室外給排水管道工程設(shè)計分析

1、室外給排水管道工程設(shè)計分析室外給排水管道工程設(shè)計在各地都是必不可少的。從大范圍來講，室外給排水管道工程設(shè)計首先要根據(jù)室外給排水設(shè)計標準、小區(qū)給排水標準、施工標準、消防標準、給水排水設(shè)計手冊等相關(guān)標準和手冊；然后要結(jié)合地區(qū)地理、氣候特點及各地水司的運行規(guī)程等實際情況，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性出發(fā)綜合考慮、設(shè)計。這里結(jié)合本人幾年工作理論談?wù)勈彝饨o排水管道工程設(shè)計中需要著重考慮的幾點問題。一、給水管道工程設(shè)計1、管徑確定管徑確定時應(yīng)考慮遠近期結(jié)合，同時照顧經(jīng)濟性和可靠性。管徑確定涉及設(shè)計供水量及經(jīng)濟流速確實定。設(shè)計供水量根據(jù)以下各種用水確定：1綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根據(jù)居民生

2、活用水定額或綜合生活用水定額及最高日時變化系數(shù)綜合分析確定。2工業(yè)企業(yè)消費用水和工作人員生活用水：消費用水量根據(jù)消費工藝要求確定；工作人員生活用水量含淋浴用水量根據(jù)車間性質(zhì)確定。3消防用水：消防用水量、水壓及延續(xù)時間等根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定確定。4澆灑道路和綠地用水：根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。5未預見水量及管網(wǎng)漏失水量：按最高日用水量的百分比計。管段的直徑按下式計算：式中D-管段直徑q-管段流量3/sv-流速/s應(yīng)綜合考慮管網(wǎng)造價與經(jīng)營費用，確定經(jīng)濟流速，從而確定經(jīng)濟管徑，使管網(wǎng)造價與經(jīng)營費用之和為最校設(shè)計時常采用平均經(jīng)濟流速來確定管徑，當D=100400時，平均經(jīng)濟流速取0.60.9/

3、s；當D400時，平均經(jīng)濟流速取0.91.4/s，大管取大值，小管取小值。2、管材選用設(shè)計時應(yīng)結(jié)合各種管材的特性做到管材選用經(jīng)濟、合理。埋地管道常年累月承受輸送液體內(nèi)壓、泥土及地面荷載的外壓、高溫變化引起的拉伸應(yīng)力以及地基的不均勻沉降等產(chǎn)生的綜合應(yīng)力，還要承受水錘沖擊力，因此管材首先應(yīng)有足夠強度。同時結(jié)合建立要求做到經(jīng)濟合理。室外給水管道常用管材有承插式給水鑄鐵管、球墨鑄鐵管、焊接鋼管、鍍鋅鋼管、預應(yīng)力自應(yīng)力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、塑料管、復合管等。1承插式給水鑄鐵管：具有較高的機械強度及承壓才能，有較強的耐腐蝕性，接口方便，易于施工。其缺點在于不能承受較大的動荷載及質(zhì)脆。按制造材料分為普通灰

4、口鑄鐵管和球墨鑄鐵管，較為常用的為球墨鑄鐵管。2鋼管：其優(yōu)點是耐高壓、耐震動、薄而輕及管節(jié)長而接口少；缺點是易銹蝕影響使用壽命、價格較高，故需做嚴格防腐絕緣處理。鋼管一般用于管徑要求大、受水壓力高路段，及穿越鐵路、河谷和地震區(qū)等管段。3預應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋混凝土管：優(yōu)點是抗?jié)B性和耐久性能好，不會腐蝕及腐爛，內(nèi)壁不結(jié)垢等，缺點是質(zhì)地較脆易碰損、鋪設(shè)時要求溝底平整，且需做管道根底及管座，常用于大型輸水系統(tǒng)。4玻璃鋼管：指玻纖維增強樹脂塑料管，這種管材優(yōu)點在于重量輕，抗腐蝕，安裝容易，缺點是剛度小，管道根底要求較嚴。大口徑玻璃鋼管在源水引用管道上使用較多，而在供水管網(wǎng)中使用較少。5塑料管：其優(yōu)點在于具

5、有外表光滑、輸送流體阻力孝耐腐蝕、重量輕、接口方便等，缺點在于質(zhì)脆、易老化。主要有硬聚氯乙烯管(UPV)、聚乙烯管(PE)等。6復合管：室外給排水工程中常用的有鍍鋅鋼管襯塑復合管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管。a鍍鋅鋼管襯塑復合管：鍍鋅鋼管襯塑有兩種方式，一種是內(nèi)噴襯聚乙烯，另一種是熱鍍鋅鋼管內(nèi)經(jīng)特殊過盈級配合工藝，復合擠壓聚乙烯、聚丙烯管，目前國內(nèi)均有此兩種方式的產(chǎn)品，前種襯涂層不易粘牢，不易襯勻，容易分層；后一種方式效果較好，而管件釆取內(nèi)噴襯聚乙烯。管材組裝也有兩種方式，一種是通常壁厚的熱鍍鋅鋼管及管件，內(nèi)擠壓聚乙烯管或噴襯聚乙烯層后，仍套絲連接，價格較貴；另一種是薄壁熱鍍鋅鋼管及管件，內(nèi)經(jīng)特殊過盈

6、級配合工藝，復合擠壓聚乙烯管或噴襯聚乙烯層，管材不套絲，采用快速接頭工藝，管道裝拆快捷，價格低廉，綜合價格類同鍍鋅鋼管，有良好的適用前景，但管外壁及管端面的防腐問題沒有根本解決。b孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管：是以高密度聚乙烯為基體，以沖孔后的冷軋鋼帶焊接而成的網(wǎng)狀鋼管為增強體，經(jīng)擠出成型連續(xù)復合而成，內(nèi)外壁塑料通過金屬骨架上的孔形成一體。它具有鋼管的機械強度，又具有塑料管的耐腐蝕性，可適用于DN200的配水管道及室內(nèi)冷水主立管道上使用。此類管材安裝時，切斷的端面應(yīng)作嚴格的防銹處理，但在今后管道不停水引接分支管時，孔口切面銹蝕問題就無法處理，這將是此類管材應(yīng)用中的弱點?，F(xiàn)就以上管材的不同口徑做如下價格比

7、擬：(1)大口徑管道表1(元/)管徑鋼管三階段管一階段管預應(yīng)力鋼筒砼管玻璃鋼管纏繞法離心法120017427956711340284423691400230410309161650392431201600295013951239220051304014180036671929280064804950200040752139320079206010220049193700950472032400536245001148485462600632750002中大口徑管道表2元/管徑鋼管球鐵管自應(yīng)力管三階段管一階段管預應(yīng)力鋼筒砼管玻璃鋼管纏繞法離心法40050332016018543150058344

8、82175906008715883202765008979368001160928420387800140613341000145413445904891000194418003中小口徑管道表3元/管徑鋼管球鐵管自應(yīng)力管100108671501581005420021513465300315226984局部熱塑性塑料管價目表表4管材(元/)；管件(元/件)類別單一塑料管材復合管材工程外徑UPVHDPEPEXPPRABS鋁塑復合管PAP孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管鍍鋅管襯塑鋁合金襯塑PE80PE100管件253.64.65.913.79.49.612.59.213.2326.06.67.920.113.3

9、13.616.113.221.16314.025.228.974.848.544.061.236.026.366.111042.050.573.8193.3135.2106.358.3192.016091.0106.9154.6288.0129.0200143.0166.5242.0448.0206.5等徑彎頭252.43.515.13.24.08.311.23214.44.26.022.24.85.610.92.514.46332.020.028.8113.432.821.652.252.06.537.8110144.053.076.290.4103.4331.4160288.0132.01

10、89.8269.6157.4200536.0214.0307.6502.4212.5等徑三通253.44.931.75.94.811.714.93219.25.68.132.510.47.215.23.218.36345.628.04.03156.456.024.877.470.510.545.8110280.066.695.8132.0136.2491.4160496.0171.5246.5492.0214.9200744.0289.5416.21163.2293.53、設(shè)計時需注意的問題1混凝土支墩設(shè)置：給水鑄鐵管特別是球墨鑄鐵管在室外給水管道工程中應(yīng)用較為廣泛。一般在施工較大口徑的室外給

11、水鑄鐵管時，多在如下位置處：如管道系統(tǒng)的程度彎頭、三通、管道末端及返彎處需設(shè)置混凝土澆注的支墩。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.支墩的作用主要是消除由于管內(nèi)水的壓力或土壤條件較差，使在上述的部位產(chǎn)生一將管道沿其水流切線方向外推的力，而導致管道接口處松動。一般在管徑大于350及在松軟土壤敷設(shè)時考慮設(shè)置。2鋼管防腐：在管徑要求大、受水壓力高路段，及穿越鐵路、河谷和地震區(qū)等管段較常采用鋼管敷設(shè)。鋼管埋地敷設(shè)時，管材會受到土壤、地下水的浸蝕，同時還會受到地下雜散電流的影響，使金屬外表產(chǎn)生電化學作用而損壞金屬表層，故必須采取能隔絕對管道腐蝕及減少雜散電流對管道電化作用的防腐絕緣層，以延長管道使用壽命。埋地鋼管一般

12、采用水泥砂漿內(nèi)防腐，外防腐一般采用石油瀝青及環(huán)氧煤瀝青，分普通級、加強級、特加強級三個等級，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)詳細情況合理選擇。二、排水管道工程設(shè)計1、排水體制的選擇排水工程設(shè)計應(yīng)以批準的當?shù)爻擎?zhèn)地區(qū)總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃為主要根據(jù)。排水體制分流制或合流制的選擇，應(yīng)更根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當?shù)亟涤昵闆r和排放標準、原有排水設(shè)施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件，綜合考慮確定。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。2、排水量確定現(xiàn)就分流制體制的排水量確定進展分析。1污水設(shè)計總流量QL/sQ=Q1+Q2+Q3其中：1Q1為居住區(qū)生活污水設(shè)計流量L/s。按下式計算Q1=nNKz/(243600)n-污水

13、定額L/(人*d)，含居民生活污水定額和綜合生活污水定額，可按當?shù)赜盟~的80%90%采用。N-設(shè)計人口數(shù)Kz-生活污水量總變化系數(shù)，按?室外排水設(shè)計標準?有關(guān)規(guī)定計取或按實際數(shù)據(jù)采用。2Q2為工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量L/s。應(yīng)與國家現(xiàn)行的?室外給水設(shè)計標準?的有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。3Q3為工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量L/s。工業(yè)廢水量級及其總變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝特點確定，并與國家現(xiàn)行的工業(yè)用水量有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。2雨水設(shè)計流量QL/s按下式計算：Q=Fq其中：1F為匯水面積ha其劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小及雨水管道布置等情況劃定。地形較平坦時，可按就近排入附近雨水管道的原那么劃分匯水面積；地形坡

14、度較大時，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。2為徑流系數(shù)。按?室外排水設(shè)計標準?有關(guān)規(guī)定計齲3q為設(shè)計暴雨強度L/s*ha。按以下公式計算：q=167A11+lgP/t+bn式中t-降雨歷時in。t=t1+t2，t1為地面集水時間，一般取515in；為折減系數(shù)，暗管取2，明渠取1.2；t2為管渠內(nèi)雨水流行時間。3、管材選用室外無壓排水管一般很少采用金屬管，只有當排水管道需要承受較高壓力或?qū)B漏要求嚴格的地方如污水泵站的進水管和出水管等才采用金屬管材。較為常見的為混凝土及鋼筋混凝土管，近幾年，雙壁波紋管、HDPE高密度纏繞管等也在室外排水工程中得到較為廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)就鋼筋混凝土管、雙壁波紋

15、管、HDPE管三種管材的技術(shù)性能比擬情況列表如下：管材工程鋼筋混凝土管HDPE管雙壁波紋管備注優(yōu)點1.造價低1.1.管道粗糙系數(shù)較小，同等流量下管徑比混凝土管小12級；2.2.管材柔韌性好，單節(jié)長，接口少，且接口為電熔接口，抗地基沉降性能強，抗?jié)B性能好；3.3.無需混凝土根底，且管材質(zhì)量輕，施工方便；4.4.耐腐蝕、抗老化性能好，管材強度高，使用壽命長。5.1.管道粗糙系數(shù)較小，同等流量下管徑比混凝土管小12級；6.2.管材柔韌性好，單節(jié)長，接口少，且為橡膠圈接口，抗地基沉降性能強；7.3.無需混凝土根底，且管材質(zhì)量輕，施工方便；4.耐腐蝕、抗老化性能好，管材強度高，使用壽命長。缺點8.1.管

16、材抗壓、抗?jié)B性能較差；2.抗地基沉降性能較差，易滲漏，日后養(yǎng)護維修費用較高；3.管材較重，且為混凝土根底，接頭多，施工較困難。9.1.造價高1.造價高2.不適用于大口徑排水管。綜合造價420.04元/米668.84元/米506.31元/米管徑D600設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建立要求結(jié)合各種管材的特性做到管材選用經(jīng)濟、合理。4、設(shè)計時需注意的問題1鋼筋混凝土管接口選擇用于排水的混凝土管的管口形式常用的有平口管、企口管和承插口管。管口形狀不同，接口的方法也不同。管道接口一般分為柔性接口、剛性接口、半柔性接口三種。橡膠圈接口、瀝青油膏、石棉瀝青卷材接口等均為柔性接口，剛性接口常見的有水泥砂漿、鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口，而石棉水泥接口那么為半柔性接口。對于接口要求強度較高、嚴密性閉水性較好的污水管道宜采用柔性或半柔性接口。2管線高程控制管線高程控制應(yīng)從多方面進展綜合考慮：為保證管線所效勞區(qū)域雨污水能順暢排入，要求管線要有足夠的埋深；而隨著埋深增大，挖槽深度增加，施工難度也隨之增大，特別是在土質(zhì)較為軟弱地段更為突出，這樣必然進步管網(wǎng)造價；同時