給水排水管道工程

8-6污水管道設(shè)計計算舉例某市一小區(qū)的平面圖，如圖所示，居住區(qū)人口密度為350cap/ha，居民生活污水定額為120L/cap.d。火車站和公共浴室的設(shè)計污水量分別為3L/s和4L/s。工廠甲和工廠乙的工業(yè)廢水設(shè)計流量分別為25L/s與6L/s。生活污水及經(jīng)過局部處理后的工業(yè)廢水全部送至污水廠處理。工廠甲廢水排出口的管底埋深為2m。1、小區(qū)平面圖上布置污水管道根據(jù)小區(qū)的地形情況，地勢自北向南傾斜，坡度較小，無明顯分界線，可劃分為一個排水流域。根據(jù)管道定線原則，街道支管布置在地勢較低一側(cè)的道路下，干管基本與等高線垂直布置，主干管沿小區(qū)南面河岸布置，與等高線平行。如圖所示。2、街區(qū)編號并計算面積將各街區(qū)編上號碼，并計算它們的面積，并箭頭標出各街區(qū)污水排出的方向。列于表中。3、劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量根據(jù)設(shè)計管段定義及劃分方法，將各干管和主干管中有本段流量進入的點(一般定為街區(qū)兩端)、集中流量和旁側(cè)支管進入的點，作為設(shè)計管段的起迄點的檢查井并編上號碼。本例中，主干管長1200m，根據(jù)設(shè)計流量變化情況，可劃分為1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7共6個設(shè)計管段。各設(shè)計管段的設(shè)計流量計算應(yīng)列表進行。初步設(shè)計中只計算干管和主干管的設(shè)計流量，如表所示。

根據(jù)人口密度350cap/ha，和居民生活污水定額120L/cap·d，每ha街區(qū)面積的生活污水平均流量(比流量)為：q0=350×120/86400=0.486L/s·ha

在設(shè)計流量計算時，集中流量沒有考慮變化系數(shù)的影響，只有生活污水設(shè)計流量考慮變化系數(shù)。而且每一設(shè)計管段轉(zhuǎn)輸?shù)纳钗鬯坎皇巧弦还芏蔚脑O(shè)計流量，而是沒有考慮變化系數(shù)時的流量。如設(shè)計管段2-3除轉(zhuǎn)輸管段1-2集中流量25L/s外，還有本段流量和轉(zhuǎn)輸流量。本段流量根據(jù)街區(qū)面積計算為q1=q0·F=0.486×2.2=1.07L/s，其轉(zhuǎn)輸流量是從旁側(cè)管段8-9-10-2流來的生活污水平均流量，其值為q2=q0·F=0.486×(1.21+1.7+1.43+2.21+1.21+2.28)=4.88L/s，

則2-3設(shè)計管段的合計平均流量為q1+q2=5.95L/s，查表得Kz=2.2，則設(shè)計生活污水量為5.95×2.2=13.09L/s，總設(shè)計流量為Q=13.09+25=38.09L/s。其它管段設(shè)計流量計算方法相同。4、水力計算設(shè)計流量確定之后，便可從上游管段開始依次進行主干管各設(shè)計管段的水力計算。也是列表進行，如表所示。計算步驟為：

(1)從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計管段的長度，列于表第2項中。

(2)將設(shè)計管段的設(shè)計流量列入表第3項。設(shè)計管段起迄點檢查井處的地面標高列入表第10、11項。

(3)計算每一設(shè)計管段的地面坡度：地面高差/距離，作為確定管道坡度時參考。例如：管段1-2的地面坡度=(86.20-86.10)/110=0.0009。

(4)確定起始管段的管徑以及設(shè)計流速、設(shè)計坡度I、設(shè)計充滿度h/D。首先擬采用最小管徑300mm，即D、n為已知，查水力計算圖，其它4個水力因素只要知道2個，可求另外2個，現(xiàn)在Q已知，另外1個因素可根據(jù)水力設(shè)計數(shù)據(jù)的規(guī)定設(shè)定。由于地面坡度很小，為不使管道系統(tǒng)埋深過大，宜采用最小設(shè)計坡度。相應(yīng)300mm的最小設(shè)計坡度為0.003。當(dāng)Q=25L/s，I=0.003時，查出v=0.7m/s，大于最小設(shè)計流速0.6m/s，h/D=0.51，小于最大設(shè)計充滿度0.55。計算數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求。將所確定的D、I、v、h/D列入表中第4、5、6、7項。

(5)確定其它管段的管徑D、V、h/D、I。通常隨著Q的增加，下一管段的管徑一般會增大一級或二級(50mm為一級)，或保持不變，這樣可根據(jù)流量變化來選擇管徑，然后根據(jù)設(shè)計流速隨著設(shè)計流量的增大而逐漸增大或保持不變的規(guī)律設(shè)定設(shè)計流速。根據(jù)Q和v即可在確定D的水力計算圖中查出相應(yīng)的h/D和I值，若查出的值符合設(shè)計規(guī)范的要求，說明水力計算合理。在水力計算中，由于Q、v、h/D、I、D各因素之間存在相互制藥關(guān)系，因此在查水力計算圖是存在一個試算過程。

(6)計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設(shè)深度

1)根據(jù)設(shè)計管段長度和管道坡度求降落量，I.L2)根據(jù)管徑和充滿度求管段水深，h=D·h/D

3)確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點離污水廠最遠的干管起點有8、11、16及工廠出水口1點，這些點都可能成為管道系統(tǒng)的控制點。

8、11、16三點埋深可用最小覆土厚度的限值確定，因此至南地面坡度約為0.0035，可取干管坡度與地面坡度近似，因此干管埋深不會增加很大，整個管線上又無個別洼點，故8、11、16三點埋深不能控制整個主干管的埋深，對主干管埋深起決定作用的是1點。因為其埋深受工廠排出口埋深的控制，定為2.0m。

4)求設(shè)計管段上、下端的管內(nèi)底標高、水面標高及埋深

1點的管內(nèi)底標高等于1點的地面標高減1點埋深，86.20-2.0=84.200m2點管內(nèi)底標高等于1點的管內(nèi)底標高減降落量，84.20-0.330=83.870m

2點的埋深等于2點地面標高減2點的管內(nèi)底標高，86.100-83.870=2.230m

管段上下端水面標高等于相應(yīng)點管內(nèi)底標高加水深。如1點水面標高84.200+0.153=84.353m，2點水面標高83.870+0.153=84.023m

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)底標高。如管段1-2與2-3管徑不同，采用管頂平接，則管段1-2中的2點與2-3中的2點的管頂標高應(yīng)相同，所以2-3管段中2點的管內(nèi)底標高為83.870+0.300-0.350=83.820，求出2點的管內(nèi)底標高后，可求出3點的管內(nèi)底標高，2、3點的水面標高及埋設(shè)深度。

2-3與3-4管徑相同，采用水面平接，即2-3與3-4中的3點水面標高相同，用3點水面標高減降落量，求出4點水面標高，將3、4點水面標高減去水深求出管內(nèi)底標高，進一步求出埋深。(7撞)管道珠水力搶計算展時應(yīng)謀注意卻的問倡題1)必須你細致汗研究壞管道嘉系統(tǒng)尺的控義制點誘，控站制點島常位略于本躲區(qū)的付最遠服或最吃低處擾，它用們的絮埋深仗控制險該地墨區(qū)污妹水管昨道的挖最小飼埋深巡壽。各肯條管厭道的應(yīng)起點切、低硬洼地并區(qū)的飯個別阿街坊腔和污僑水出刮口較補深的市工業(yè)培企業(yè)乳或公肉共建失筑都泳是研劃究控斥制點擋的對饞象。2)必須亮細致翠研究米管道萌敷設(shè)雜坡度遠與管判線經(jīng)菌過地同段的忘地面知坡度州間的抄關(guān)系勢，使國確定屈的管調(diào)道坡舞度，禁在保貞證最檢小設(shè)脾計流訓(xùn)速的作前提木下，蛋又不捉使管嶺道的鼠埋深溫過大餃，以嫁及便礙于支如管的墨接入帶；3)水力積計算督自上吐游依層次向餓下游偏管段母進行王，一鐵般情撓況下讀，隨民著設(shè)嚇計流耽量逐糧段增必加，嫂設(shè)計焰流速由也相囑應(yīng)增如加。討如流耗量保般持不葡變，起流速化不應(yīng)城減小挺。只擔(dān)有在鏡管道切坡度陡由大冊驟然良變小謎的情笨況下慕，設(shè)靠計流聯(lián)速才悔允許映減小揚。另外清，隨躺著設(shè)愚計流弓量逐擇段增季加，祥設(shè)計期管徑煌也應(yīng)巡壽逐漸奮增大前，但朗當(dāng)管肚道坡皂度驟學(xué)然增慢大時眼，下煎游管損段的夾管徑鑄可以餃減小井，但鬼縮小菌的范導(dǎo)圍不濃得超鏡過50著-1簡00獎mm；4)在地批面坡億度太死大的遭地區(qū)懼，為堅減小醉管內(nèi)兆水流蛾速度勁，防行止管伙壁被褲沖刷滴，管攻道坡怖度往盜往小毫于地雙坡度欺，這亮樣就免可能象使下疊游管領(lǐng)段的雞覆土高厚度謝無法掏滿足種最小敵限值盡的要臣求，敏甚至下超出火地面草，因峰此在渴適當(dāng)座的點偶可設(shè)傘置跌販水井晃，管閃段之時間采燭用跌孕水連饞接；5)水流瓜通過貢檢查介井時孝，常弟引起劈燕局部筐水頭歇損失魚，為率降低償損失盆，檢狗查井挖底部宵在直僚線管把道上繡要嚴庫格采夸用直奮線，賢在管程道轉(zhuǎn)拉彎處里采用恩勻稱憶的曲私線。不直線臭檢查幅井可眼不考峰慮局蕉部損瘡失；5、繪械制管書道平畝面圖飄和縱批剖面葛圖本例飾題的縫設(shè)計肥深度嚴僅為桶初步案設(shè)計雞，故夢在水研力計插算結(jié)降束后桶將計膀算所龍得的盟管徑竟、坡撞度等勞數(shù)據(jù)回標注吉在平敬面圖舒上即冤可。在進振行水盯力計襪算的暴同時永，繪句制主翼干管題的縱揉剖面召圖，如圖功所示。8-艷7污水關(guān)管道聾平面浪圖和駁縱剖荒面圖獵的繪滅制污水河管道談平面背圖縱蒼剖面秒圖是肉污水坡管道酷設(shè)計滑的主凈要圖康紙，撞根據(jù)膚設(shè)計臟階段販的不引同，講圖紙蛙表現(xiàn)脈的深帽度亦機有所敲不同斷。初步顯設(shè)計僚階段惰：管道駱平面渴圖就炸是管蘿道總浩體布嫂置圖完，采罰用的撥比例狠尺一渣般為1：50解00恨~1：10紀00只0，有為地形枕、地吵物、搬河流胸、風(fēng)離玖瑰?；蛑赣?xùn)北針叫等。忙已有母和設(shè)限計的勵污水城管道旦用粗干線條嚇表示延，管角線上尿畫出給設(shè)計輝管段億起迄輔點的鎮(zhèn)檢查桑井并奶編號究，標沫出各怎設(shè)計蒼管段萄的服右務(wù)面圈積，是可能謝設(shè)置收的中浸途泵銅站、蜜倒虹動管或件其它歌特殊逮構(gòu)筑詳物，嘆污水糊廠、部出水柔口等說。另外槐，管肺道平且面圖徹上還無應(yīng)將里主干勸管各姑設(shè)計謙管段賴的長疊度、夸管徑鋪和坡歸度在彈圖上做注明丟。此脖外，教圖上蔽應(yīng)有聲管道縮慧的主陡要工柄程項沃目表早和說余明。施工鴨圖階復(fù)段：管道均平面滿圖比跳例尺幅常用1：10藏00～1：50殘00忠,圖上咽內(nèi)容腿基本歷同初腰步設(shè)蟻計，爽而要虜求更廢為詳面細確悅切。田需標吹明檢嬸查井鼓的準婦確位面置及梯污水忌管道諒與其誤它地繁下管付線或程構(gòu)筑僅物交乏叉點蓬的具殘體位駕置、釘高程老，居別住區(qū)樸街坊爽連接廈管或滅工廠趁廢水勻排出侮口接康入污獅水干肉管或聚主干變管的搏準確梁位置勒和高瞇程。污水儉管道梁的縱莫剖面納圖反爹映管閃道沿馳線的梯高程擴位置萌，是缸和平厘面圖角相對陜應(yīng)的方，圖露上用切單線稱條表軟示原厚地面饑高程淋線和到設(shè)計襖地面甚高程鍵線，企用雙阿線條閱表示貿(mào)管道泉高程扮線，刷用雙堅豎線蠢表示奔檢查綿井。甘圖中銀還應(yīng)閃標出妨沿線鞠支管泰接入僑處的后位置浪、管與徑、喘高程袋；與鳳其它寶地下產(chǎn)管線輩、構(gòu)免筑物息交叉謊點的鬧位置內(nèi)和高幕程；添沿線豪地質(zhì)溪鉆孔方位置乘和地軍質(zhì)情刪況等什。在剖必面圖誰下方跡有一滅表格至，列讓有檢鴨查井生編號映、管城道長表度、兇管徑豬、坡賀度、異地面里高程勁、管營內(nèi)底非高程輕、埋呼深、擇管道肯材料高、接兆口形騰式、踢基礎(chǔ)莫類型粒。有捧時也碑將流饞量、毅流速隔、充綱滿度蝕等數(shù)吩據(jù)注奏明。縱剖爛面圖導(dǎo)采用牧的比炸例尺委一般娘橫向1：50更0~旗1：20稈00，縱娘向1：50狼~1：20河0。對工劃程量敏較小阿，地澡形、征地物敞較簡突單的閥污水少管道臺工程鳳亦可易不繪些