)合江河走向和規(guī)劃中道路的實(shí)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(jìn)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(shí)，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(dān)排水面積，使干管在

15、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(shè)泵站或少設(shè)泵站。每一個(gè)排水流域往往有1個(gè)或1個(gè)以上的干管，根據(jù)流域地勢(shì)標(biāo)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(shè)排水管段的區(qū)域具有明顯的坡度走向和分界，又因?yàn)楹恿鲝膬蓞^(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(shè)深度等因素，污水主干管選擇臨近河邊的道路處埋設(shè)，走向由高到低。具體布置請(qǐng)參看該鎮(zhèn)排水管道設(shè)計(jì)布置總平面圖。3.1.5 污水干管定線由

16、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(shè)，使每個(gè)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(jìn)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(dá)標(biāo)后排放。具體布置請(qǐng)參看該鎮(zhèn)排水管道設(shè)計(jì)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(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、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(dǎo)風(fēng)向等因素確定。出水口與水體岸邊連接處應(yīng)采取防沖、加固等措施，一般用漿砌塊石做護(hù)墻和鋪底，在受凍脹影響的地區(qū)，出水口應(yīng)考慮用耐凍脹材料砌筑，其基礎(chǔ)必須設(shè)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

17、水體水混合較好，其位置處考慮上述因素外，還應(yīng)取得當(dāng)?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(zhǎng)距離伸入水體分散出口，此時(shí)應(yīng)設(shè)標(biāo)志，并取得航運(yùn)管理部門的同意。3.2污水設(shè)計(jì)流量3.2.1劃分設(shè)計(jì)管段根據(jù)管道平面布置，劃分設(shè)計(jì)管段（定出檢查井的位置并編號(hào)），量出主干管的設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度， 街坊排水面積的劃分 ，根據(jù)污水管道的布置，劃分各設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街坊排水面積，編上號(hào)碼并按其平面形狀計(jì)算面積（以公頃計(jì)），用箭頭表示污水流向。見表3.1圖3.1 淹沒式出水口表3.1街坊編號(hào)12345678910街坊面ha1.7661.67151.94311.64751.43444.8684.05

18、024.11643.10852.2528街坊編號(hào)11121314151617181920街坊面ha3.12082.78233.20312.95392.60393.12643.36342.65572.51172.1758街坊編號(hào)21222324252627282930街坊面ha2.38212.36451.96656.43817.064210.01686.33164.82879.77441.9811街坊編號(hào)31323334353637383940街坊面ha2.82164.75172.64141.9374.73351.58262.4784.93482.94642.3711街坊編號(hào)41424344總面

19、積（ha）157.8537街坊面ha5.52452.45892.43377.73513.2.2污水管道設(shè)計(jì)流量計(jì)算（1） 居住區(qū)的比流量根據(jù)各區(qū)的污水量標(biāo)準(zhǔn)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/s·ha)(2) 各集中流量表3.2集中流量序號(hào)企業(yè)名稱流量(m3/d)流量（L/s）變化系數(shù)最高時(shí)流量1酒廠150017.361.220.832制藥廠150017.361.322.573屠宰廠300034.721.241.674造紙廠450052.081.262.505化肥廠450052.081.367.716化工

20、廠300034.721.241.67（3） 計(jì)算設(shè)計(jì)流量在此鎮(zhèn)污水設(shè)計(jì)中，共有6個(gè)集中流量，相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量分別為20.833333、22.569444、41.666667、62.5、67.708333、41.666667。管段12為主干管的起始管段，則以23 、34、45、56、3837管段為中間主干管管段，以1239為末端管段，以12和23為例進(jìn)行各管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算：在12管段中，無集中流量匯入，無轉(zhuǎn)輸流量，本段街坊面積為9.7744ha，故平均日流量為,在23管段中，無集中流量匯入，有三兩段居民生活污水轉(zhuǎn)輸流量，分別是3837和3736管段匯入，以及街坊28的生活污水流入，管段23的平均日

21、流量為24.14533L/s，設(shè)計(jì)流量，則管段12設(shè)計(jì)流量為15.723，管段23設(shè)計(jì)流量為45.93。其他管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算結(jié)果見表3.3。表3.3污水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算3.3 污水管道的水力計(jì)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(jì)算公式流量公式 管段斷面面積公式3.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)1) 設(shè)計(jì)充滿度 在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)充滿度(或水深比)，如圖3.4示。表3.4 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0.0

22、12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(dāng)1時(shí)成為滿流，當(dāng)<1時(shí)，成為非滿流、其中雨水管道按滿流設(shè)計(jì)，污水管道按非滿流設(shè)計(jì)。我國(guó)最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定如表3.5。表3.5 最大設(shè)計(jì)充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設(shè)計(jì)充滿度（h/D或h/H）2003000.553504500.655009000.7010000.75規(guī)定按非滿流設(shè)計(jì)的原因：污水流量時(shí)刻在變化，很難精確計(jì)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(yù)見水量的增長(zhǎng)留

23、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(shí)，可能形成爆炸性氣體。故需留出適當(dāng)?shù)目臻g，以利管道的通風(fēng)，排除有害氣體，對(duì)防止管道爆炸有良好效果。便于管道的疏通和維護(hù)管理。 在計(jì)算污水管道充滿度時(shí)，不包括短時(shí)間內(nèi)突然增加的污水量，但當(dāng)管徑小于或等于300mm時(shí)，應(yīng)按滿流復(fù)核。2) 設(shè)計(jì)流速污水在管內(nèi)流動(dòng)緩慢時(shí)，污水中所含雜質(zhì)可能下沉，產(chǎn)生淤積；當(dāng)污水流速增大時(shí)，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(shè)計(jì)流速不宜過小或過大，應(yīng)在最大和最小設(shè)計(jì)流速范圍之內(nèi)。 根據(jù)國(guó)內(nèi)污水管道實(shí)際運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并

24、參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，污水管道的最小設(shè)計(jì)流速定為0.6m/s；金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為10 m/s，非金屬管道的最大設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)污水流量很小，若根據(jù)流量計(jì)算，則管徑會(huì)很小。根據(jù)養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)證明，管徑過小極易堵塞，比如150mm支管的堵塞次數(shù)，有時(shí)達(dá)到200mm支管堵塞次數(shù)的兩倍，使養(yǎng)護(hù)管道的費(fèi)用增加。而200mm與150mm管道在同樣埋深下，施工費(fèi)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(hù)工作的方便，常規(guī)定一個(gè)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3

25、00mm在進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，上游管段由于服務(wù)的排水面積小，因而設(shè)計(jì)流量小，按此流量計(jì)算得出的管徑小于最小管徑，此時(shí)就采用最小管徑值。在這些管段中，當(dāng)有適當(dāng)?shù)臎_洗水源時(shí)，可考慮設(shè)置沖洗井。 4) 最小設(shè)計(jì)坡度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使管道埋設(shè)坡度與設(shè)計(jì)地區(qū)的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速應(yīng)等于或大于最小設(shè)計(jì)流速，以防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。這一點(diǎn)在地勢(shì)平坦或管道走向與地面坡度相反時(shí)尤為重要。具體規(guī)定見規(guī)范。5) 控制點(diǎn)埋深和覆土厚度的確定在污水排水區(qū)域內(nèi)，對(duì)管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點(diǎn)稱為控制點(diǎn)。因此控制點(diǎn)埋深的確定對(duì)對(duì)管道系統(tǒng)的埋深有很大影響。本設(shè)計(jì)確定控制點(diǎn)埋深為1.86m。為了降低

26、造價(jià)，縮短施工期，管道埋設(shè)深度愈小愈好。但覆土厚度應(yīng)有一個(gè)最小的限值，否則就不能滿足技術(shù)上的要求。除考慮管道的最小埋深外，還應(yīng)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(dāng)管道的坡度大于地面坡度時(shí)，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(jià)愈高，施工期也愈長(zhǎng)。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(shí)，管內(nèi)底科埋設(shè)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(yàn)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

27、：12m減小埋深采取的措施：加強(qiáng)管材強(qiáng)度；填土提高地面高程以保證最小覆土厚度；設(shè)置泵站提高管位等方法，減小控制點(diǎn)管道的埋深，從而減小整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深，降低工程造價(jià)。 6) 檢查井最大間距檢查井通常設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)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3.6。當(dāng)排水管管徑（街道排水管）大于800mm時(shí)，可不設(shè)檢查井，而設(shè)連接暗井。表3.6 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

28、。8) 控制點(diǎn)的確定控制點(diǎn)可能的位置： 各條管道的起點(diǎn)大都是這條管道的控制點(diǎn)； 這些控制點(diǎn)中離出水口最遠(yuǎn)的一點(diǎn)，通常就是整個(gè)系統(tǒng)的控制點(diǎn)； 具有相當(dāng)深度的工廠排出口或某些低洼地區(qū)的管道起點(diǎn)，也可能成為整個(gè)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)確定的原則：確定控制點(diǎn)的標(biāo)高，一方面應(yīng)根據(jù)城市的豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的污水都能夠排出，并考慮發(fā)展，在埋深上適當(dāng)留有余地。另一方面，不能因照顧個(gè)別控制點(diǎn)而增加整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。計(jì)算控制點(diǎn)時(shí)，主要是考察所選點(diǎn)對(duì)指定點(diǎn)的埋深的影響程度。所選定的可疑控制點(diǎn)一般為最遠(yuǎn)點(diǎn)，集中流量排入點(diǎn)等，將這些點(diǎn)進(jìn)行比較，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的埋深起決定作用的點(diǎn)則為控制點(diǎn)。確定控制點(diǎn)后，才能確定

29、系統(tǒng)的主干管，進(jìn)行系統(tǒng)管網(wǎng)的計(jì)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(shè)置檢查井。在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在檢查井內(nèi)上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系問題。管道在銜接時(shí)應(yīng)遵循兩個(gè)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(jià)；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(jì)算中，使上游管段終端和下游管段起端在指定的設(shè)計(jì)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(biāo)高相同。一般同管徑時(shí)采用。優(yōu)點(diǎn)：能減少下游管段的埋深。缺點(diǎn)：容易在上游管段形成回水。管頂平接是指在水力計(jì)算中，

30、使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。一般不同管徑時(shí)采用。優(yōu)點(diǎn)：不致于在上游管段產(chǎn)生回水。缺點(diǎn)：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(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管底標(biāo)高。 本次設(shè)計(jì)的管道平接方式采用水面平接。跌水連接：當(dāng)管道敷設(shè)地區(qū)的地面坡度很大時(shí)，為了調(diào)整管內(nèi)流速所采用的管道坡度將會(huì)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(jì)算水力計(jì)算的目的在于合理經(jīng)

31、濟(jì)地確定管道的管徑、流速、充滿度及坡度，進(jìn)一步求定管道的埋深。水力計(jì)算應(yīng)列表進(jìn)行，水力計(jì)算中的數(shù)值V、h/D、i、D應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于設(shè)計(jì)流速、最大設(shè)計(jì)充滿度、最小管徑、最小設(shè)計(jì)坡度的規(guī)定。為減少錯(cuò)誤，在計(jì)算的同時(shí)繪制管道縱斷面草圖，以便進(jìn)行核對(duì)。從水力計(jì)算表中摘錄主干管的管段編號(hào)、管長(zhǎng)、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(diǎn)1開始，從上游管段依次向下游管段進(jìn)行水力計(jì)算，計(jì)算過程詳見下表。具體計(jì)算過程如下所示：1、首先根據(jù)初設(shè)圖紙和設(shè)計(jì)流量分布表格把管段編號(hào)、長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)流量、上下端地面標(biāo)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(diǎn)埋深，節(jié)點(diǎn)1的埋深為1.5米，將起

32、點(diǎn)埋深填入表中，同時(shí)計(jì)算起點(diǎn)管內(nèi)底標(biāo)高24.50-1.50=23.00m，填入表中。3、設(shè)計(jì)12管段：根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)算表，選擇適宜的管徑、流速及相應(yīng)的坡度和充滿度。對(duì)應(yīng)于12管段而言，設(shè)計(jì)流量為15.72L/s，通過查詢水力計(jì)算表可知，管徑300mm，相應(yīng)坡度I=3.00，流速為0.62m/s，充滿度是38.8%，以上數(shù)據(jù)分別填入下表中的相應(yīng)位置。4、設(shè)計(jì)管段12銜接處 根據(jù)管徑和充滿度計(jì)算管內(nèi)水深H=0.3×0.388=0.12m，上端水面標(biāo)高為23.00+0.12=23.12m，根據(jù)坡度和管長(zhǎng)計(jì)算管段降落量I

33、5;L=294×3.00=0.88m，下端水面標(biāo)高為23.12-0.88=22.24 m，管內(nèi)底標(biāo)高22.24-0.12=22.12m,下端管道的埋深是23.90 -22.12=1.78 m，以上數(shù)據(jù)分別填入下表中的相應(yīng)位置。 管段12和管段23采用管頂平接，即令管段12終點(diǎn)的管頂標(biāo)高和管段23起點(diǎn)的管頂標(biāo)高相等。最后，依照上述的設(shè)計(jì)計(jì)算方法繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，直到完成表格中的所有項(xiàng)目，則完成了所有的水力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表3.7表3.7 污水管網(wǎng)主干管水力計(jì)算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(shè)計(jì)4.1 雨水管網(wǎng)定線4.1.1 雨水管道

34、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(yīng)結(jié)合具體條件確定。設(shè)置排洪溝排除設(shè)計(jì)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(shí)匯水面積的增加應(yīng)大致均勻。標(biāo)出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置時(shí)應(yīng)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(dāng)?shù)匦纹露容^大時(shí)，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(shí)，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

35、形式，分散布置雨水出水口。此外，應(yīng)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?yàn)楦鲄^(qū)匯水分界明顯，坡度走勢(shì)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(qǐng)參看某市排水管道設(shè)計(jì)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(biāo)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(dāng)出口標(biāo)高比水體水面高出太多時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置單級(jí)或多級(jí)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(shè)計(jì)流量4.2.1 雨水

36、計(jì)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(gòu)筑物，其雨水設(shè)計(jì)流量可采用下式： 式中 Q 雨水設(shè)計(jì)流量(L/s)； 徑流系數(shù)，其值小于1； F 匯水面積(ha)； q 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L/s.ha)。 (2) 暴雨強(qiáng)度公式 (L/s·ha)(3) 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的選取理由和數(shù)值暴雨強(qiáng)度隨重現(xiàn)期的不同而不同。在設(shè)計(jì)中若重現(xiàn)期選用較大，則暴雨強(qiáng)度大，相應(yīng)的雨水設(shè)計(jì)流量大，管渠的斷面相應(yīng)大。這樣偏安全，有利于防止地面積水，但工程造價(jià)高。若重現(xiàn)期選用較低，則暴雨強(qiáng)度小，雨水設(shè)計(jì)流量小，管渠斷面小。這樣工程造價(jià)低，但可能會(huì)發(fā)生排水不暢、地面積水，或?qū)Τ鞘猩罴吧a(chǎn)造成危害

37、。 應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、地形特點(diǎn)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(yán)重后果的地區(qū)，一般選用35a，并應(yīng)與道路設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情增減。本設(shè)計(jì)中選擇P=3a。(4) 集水時(shí)間選取數(shù)值對(duì)管道的某一設(shè)計(jì)斷面來說，集水時(shí)間t由地面集水時(shí)間t1和管內(nèi)流行時(shí)間t2兩部分組成：t =t1 + t2 式中 t 降雨歷時(shí)(min)；t1地面集水時(shí)間(min)，視距離長(zhǎng)短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定， 一般采用515 min； t2管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間(min)。式中 L 各管段的長(zhǎng)度(m)； v 各

38、管段滿流時(shí)的水流速度(m/s)； 60單位換算系數(shù)，1min=60s。本設(shè)計(jì)中選擇t1=10min，m=2。(5) 徑流系數(shù)的計(jì)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(qiáng)度，降雨歷時(shí)，雨峰位置，前期雨量，強(qiáng)度遞減情況，全場(chǎng)雨量，年降雨量等。其中前期雨量對(duì)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(zhǎng)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，本設(shè)計(jì)采用=0.6。4.3 雨水管道的水力計(jì)算4.3.1 水力計(jì)算公式雨水管渠水力計(jì)算仍按均勻流考慮，其水力計(jì)算公式與污水管

39、道相同，但按滿流即h/D1計(jì)算。在實(shí)際計(jì)算中，通常采用根據(jù)公式制成的水力計(jì)算圖或水力計(jì)算表。（參見排水工程（上冊(cè)）附錄2-2的附圖13）在計(jì)算中，通常n、Q為已知數(shù)值。所求的只有3個(gè)未知數(shù)D、v及I。在實(shí)際應(yīng)用中，可以參照地面坡度i，假定管底坡度I，從水力計(jì)算圖或表中求得D及v值，并使所求得的D、v、I各值符合水力計(jì)算基本數(shù)據(jù)的技術(shù)規(guī)定。4.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 設(shè)計(jì)充滿度雨水管道設(shè)計(jì)充滿度按滿流考慮，即h/D1。明渠則應(yīng)有等于或大于0.20m的超高。街道邊溝應(yīng)有等于或大于0.03m的超高。按滿流設(shè)計(jì)的原因：雨水中主要含有泥砂等無機(jī)物質(zhì)，不同于污水的性質(zhì)。暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的

40、暴雨強(qiáng)度的降雨歷時(shí)一般不會(huì)很長(zhǎng)。(2) 最小設(shè)計(jì)流速滿流時(shí)最小流速不得小于0.75m/s。起始管段地形平坦，不小于0.6m/s。明渠內(nèi)最小設(shè)計(jì)流速為0.40m/s。雨水中往往泥沙含量大于污水，特別是初降雨水，為避免雨水所挾帶的泥砂等無機(jī)物質(zhì)在管渠內(nèi)沉淀下來而堵塞管道，雨水管渠的最小設(shè)計(jì)流速應(yīng)大于污水管道。(3) 最大設(shè)計(jì)流速雨水管渠的最大設(shè)計(jì)流速規(guī)定為：金屬管最大流速為10m/s；非金屬管最大流速為5m/s；明渠中水流深度為0.41.0m時(shí)，最大設(shè)計(jì)流速宜按規(guī)范采用。管渠設(shè)計(jì)流速應(yīng)在最小流速與最大流速范圍內(nèi)。(4) 最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度見相關(guān)規(guī)范。(5) 覆土厚度覆土厚

41、度要求同污水管。(6) 檢查井最大間距檢查井通常設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)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4.2。(7) 采用的管材采用鋼筋混凝土圓管排水，粗糙系數(shù)n0.014。(8) 起點(diǎn)埋深的確定表4.2 檢查井最大間距管徑或暗渠凈高(m)雨水(合流)管道最大間距(m)20040050500700708001000901100150012016002000120在污水排水區(qū)域內(nèi)，雨水管道起點(diǎn)是對(duì)管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點(diǎn)。因此起點(diǎn)埋深的確定對(duì)對(duì)管道系統(tǒng)的埋深有很大影響。本設(shè)計(jì)確定起點(diǎn)埋深為1.95m。(9) 銜接方式雨水管道在管徑、坡度、高程

42、、方向發(fā)生變化及支管接入的地方都需要設(shè)置檢查井。在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在檢查井內(nèi)上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系問題。雨水管道一般采用管頂平接。管頂平接是指在水力計(jì)算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。一般不同管徑時(shí)采用。如圖3.2所示。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(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管底標(biāo)高。 跌水連接：當(dāng)管道敷設(shè)地區(qū)的地面坡度很大時(shí)，為了調(diào)整管內(nèi)流速所采用的管道坡度將會(huì)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3.3所示。4.3.4 雨水管道水力計(jì)算水力計(jì)算的目的在于合理經(jīng)濟(jì)地確定管道的管徑、流速、充滿度及坡度，進(jìn)一步求定管道的埋深。水力計(jì)算應(yīng)列表進(jìn)行，水力計(jì)算中的數(shù)值V、h/D、i、D應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于設(shè)計(jì)流速、最大設(shè)計(jì)充滿度、最小管徑、最小設(shè)計(jì)