排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)說明書環(huán)境工程設(shè)計(jì)環(huán)境工程設(shè)計(jì)大作業(yè)題目城市污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)姓名姜晨旭學(xué)號指導(dǎo)教師王慶宏成績二○一七年六月

目錄（一）設(shè)計(jì)概要 21.1設(shè)計(jì)題目 21.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 21.3設(shè)計(jì)資料 21.4設(shè)計(jì)參考資料 3（二）排水系統(tǒng) 32.1排水體制 32.2排水體制的選擇 4（三）管網(wǎng)設(shè)計(jì) 43.1管道定線 43.1.1排水管網(wǎng)布置原則 4（4）規(guī)劃時要考慮到使渠道的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便； 43.1.2排水管網(wǎng)定線考慮因素 43.1.3污水主干管定線 53.1.4污水干管定線 53.2水量計(jì)算 63.3水力學(xué)計(jì)算 83.3.1水力學(xué)計(jì)算要求 83.3.2水力學(xué)計(jì)算過程 9（四）圖形繪制 10（五）管材設(shè)計(jì) 11

（一）設(shè)計(jì)概要1.1設(shè)計(jì)題目1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）繪制CAD圖并計(jì)算小區(qū)面積、布設(shè)管道、測量出地面標(biāo)高；（2）完成流量計(jì)算并列出污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算表；（3）完成水力計(jì)算，經(jīng)過查閱水力計(jì)算圖，完成污水干管水力計(jì)算表；（4）繪制主干管縱剖圖并進(jìn)行標(biāo)注。1.3設(shè)計(jì)資料（1）人口密度為400cap/ha；（2）生活污水定額140L/cap·d；（3）工廠生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量分別是8.24L/s和6.84L/s,生產(chǎn)污水設(shè)計(jì)流量為26.4L/s,工廠排水口地面標(biāo)高為43.5m，管底埋深大于2m，土壤冰凍深度為0.8m；（4）沿河岸堤壩頂標(biāo)高40m。1.4設(shè)計(jì)參考資料1.《排水工程》（上冊）（第四版），中國建筑工業(yè)出版社，19992.《環(huán)境工程設(shè)計(jì)》趙立軍陳進(jìn)富主編，中國石化出版社（二）排水系統(tǒng)2.1排水體制廢水分為生活污水、工業(yè)廢水和雨水三種類型，它們能夠采取一個排水管網(wǎng)系統(tǒng)來排除，也能夠采取各自獨(dú)立分質(zhì)排水管網(wǎng)系統(tǒng)來排除。排水體制主要有合流制和分流制兩種。其中合流制又分為直排式合流制與截流式合流制兩種。前者是將排除混合污水不經(jīng)處理直接就進(jìn)排入水體；后者則是在合流干管與截流干管交接處設(shè)置溢流井，超出處理能力混合污水經(jīng)過溢流井后直接排入水體，在截流主干管(渠)末端修建污水處理廠。而分流制又分為完全分流制與不完全分流制兩種。前者包含獨(dú)立污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)；后者只有污水排水系統(tǒng)，未建立雨水排水系統(tǒng)。合流制與分流制優(yōu)缺點(diǎn)以下表所表示：2.2排水體制選擇依照設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)資料來看，該地域人口密度較低，則產(chǎn)生生活污水量較小，且只有一個工廠，污染源種類較少。從環(huán)境保護(hù)角度來看，分流制效果很好，可是當(dāng)?shù)赜蛎娣e比較小，產(chǎn)生生產(chǎn)生活污水較少，搜集降雨量也較少，而分流制排水管網(wǎng)鋪設(shè)長度長，工程造價高，故當(dāng)?shù)赜蜻x擇合流制。在合流制中又分為直流分散式和截流式，當(dāng)?shù)赜蚝幸粋€工廠，直流分散式不能滿足處理要求，所以選擇截流式。晴天污水能夠全部處理，工程造價相對較低，管理簡便。（三）管網(wǎng)設(shè)計(jì)3.1管道定線3.1.1排水管網(wǎng)布置標(biāo)準(zhǔn)（1）按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管網(wǎng)，要進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；（2）先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，應(yīng)按從主干管到干管到支管次序進(jìn)行布置；（3）充分利用地形，采取重力流排除污水和雨水，并使管線最短和埋深最小；（4）規(guī)劃時要考慮到使渠道施工、運(yùn)行和維護(hù)方便；3.1.2排水管網(wǎng)定線考慮原因在進(jìn)行定線時，要在充分掌握資料前提下綜合考慮各種原因，使確定路線能因地制宜地利用有利條件而防止不利條件。通常影響污水管平面布置主要原因有：地形和水文地質(zhì)條件；城市總體規(guī)劃、豎向規(guī)劃和分期建設(shè)情況；排水體制、線路數(shù)目；污水處理利用情況、處理廠和排放口位置；排水量大工業(yè)企業(yè)和公建情況；道路和交通情況；地下管線和構(gòu)筑物分布情況等。在一定條件下，地形是影響定線主要原因：（1）充分利用地形，在整個排水區(qū)域較低地方布設(shè)主干管及干管，便于支管污水自流接入；（2）地形復(fù)雜時，布置成幾個獨(dú)立排水系統(tǒng)；（3）若地勢起伏較大，布置成高低區(qū)排水系統(tǒng)，高區(qū)不宜隨便跌水，利用重力排入污水廠，降低管道埋深；（4）個別低洼地域應(yīng)局部提升。另外，管道定線還需要綜合考慮街道寬度、交通等情況。結(jié)合江河走向，合理布置管線，降低施工難度，同時對不一樣布置方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，尋求更為合理管線布置方法。3.1.3污水主干管定線當(dāng)?shù)赜虿荚O(shè)排水管段區(qū)域具備顯著坡度走向，地勢自西北向東南逐步降低，河流處于該地域東南角，流向?yàn)樽晕髂系綎|北，為排水創(chuàng)造了很好條件和可能，經(jīng)分析，本城市排水管道采取合流制排水體制，每區(qū)污水經(jīng)街道管及干管搜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)地形，地貌，坡度，污水廠位置與可能埋設(shè)深度等原因，污水主干管選擇東部道路處埋設(shè)。詳細(xì)布置請參看該地域排水管道設(shè)計(jì)布置總平面圖。3.1.4污水干管定線因?yàn)楦鲄^(qū)具備顯著坡度走向，故各區(qū)污水干管布置宜充分利用這種地形順坡鋪設(shè)，使每個街坊污水盡可能能夠自流排出。各區(qū)污水經(jīng)支管系統(tǒng)進(jìn)入污水干管搜集并經(jīng)污水主干管匯流至污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放。詳細(xì)布置請參看該地域排水管道設(shè)計(jì)布置總平面圖。地域排水管道設(shè)計(jì)布置總平面圖3.2水量計(jì)算污水管道設(shè)計(jì)流量包含生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量兩大部分。通常生活污水量是按每人每日平均排出污水量、使用管道設(shè)計(jì)人數(shù)和總改變系數(shù)計(jì)算。生活污水定額（沒人每日平均排出污水量），分為居民生活污水量定額和綜合污水量定額（包含居民生活用水和公共建筑用水），是參考居民生活用水量定額和綜合生活用水量定額乘以80%~90%求出。依照管道平面布置，劃分設(shè)計(jì)管段（定出檢驗(yàn)井位置并編號），量出主干管設(shè)計(jì)管段長度，街坊排水面積劃分，依照污水管道布置，劃分各設(shè)計(jì)管段服務(wù)街坊排水面積，編上號碼并按其平面形狀計(jì)算面積（以公頃計(jì)）。街坊編號1234567街坊面積（ha）7.57.518.6666.46.4街坊編號891011121314街坊面積（ha）6.46.46.46.46.46.46.4（1）居住區(qū)比流量依照生活污水定額n(L/cap·d)和人口密度N(cap/ha)可求出該地域區(qū)生活污水平均比流量q0。即q0=n·N/86400(L/s·ha)式中人口密度N=400cap/ha；生活污水定額n=140L/（cap·d）。則平均比流量：q0=400×140÷86400=0.648L/（s·ha）（2）居住區(qū)本段流量q1=q0·街區(qū)面積7.5×0.648=4.86L/s（3）共計(jì)平均流量共計(jì)平均流量=q1+q24.86+0=4.86L/s（4）總改變系數(shù)KK=2.7/Q0.11K=2.7/4.860.11=2.27（5）生活污水設(shè)計(jì)流量Q1=K·共計(jì)平均流量Q1=2.27×4.86=11.03L/s（6）集中流量工廠生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量分別是8.24L/s和6.84L/s生產(chǎn)污水設(shè)計(jì)流量為26.4L/s（7）設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量=集中流量+生活污水設(shè)計(jì)流量15.08+26.4=41.48L/s詳細(xì)計(jì)算結(jié)果以下表所表示：3.3水力學(xué)計(jì)算3.3.1水力學(xué)計(jì)算要求（1）設(shè)計(jì)充滿度在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中水深h和管道直徑D之間比值稱為設(shè)計(jì)充滿度。當(dāng)h/D=1時成為滿流，當(dāng)h/D<1時成為非滿流。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)。中國最大設(shè)計(jì)充滿度要求以下表：（2）設(shè)計(jì)流速污水在管內(nèi)流動遲緩時，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，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道。為了預(yù)防管道中產(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)。依照國內(nèi)污水管道實(shí)際運(yùn)行情況監(jiān)測數(shù)據(jù)并參考國外經(jīng)驗(yàn)，污水管道最小設(shè)計(jì)流速定為0.6m/s。（3）最小管徑通常在污水管道系統(tǒng)上游部分，設(shè)計(jì)污水流量很小，若依照流量計(jì)算，則管徑會很小。依照養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，管徑過小極易堵塞。另外，采取較大管徑，可選取較小坡度，使管道埋深減小。所以，為了養(yǎng)護(hù)工作方便，常要求一個允許最小管徑。另外街道下最小管徑為300mm，當(dāng)設(shè)計(jì)服務(wù)面積小于此管徑對應(yīng)服務(wù)面積時，可直接采取最小管徑以及它對應(yīng)最小坡度不進(jìn)行水力計(jì)算。故本工程選取最小污水管管徑為350mm。（4）最小坡度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，通常使管道埋設(shè)坡度與設(shè)計(jì)地域地面坡度基本一致，但管道坡度造成流速應(yīng)等于或大于最小設(shè)計(jì)流速，以預(yù)防管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。要求管徑200mm最小設(shè)計(jì)坡度為0.004，管徑300mm最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。（5）污水管道埋設(shè)深度污水管道最小覆土厚度通常滿足三個原因要求：（1）預(yù)防管道內(nèi)污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道；（2）預(yù)防地面荷載而破壞管道；（3）滿足街區(qū)污水連接管銜接要求。通常在干燥土壤中，最大埋深不超出7～8m。3.3.2水力學(xué)計(jì)算過程（1）依照流量選擇適宜管徑及流速，結(jié)合水力學(xué)計(jì)算表查找對應(yīng)坡度與充滿度。（2）充滿度h=D·h/D（3）降落量=I·L（4）地面標(biāo)高依照之前CAD地域排水管道設(shè)置平面圖，經(jīng)過內(nèi)插法求得每條管段兩端地面標(biāo)高。（5）埋設(shè)深度：先設(shè)第一段管上端埋設(shè)深度為2.5m，則下端為：第一段管下端地面標(biāo)高-（第一段管上端地面標(biāo)高-埋設(shè)深度-降落量）40.91-（41.625-2.5-0.616）=2.401m（6）管內(nèi)底標(biāo)高：管內(nèi)底標(biāo)高=地面標(biāo)高-埋設(shè)深度41.625-2.5=39.125m（7）水面標(biāo)高：水面標(biāo)高=地面標(biāo)高-管內(nèi)底標(biāo)高+充滿度41.625-39.125+0.1785=39.3035m詳細(xì)計(jì)算結(jié)果以下表所表示：（四）圖形繪制管網(wǎng)平面圖縱剖圖（五）管材設(shè)計(jì)混凝土管與鋼筋混凝土管：預(yù)制混凝土管和鋼筋混凝土管直徑范圍為150～2600mm，為了抵抗外壓力，管徑大于400mm時，通常配加鋼筋，制成鋼筋混凝土管。混凝土管與鋼筋混凝土管管口形狀有平口、企口、承插口等?；炷凉茉铣浞?，設(shè)備、制造工藝簡單，所以被廣泛采取。但兩種管材主要缺點(diǎn)是抗酸、堿浸蝕及抗?jié)B性能較差、關(guān)節(jié)