第1章 排水管渠系統(tǒng)

第1章排水管渠系統(tǒng)1.1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的體制和組成1.2排水管渠及排水系統(tǒng)上的構(gòu)筑物1.1城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的體制和組成一、排水系統(tǒng)的體制二、排水系統(tǒng)的組成部分一、排水系統(tǒng)的體制將不同性質(zhì)的廢水采用不同方式排除所形成的排水系統(tǒng)，稱為排水體制。排水管道系統(tǒng)的體制排水系統(tǒng)的體制主要有合流制和分流制兩種基本形式。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)施稱為排水系統(tǒng)。1.合流制排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一管道（渠）系統(tǒng)內(nèi)排放的排水系統(tǒng)稱為合流制排水系統(tǒng)。

根據(jù)廢水匯集后的處置方式不同，又可分為：（1）直排式合流制排水系統(tǒng)；（2）截留式合流制排水系統(tǒng)；（3）完全合流制排水系統(tǒng)。（1）直排式合流制排水系統(tǒng)管道系統(tǒng)的布置就近坡向水體，分若干排出口，混合污水未經(jīng)處理直接排入水體。（老城區(qū)、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)）無處理設(shè)施，運(yùn)行成本低；環(huán)境衛(wèi)生和水體污染問題；不宜采用?。?）截流式合流制排水系統(tǒng)直排式合流制的改進(jìn)，和直排式相比，沿河岸鋪設(shè)一條截流干管，同時在截流干管上設(shè)置溢流井，并在下游設(shè)置污水處理廠。①晴天和初期降雨時，所有污水都排入污水處理廠處理后外排或再利用；②降雨量增加，混合污水的流量超過截流干管的輸水能力，部分污水溢流至水體，污染水體；老城區(qū)直排式合流制改造時，常采用截流式。（3）完全合流制排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水集中于一條管渠排除，并全部送往污水處理廠進(jìn)行處理，然后排放或再利用。①衛(wèi)生條件好，有利于保護(hù)城市水環(huán)境；②工程量大，初期投資大，污水廠的運(yùn)行管理不便；國內(nèi)很少采用！2.

分流制排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩種或兩種以上管道（渠）系統(tǒng)內(nèi)排放的排水系統(tǒng)稱為分流制排水系統(tǒng)。采用兩種管道（渠）系統(tǒng)時，一般是將生活污水和工業(yè)廢水用同一系統(tǒng)排除，稱為污水排水系統(tǒng)；排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。根據(jù)雨水的排除方式不同，又可分為：（1）完全分流制排水系統(tǒng)；（2）不完全分流制排水系統(tǒng)；（3）半分流制排水系統(tǒng)。（1）完全分流制排水系統(tǒng)在同一排水區(qū)域內(nèi)，既有污水管道系統(tǒng)，又有雨水管道系統(tǒng)。生活污水和工業(yè)廢水通過污水排水系統(tǒng)送至污水廠處理，然后排放或再利用，雨水通過雨水排水系統(tǒng)直接排入水體。污水廠運(yùn)行管理方便；一次性投資較大；城市雨水徑流污染問題。老城區(qū)直排式合流制改造時，也有采用完全分流制。（2）不完全分流制排水系統(tǒng)只有污水排水系統(tǒng)，沒有完整的雨水排水系統(tǒng)。各種污水通過污水排水系統(tǒng)送至污水廠處理后排放或再利用；雨水沿地面、道路邊溝、明渠和小河進(jìn)入水體。如城鎮(zhèn)的地勢適宜、不易積水，經(jīng)濟(jì)條件較差時，可先建污水排水系統(tǒng)，然后慢慢完善雨水排水系統(tǒng)。節(jié)省初期投資，隨城鎮(zhèn)的發(fā)展分期發(fā)展。國內(nèi)不少城市排水管網(wǎng)建設(shè)都采取這種方式，并不意味著不建雨水排水系統(tǒng)?。?）半分流制排水系統(tǒng)完全分流制排水系統(tǒng)的改進(jìn)，在雨水各干管排入水體之前增設(shè)截流干管，將雨水排水管網(wǎng)內(nèi)的初期污染嚴(yán)重的雨水截流至污水處理廠處理后排放，在截流干管上設(shè)置溢流井和雨水跳躍井。有效控制城市雨水徑流污染，保護(hù)水環(huán)境；工程投資大。國內(nèi)目前尚未使用，但該領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。3.排水體制的選擇各種排水體制之間沒有絕對的好與不好，只能說某一區(qū)域或城鎮(zhèn)在某一時期更適合采用哪種排水體制！！一般情況可做如下選擇：①新建城鎮(zhèn)和小區(qū)宜采用分流制或不完全分流制；②對于已采用合流制的老城區(qū)可在同一城鎮(zhèn)采用不同的排水體制，舊城區(qū)采用截流式合流制，易改建地區(qū)和新建的小區(qū)宜采用分流制或不完全分流制；③在干旱少雨地區(qū)，或因街道較窄、地下設(shè)施較多而修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)，也可考慮采用完全合流制。二、排水系統(tǒng)的組成部分

排水系統(tǒng)一般是由廢水收集設(shè)施、排水管道、排水管道上的構(gòu)筑物、排水調(diào)節(jié)池、提升泵站及壓力管、廢水收水管（渠）、出水口及事故排出口等構(gòu)成。生活污水收集系統(tǒng)雨水收集系統(tǒng)廢水收集設(shè)施城市邊界干管支管污水廠主干管廢水收集設(shè)施排水管道排水調(diào)節(jié)池提升泵站廢水輸水管渠廢水排放口排水管道系統(tǒng)示意圖1.2排水管渠及排水系統(tǒng)上的構(gòu)筑物一、排水管渠斷面形式二、排水管渠的材料三、檢查井四、跌水井五、水封井六、換氣井七、沖洗井八、雨水溢流井九、潮門井十、雨水口十一、連接暗井十二、倒虹管十三、管橋十四、出水口一、排水管渠斷面形式1.排水管渠斷面形式的要求靜力學(xué)要求：管道須具有較好的穩(wěn)定性，能抵抗內(nèi)外壓力。水力學(xué)要求：應(yīng)具有最大的排水能力，在一定流速下不產(chǎn)生沉淀。經(jīng)濟(jì)方面：管道每單位長度的造價應(yīng)是最低的或輸送污水是較經(jīng)濟(jì)的。養(yǎng)護(hù)管理：不易淤積且易于沖洗。2.排水管渠斷面形式

常用的排水管渠斷面形式有圓形、半橢圓形、馬蹄形、拱頂矩形、蛋形、矩形、弧形及流槽的矩形、梯形等。（1）圓形適用于：管徑小于2米且地質(zhì)條件好時。優(yōu)點(diǎn)：水力性能好，具有最大的水力半徑，流速大，流量大，便于預(yù)制，對外力抵抗能力強(qiáng)，運(yùn)輸施工維護(hù)方便。（2）半橢圓形優(yōu)點(diǎn)：在土壓力和動荷載較大時，可更好地分配管壁壓力，減少管壁厚度。適用：污水流量無大變化及管渠直徑大于2米。（3）馬蹄形特點(diǎn)：高度小于寬度。優(yōu)點(diǎn)：因斷面下部大，宜輸送流量變化不大的大流量污水。適用：地質(zhì)條件較差或地形平坦需盡量減少埋深時。（4）蛋形特點(diǎn)：因底部較小，在小流量時可維持較大的流速，減少淤積。適用：實踐證明，這種斷面沖洗和疏通困難，管道制作、運(yùn)輸、施工不便，目前很少用。（5）矩形特點(diǎn)：可按需要增加深度，以加大排水量，并能現(xiàn)場澆制或砌筑。適用：工企業(yè)、路面狹窄地區(qū)的排水管道及排洪溝。（6）梯形適用：明渠。特點(diǎn)：邊坡取決于土壤和鋪砌材料。二、排水管渠的材料1.對排水管渠材料的要求足夠的強(qiáng)度，能抵抗內(nèi)外壓力和雜質(zhì)沖刷磨損；具有抗沖刷、抗磨損、抗腐蝕性（污水、地下水）；具有較好的抗?jié)B性能（污水不透出、地下水不透入）；具有良好的水力條件，內(nèi)壁光滑，阻力小，排水通暢；就地取材，可預(yù)制管件，節(jié)省費(fèi)用。

排水管渠材料的選擇，應(yīng)根據(jù)污水性質(zhì)、管道承受的內(nèi)、外壓力，埋設(shè)地區(qū)的土質(zhì)條件等因素確定。

排水管渠的材料有：混凝土、鋼筋混凝土、石棉水泥、陶土、鑄鐵、塑料等。2.常用排水管渠（1）非金屬管1）混凝土管和鋼筋混凝土管適用：①雨、污水的排除，可在工廠預(yù)制，也可在現(xiàn)場澆制。②混凝土管的管徑一般小于450mm，管長多為1m，適用于管徑較小的無壓管。③鋼筋混凝土管用于管道埋深較大或敷設(shè)在土質(zhì)條件不良地段，為抗外壓時，以及管徑大于400mm時。當(dāng)管徑大于700mm時，管道采用內(nèi)外兩層鋼筋，鋼筋的混凝土保護(hù)層為25mm。最大管徑可達(dá)2400mm，管長在1-3m。承受內(nèi)壓較高或?qū)懿目箯?、抗?jié)B要求較高時，可將鋼筋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，制成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。鋼筋混凝土管分為輕型鋼筋混凝土管和重型鋼筋混凝土管。

混凝土管和鋼筋混凝土管的管口通常有承插式、企口式、平口式三種形式。優(yōu)點(diǎn)：可就地取材，制造方便，可根據(jù)抗壓的不同要求制成無壓管、低壓管、預(yù)應(yīng)力管等，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：抗腐蝕性能差，耐酸堿及及抗?jié)B性能差，抗沉降、抗震性能也差，管節(jié)短、接頭多、施工復(fù)雜，自重大，搬運(yùn)不便。2）陶土管

陶土管是由塑性耐火粘土高溫焙燒制成。適用：①酸、堿性廢水的排除。②陶土管的管徑一般不超過600mm，管長多為0.8-1.0m。優(yōu)點(diǎn)：管壁光滑、耐磨、耐腐蝕、不透水。缺點(diǎn)：陶土管質(zhì)脆易碎、強(qiáng)度低不能承受內(nèi)壓，管節(jié)多，接口多。3）塑料排水管

主要包括聚乙烯（PE）管、高密度聚乙烯（HDPE）管和硬聚氯乙烯（UPVC）管。優(yōu)點(diǎn)：管壁表面光滑、水力性能好、水力損失小、耐腐蝕、不易結(jié)垢、質(zhì)量輕、加工接口搬運(yùn)方便、漏水率低及價格低。缺點(diǎn)：塑料管管材強(qiáng)度低，易老化。（2）金屬管適用：外荷載很大或?qū)B漏要求特別高的場合。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)地堅固，強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好，管壁光滑，水流阻力小，管節(jié)長，接口少，且運(yùn)輸和養(yǎng)護(hù)方便。缺點(diǎn)：價格較貴，抗腐蝕性能較差。包括鑄鐵管和鋼管（無縫鋼管、焊接鋼管）。排水管道的選材：1）市場供應(yīng)情況：盡可能就地取材，采用易于制造，供應(yīng)充足的材料。2）經(jīng)濟(jì)上考慮：管道本身價格以及施工費(fèi)用和使用年限。3）滿足技術(shù)方面的要求（排除的污水性質(zhì)，管道受壓、管道埋設(shè)地點(diǎn)及土質(zhì)條件等）。合理選擇排水管道，將直接影響工程造價和使用年限。（3）大型排水溝渠當(dāng)管道設(shè)計斷面大于1.5m時，通常在現(xiàn)場建造大型排水渠道。斷面多采用矩形、拱形、馬蹄形等，其形式有單孔、雙孔、多孔。建造大型排水渠道常用的建筑材料有磚、石、陶土塊、混凝土塊、鋼筋混凝土塊和鋼筋混凝土等。為減少項目土方工程造價、避免地下水或流砂對項目施工的影響，大型排水溝渠應(yīng)選用寬而淺的斷面形式，而不是窄而深的水力最優(yōu)斷面。三、檢查井作用：檢查、清通。設(shè)置：管道交匯處、轉(zhuǎn)彎、管道尺寸或坡度改變、跌水處及相隔一定距離的直線管段上。組成：基礎(chǔ)、井底、井身、井蓋和蓋座。材料：磚、石、混凝土或鋼筋混凝土。四、跌水井設(shè)置：當(dāng)檢查井中上下游管渠的管底落差1-2米。形式：豎管式（管徑＜400mm）、溢流堰式、階梯式（管徑＞400mm）。五、水封井設(shè)置：當(dāng)工業(yè)廢水中能產(chǎn)生引起爆炸或火災(zāi)的氣體時。作用：阻隔易燃?xì)怏w流通，阻隔水面游火。水封深度：一般在0.25m左右。六、換氣井作用：避免有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)生的氣體遇火爆炸，排除有害氣體，保證工人檢修安全。七、沖洗井作用：污水管道內(nèi)的流速不能保證自清時，為防止淤塞。分類：人工沖洗、自動沖洗。設(shè)置：管徑小于400mm的管道上。八、雨水溢流井設(shè)置：截流式合流制排水系統(tǒng)。作用：晴天混合污水全部收集至污水廠，雨天超過截流干管輸水能力的那部分混合污水溢流入水體。形式：截流槽式、跳躍堰式、溢流堰式九、潮門井作用：臨海、臨河城市的排水管道，為防止?jié)q潮時潮水或洪水倒灌進(jìn)入管道。設(shè)置：在排水管道出水口上游的適當(dāng)位置。橡膠鴨嘴閥十、雨水口設(shè)置：設(shè)在雨水管道或合流管道上，道路上雨水口的間距一般為25-50m。作用：收集地面雨水。位置：交叉路口、路側(cè)邊溝等低洼處。構(gòu)造：進(jìn)水箅、連接管、井身。形式：邊溝式、側(cè)石式、聯(lián)合式。十一、連接暗井設(shè)置：當(dāng)管道的直徑大于800mm時，也可在連接管與管道連接處設(shè)連接暗井，取代檢查井。十二、倒虹管設(shè)置：排水管道遇到河流、山澗、洼地或地下構(gòu)筑物時。組成：進(jìn)水井、管道、出水井。形式：直管式、折管式。