城市污水處理工程實(shí)踐二

1、936 污水管道的銜接1檢查井設(shè)置原則：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及直線管段每隔一定距離。2污水管道在檢查井中銜接時(shí)應(yīng)遵循原則：（1）盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價(jià)；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。（3）不允許下游管段的管底高于上游管段的管底。銜接方法管頂平接水面平接管底平接一般情況下:異管徑管段采用管頂平接。同管徑管段采用水面平接。特殊情況:同管徑，坡度變陡，管頂平接。下游管徑小于上游管徑（坡度變陡），管底平接。下游管底高于上游管底下游水位高于上游水位不應(yīng)發(fā)生94 污水管網(wǎng)水力計(jì)算污水管道設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例： 某市一個(gè)區(qū)的街坊平面圖。居住區(qū)

2、街坊人口密度為350 人/ha，居民生活污水定額為120 L/人d。火車(chē)站和公共浴室的污水設(shè)計(jì)流量分別為3 L/s和4L/s。工廠甲排除的廢水設(shè)計(jì)流量為25 L/s。工廠乙排除的廢水設(shè)計(jì)流量為6 L/s。生活污水和經(jīng)過(guò)局部處理后的工業(yè)廢水全部送至污水廠處理。工廠廢水排出口的管底埋深為2 m，該市冰凍深度為1.40 m。試進(jìn)行該區(qū)污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（要求達(dá)到初步設(shè)計(jì)深度）。例題圖設(shè)計(jì)方法和步驟： 1在街坊平面圖上布置污水管道 該區(qū)地勢(shì)北高南低，坡度較小，無(wú)明顯分水線，可劃分為一個(gè)排水流域。支管采用低邊式布置，干管基本上與等高線垂直，主干管布置在市區(qū)南部河岸低處，基本上與等高線平行。整個(gè)管道系

3、統(tǒng)呈截流式布置。 2街坊編號(hào)并計(jì)算其面積 將街坊依次編號(hào)并計(jì)算其面積，列入表中。用箭頭標(biāo)出各街坊污水排出的方向。 街坊面積匯總表： 街坊編號(hào)1234567面積（ha）1.211.702.081.982.202.201.43街坊編號(hào)891011121314面積（ha）2.211.962.042.402.401.212.28街坊編號(hào)15161718192021面積（ha）1.451.702.001.801.661.231.53街坊編號(hào)222324252627面積（ha）1.711.802.201.382.042.403劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量 根據(jù)設(shè)計(jì)管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管有本段

4、流量進(jìn)入的點(diǎn)（一般定為街坊兩端）、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)的檢查井并編上號(hào)碼。 各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。 本例中，居住區(qū)人口密度為350人/ ha，居民污水定額為120 L/人d，則生活污水比流量為（L/sha） q 12 = 25 L/sq 89= qs F kz = 0.486（1.21+1.70）kz =1.41kz =1.412.3=3.24 L/sq 910= qs F kz = 0.486（1.21+1.70+1.43+2.21）kz =3.18kz =3.182.3=7.31 L/sq 102= qs F kz = 0.486（1.21+1.7

5、0+1.43+2.21+1.21+2.28）kz =4.88kz =4.882.3=11.23 L/sq 23= q sF kz + q甲 = (0.4862.20+4.88）kz+ q甲 = (1.07+4.88)kz+25 =5.952.2+25 = 13.09+25=38.09 L/s管段編號(hào)居住區(qū)生活污水量Q1集中流量設(shè)計(jì)流量L/s本段流量轉(zhuǎn)輸流量q2L/s合計(jì)平均流量L/s總變化系數(shù)kz生活污水設(shè)計(jì)流量Q1L/s本段L/s轉(zhuǎn)輸L/s街坊編號(hào)街坊面積104m2比流量qs流量q1L/s1234567891011124管渠材料的選擇 由于生活污水對(duì)管材無(wú)特殊要求，且管道的敷設(shè)條件較好，故在

6、本設(shè)計(jì)中，DN400 mm的管道采用混凝土管，DN400 mm以上的管道采用鋼筋混凝土管。5各管段的水力計(jì)算 在各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量確定后，便可按照污水管道水力計(jì)算的方法，從上游管段開(kāi)始依次進(jìn)行各設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。水力計(jì)算步驟：(1) 從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度，列入表中第2項(xiàng)。（2）將各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量填入表中第3項(xiàng)。設(shè)計(jì)管段起止點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高列入表中第10、11項(xiàng)。（3）計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度，作為確定管道坡度時(shí)的參考。（4）根據(jù)管段的設(shè)計(jì)流量，參照地面坡度，確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、設(shè)計(jì)流速、設(shè)計(jì)坡度和設(shè)計(jì)充滿度。 其余各設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、流速和充滿度的計(jì)算方

7、法與上述方法相同。 在水力計(jì)算中，由于 Q、D、I、v、h/D各水力因素之間存在著相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，因此，在查水力計(jì)算圖時(shí)，存在著一個(gè)試算過(guò)程，最終確定的 D、I、v、h/D要符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 （5）根據(jù)設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度和設(shè)計(jì)坡度求管段的上下游高差。如管段12的上下游高差為IL0.0021100.22 m，列入表中第9項(xiàng)。（6）根據(jù)管徑和設(shè)計(jì)充滿度求管段的水深。如管段12的水深 hDh/D0.350.4470.16 m，列入表中第8項(xiàng)。（7）求各設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高和埋設(shè)深度?？刂泣c(diǎn)：是指在污水排水區(qū)域內(nèi)，對(duì)管道系統(tǒng)的埋深 起控制作用的點(diǎn)。各條干管的起點(diǎn)一般都是這條管道的控制點(diǎn)。這些控

8、制點(diǎn)中離出水口最遠(yuǎn)最低的點(diǎn)，通常是整個(gè)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。具有相當(dāng)深度的工廠排出口也可能成為整個(gè)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)，它的埋深影響整個(gè)管道系統(tǒng)埋深。 首先確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)： 本例中離污水廠較遠(yuǎn)的干管起點(diǎn)有8、11、16及工廠出水口1點(diǎn)，這些點(diǎn)都可能成為管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。1點(diǎn)的埋深受冰凍深度和工廠廢水排出口埋深的影響，由于冰凍深度為1.40 m，工廠排出口埋深為2.0 m，1點(diǎn)的埋深主要受工廠排出口埋深的控制。8、11、16三點(diǎn)的埋深可由冰凍深度及最小覆土厚度的限值決定，但因干管與等高線垂直布置，干管坡度可與地面坡度相近，因此埋深增加不多，整個(gè)管線上又無(wú)個(gè)別低洼點(diǎn)，故8、11、16三點(diǎn)的埋深不能控

9、制整個(gè)主干管的埋設(shè)深度。對(duì)主干管埋深起決定作用的控制點(diǎn)則是1點(diǎn)。確定控制點(diǎn)管道埋深：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)的污水都能自流排出，并考慮發(fā)展，留有適當(dāng)余地；不能因照顧個(gè)別點(diǎn)而增加整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。 對(duì)個(gè)別點(diǎn)： 應(yīng)采取加強(qiáng)管材強(qiáng)度，減小埋設(shè)； 填土提高地面高程以保證管道所需的最小覆土厚度； 設(shè)置泵站提高管位等措施，減小控制點(diǎn)的埋深。1節(jié)點(diǎn)是主干管的起點(diǎn)，它的埋設(shè)深度定為2.0 m，將該值列入表126中第16項(xiàng)。1節(jié)點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點(diǎn)的地面標(biāo)高減去1點(diǎn)的埋深，為86.2002.0084.200 m，列入表中第14項(xiàng)。2節(jié)點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高減去管段12的降落量，為

10、84.2000.22083.98 m，列入表126中第15項(xiàng)。 2點(diǎn)的埋設(shè)深度等于2點(diǎn)的地面標(biāo)高減去2點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高，為86.10083.982.12 m，列入表126中第17項(xiàng)。 82、114、156三條污水干管各設(shè)計(jì)管段均為不計(jì)算管段，管段間銜接采用管頂平接。（8）計(jì)算管段上、下端水面標(biāo)高。 管段上下端水面標(biāo)高等于相應(yīng)點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高加水深。如管段12中1點(diǎn)的水面標(biāo)高為84.200+0.1684.36 m，列入表中第13項(xiàng)。污水干管水力計(jì)算表 根據(jù)管段在檢查井處采用的銜接方法，可確定下游管段的管內(nèi)底標(biāo)高。 1) 管段12與管段23的管徑相同，采用水面平接。 則這兩管段在2點(diǎn)的水面標(biāo)高相同。于

11、是，管段23中2點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高為84.140.2283.92 m。2）如管段45與管段56管徑不同，可采用管頂平接。則這兩管段在5點(diǎn)的管頂標(biāo)高相同。然后用5點(diǎn)的管頂標(biāo)高減去56管徑，得出5點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高。應(yīng)注意如下問(wèn)題： 慎重確定設(shè)計(jì)地區(qū)的控制點(diǎn)。這些控制點(diǎn)常位于本區(qū)的最遠(yuǎn)或最低處，它們的埋深控制該地區(qū)污水管道的最小埋深。各條管道的起點(diǎn)、低洼地區(qū)的個(gè)別街坊和污水排出口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建筑都是控制點(diǎn)的研究對(duì)象。 研究管道敷設(shè)坡度與管線經(jīng)過(guò)的地面坡度之間的關(guān)系。使確定的管道坡度在滿足最小設(shè)計(jì)流速的前提下，既不使管道的埋深過(guò)大，又便于旁側(cè)支管的接入。 控制點(diǎn)選擇 管道坡度與地面坡度 設(shè)計(jì)流速與設(shè)

12、計(jì)管徑 注意水頭損失 旁側(cè)支管連接 水力計(jì)算自上游管段依次向下游管段進(jìn)行，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)流速也應(yīng)相應(yīng)增加。如流量保持不變，流速不應(yīng)減小。只有當(dāng)坡度大的管道接到坡度小的管道時(shí)，下游管段的流速已大于1.0 m/s（陶土管）或1.2 m/s（混凝土、鋼筋混凝土管道）的情況下，設(shè)計(jì)流速才允許減小。 設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)管徑也應(yīng)逐段增大，但當(dāng)坡度小的管道接到坡度大的管道時(shí)，管徑才可減小，但縮小的范圍不得超過(guò)50100 mm，并不得小于最小管徑。 在地面坡度太大的地區(qū)，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁遭受沖刷，管道坡度往往小于地面坡度。這就可能使下游管段的覆土厚度無(wú)法滿足最小限值的要求，甚至超

13、出地面，因此應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置跌水井。 當(dāng)?shù)孛嬗啥钙峦蝗蛔兙彆r(shí)，為了減小管道埋深，在變坡處應(yīng)設(shè)跌水井。 水流通過(guò)檢查井時(shí)，常引起局部水頭損失。為了盡量降低這項(xiàng)損失，檢查井底部在直線管段上要嚴(yán)格采用直線，在轉(zhuǎn)彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部水頭損失。 在旁側(cè)管與干管的連接點(diǎn)上，要考慮干管的已定埋深是否允許旁側(cè)管接入。同時(shí)為避免旁側(cè)管和干管產(chǎn)生逆水和回水，旁側(cè)管中的設(shè)計(jì)流速不應(yīng)大于干管中的設(shè)計(jì)流速。 初步設(shè)計(jì)時(shí)，只進(jìn)行干管和主干管的水力計(jì)算。技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行所有管道的水力計(jì)算。6繪制管道平面圖和縱剖面圖 污水管道平面圖和縱剖面圖的繪制方法見(jiàn)本章第5節(jié)。本例題的設(shè)計(jì)深度僅為初步設(shè)計(jì)，

14、所以，在水力計(jì)算結(jié)束后將求得的管徑、坡度等數(shù)據(jù)標(biāo)注在管道平面圖上。同時(shí)，繪制出主干管的縱剖面圖。污水干管平面圖污水管用粗(0.9mm)單實(shí)線，其他均用細(xì)(0.3mm)單實(shí)線初步設(shè)計(jì)1:5000 - 1:10000，施工設(shè)計(jì)1:1000 1:5000橫向比例與平面圖一致，縱向1：501：200污水干管剖面圖地面標(biāo)高用細(xì)(0.3mm)單實(shí)線，管道用粗(0.9mm)雙實(shí)線，檢查井用細(xì)(0.3mm)雙豎線，其他均用細(xì)(0.3mm)單實(shí)線9.5 繪制管道平面圖和縱剖面圖 平面圖和縱剖面圖是排水管道設(shè)計(jì)的主要組成部分。污水管道設(shè)計(jì)和雨水管道設(shè)計(jì)均應(yīng)繪制相應(yīng)的管道平面圖和縱剖面圖，二者在繪制要求上基本是一致

15、的。根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同，圖紙所體現(xiàn)的內(nèi)容和深度也不同。1平面圖的繪制 平面圖是管道的平面布置圖，應(yīng)反映出管道的總體布置和流域范圍，不同設(shè)計(jì)階段的平面圖，其要求的內(nèi)容也不同。 初步設(shè)計(jì)階段，一般只繪出管道平面圖。采用的比例尺通常為1：50001：10000，圖上應(yīng)有地形、地物、河流、風(fēng)向玫瑰或指北針等。新設(shè)計(jì)和原有的污水（或雨水）管道用粗單實(shí)線表示，只繪出主干管和干管。在管線上畫(huà)出設(shè)計(jì)管段起止點(diǎn)的檢查井并編號(hào)，標(biāo)出各設(shè)計(jì)管段的服務(wù)面積，可能設(shè)置的泵站等。注明主干管和干管的管徑、坡度和長(zhǎng)度等。此外，還應(yīng)附有必要的說(shuō)明和工程項(xiàng)目表。 技術(shù)設(shè)計(jì)（或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）和施工圖設(shè)計(jì)階段，采用的比例尺通常為1：

16、5001：5000，圖上內(nèi)容除反映初步設(shè)計(jì)的要求外，要求更加具體、詳盡。要求注明檢查井的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高，污水管道與其它地下管線或構(gòu)筑物交叉點(diǎn)的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高，以及居住區(qū)街坊連接管或工廠排出管接入污水干管或主干管的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高。地面設(shè)施包括人行邊道、房屋界限、電桿、街邊樹(shù)木等。圖上還應(yīng)有圖例、主要工程項(xiàng)目表和施工說(shuō)明。2縱剖面圖的繪制 縱剖面圖是管道的高程布置圖，應(yīng)反映出管道沿線的高程位置，它和平面圖是相互對(duì)應(yīng)的。 圖中，一般用細(xì)實(shí)線加圖例表示原地面高程線和設(shè)計(jì)地面高程線，用雙粗實(shí)線表示管道高程線，用中實(shí)線的雙豎線表示檢查井。 對(duì)于工程量較小，地形、地物比較簡(jiǎn)單的污水（或雨水）管道工程，可不繪制縱剖面圖，只需將設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、管長(zhǎng)、檢查井的標(biāo)高以及交叉點(diǎn)等內(nèi)容注明在平面圖。 在較大工程中，情況比較復(fù)雜，必須繪制縱剖面圖以明確管道的高程情況。在縱剖面圖上應(yīng)繪出原地面高程線和設(shè)計(jì)地面高程線，管道高程線，檢查井及支管接入處位置、管徑和高程，與其它地下管線、構(gòu)筑物或障礙物交叉點(diǎn)的位置和高程，沿線地質(zhì)鉆孔位置和地質(zhì)情況等。在剖面圖的下方要畫(huà)一表格，表中列出檢查井號(hào)、管道長(zhǎng)度、管徑、管道設(shè)計(jì)坡度、設(shè)計(jì)地面高程、設(shè)計(jì)管內(nèi)底高程、