./污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)說明及設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)城市概況假設(shè)城市設(shè)計(jì)為某中小城市的排水管網(wǎng)設(shè)計(jì),有明顯的排水界限,分為區(qū)與區(qū),坡度變化較大。河流為其城市的地面標(biāo)高的最低點(diǎn),由河流開始向南、向北地面標(biāo)高均有不同程度的增加,且城市人口主要集中區(qū),城區(qū)基本出去擴(kuò)建狀態(tài)中,發(fā)展空間巨大,需要結(jié)合城市的近遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)行管網(wǎng)布置。城市的布局還算合理,區(qū)域劃分明顯,交通發(fā)達(dá),對于布管具有相當(dāng)?shù)暮啽阈浴?.污水管道布管<2>.管道系統(tǒng)的布置形式對比各種排水管道系統(tǒng)的布置形勢,本設(shè)計(jì)的污水管鋪設(shè)采用截留式,在地勢向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū),各排水區(qū)域的干管可以最短距離沿與水體垂直相較的方向布置,沿河堤低邊在再敷設(shè)主干管,將各個干管的污水截留送至污水廠,截流式的管道布置系統(tǒng)簡單經(jīng)濟(jì),有利于污水和雨水的迅速排放,同時對減輕水體污染,改善和保護(hù)環(huán)境有重大作用,適用于分流制的排水系統(tǒng),將生活污水、工業(yè)廢水及初降廢水經(jīng)處理后排入水體。截流式管道系統(tǒng)布置示意圖如下.11—城鎮(zhèn)邊界2—排水流域分界線3—干管4—主干管5—污水廠6—泵站7—出水口<2>.污水管道布管原則a.按照城市總體規(guī)劃,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管道,并對多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；b.首先確定排水區(qū)界、排水流域和排水體制,然后布置排水管道,應(yīng)按主干管、干管、支管c.的順序進(jìn)行布置；d.充分利用地形,盡量采用重力流排除污水,并力求使管線最短和埋深最??；e.協(xié)調(diào)好與其他地下管線和道路工程的關(guān)系,考慮好與企業(yè)部管網(wǎng)的銜接；f.規(guī)劃時要考慮使管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便；g.規(guī)劃布置時應(yīng)該近遠(yuǎn)期結(jié)合,考慮分期建設(shè)的可能性,并留有充分的發(fā)展余地。<3>.污水管道布管容①.確定排水區(qū)界、劃分排水流域本設(shè)計(jì)中有很明顯的排水區(qū)界,一條河流自東向西流動,將整個城鎮(zhèn)劃分為區(qū)與區(qū)；同時降排水區(qū)域分為四個部分,分別有四條干管收集污水,同一進(jìn)入位于河堤的主干管,送至污水處理廠。②.污水廠和出水口位置的選擇本設(shè)計(jì)中河流流向?yàn)樽詵|向西,同時該城鎮(zhèn)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng),所以污水處理廠應(yīng)該設(shè)置在城市的西北處河流下游,由于該城鎮(zhèn)是中小型城市,所以一個污水處理廠足以實(shí)現(xiàn)污水的凈化。③.污水管道的布置與定線污水管道的平面布置,一般按照主干管、干管、支管的順序進(jìn)行。在總體規(guī)劃中,只決定污水主干管、干管的走向和平面布置。定線時,應(yīng)該充分利用地形,使污水走向按照地面標(biāo)高由高到低來進(jìn)行,主干管敷設(shè)在地面標(biāo)高較低的河堤處,管道敷設(shè)不宜設(shè)在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下,一般設(shè)在兩側(cè)的人行道、綠化帶或慢車帶下。支管的平面布置形式采用穿坊式,組成的一個污水排放系統(tǒng)可將該系統(tǒng)穿過其他街區(qū)并與所穿過的街區(qū)的污水管道相連接。管道的材料采用混凝土管。④.確定污水管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)和泵站的設(shè)置地點(diǎn)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)為兩個工廠和每條管道的起點(diǎn),這些點(diǎn)決定著管道的最小埋深,由于整個管道的敷設(shè)過程中,埋深一直滿足最實(shí)用條件,且對于將來的發(fā)展留有空間,所以不需要提升泵站,全部依靠重力流排水。⑤．確定污水管道在街道下的具體位置充分協(xié)調(diào)好與其他管段的關(guān)系,污水和雨水管道應(yīng)該敷設(shè)在給水管道的下面,處理管道的原則為：未建讓已建的,臨時性管讓永久性管,小管讓大管,有壓管讓無壓管,可彎管讓不可彎管。根據(jù)以上分析,對整個區(qū)域進(jìn)行布管,干管盡量與等高線垂直,主干管沿河堤進(jìn)行布置,基本上與等高線平行,整個城鎮(zhèn)的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)截流式布置,布管方式見附圖?！参鬯艿老到y(tǒng)的總體平面布置圖。3.管段設(shè)計(jì)計(jì)算：①．設(shè)計(jì)流量計(jì)算：按照遠(yuǎn)期規(guī)劃,城市街坊人口密度遠(yuǎn)期規(guī)劃在區(qū)與區(qū)分別為400人/公頃以及500人/公頃。為了能夠滿足遠(yuǎn)期城市的規(guī)劃,本設(shè)計(jì)將按照遠(yuǎn)期的規(guī)劃人口密度進(jìn)行流量核算〔見表1。表1人口分布、房屋建筑、衛(wèi)生設(shè)備狀況表區(qū)域名稱街坊人口密度<人/公頃>房屋建筑屋數(shù)衛(wèi)生情況近期遠(yuǎn)期區(qū)2504003室有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備區(qū)3505005室有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備②．生活污水的比流量查綜合生活用水量定額可知,本類城市的綜合生活用水量定額為170~280L/〔人·d,取其平均生活用水量定額為200L/〔人·d。假定該城市的給水排水的完善程度為一般地區(qū),污水排放系數(shù)按0.9計(jì)算。則綜合生活污水量定額為200×90%=180L/〔人·d,區(qū)：capL/s總變化系數(shù)為：則比流量：<L/s>/hm2區(qū)：capL/s總變化系數(shù)為：則比流量：<L/s>/hm2③．排水區(qū)域的面積及流量共有四十塊街坊,給各個小區(qū)編號〔1~40〔具體編號見污水管道系統(tǒng)的平面布置圖,同時求得各個區(qū)域面積,并結(jié)合比流量求得各區(qū)域污水流量〔見下表。各個區(qū)域的面積、流量④、工業(yè)企業(yè)的集中流量計(jì)算工廠排除的工業(yè)廢水作為集中流量經(jīng)過簡單處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng),可以根據(jù)兩個工廠的不同班次不同車間的人數(shù)求出各個工廠的污水流量,計(jì)算按照最大使用量的班次來進(jìn)行,兩個工廠的工人人數(shù)見下表。工廠平均日流量<m3/d>時變化系數(shù)職工人數(shù)污水管出口管底埋深<m>第一班第二班第三班熱車間一般車間熱車間一般車間熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)130001.33001004001102809038010020070250702.3225001.420080230702501103009015060180502.5工廠I：生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計(jì)算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：工業(yè)生產(chǎn)污水：一般情況下,工業(yè)廢水量的日變化不大,其日變化系數(shù)可取為1,所以工廠的總變化系數(shù)為1.3。所以工廠I的污水量為：工廠II：生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計(jì)算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：工業(yè)生產(chǎn)污水：本企業(yè)的總變化系數(shù)為1.4,所以其工業(yè)污水量為：所以工廠II的污水量為：⑤、劃分設(shè)計(jì)管段,計(jì)算設(shè)計(jì)流量根據(jù)布管方式計(jì)算出主干管和所有干管的各個管段的長度,列表如下：各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。在初步設(shè)計(jì)中,只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)流量；在技術(shù)設(shè)計(jì)和施圖設(shè)計(jì)圖中,要計(jì)算所有的管段的設(shè)計(jì)流量。本設(shè)計(jì)為初步設(shè)計(jì),故只計(jì)算主干管和干管的設(shè)計(jì)流量。總變化系數(shù)的確定按照以下規(guī)則：①、②、③、管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)該按該式計(jì)算：；—本段的設(shè)計(jì)流量；—本段流量；—轉(zhuǎn)輸流量；—集中流量。集中流量一般是指大型工業(yè)企業(yè)或者是火車站等密集地區(qū)。1—2為整個主干管的起點(diǎn),這個管段本段流量為轉(zhuǎn)輸流量為1.95L/s,從工廠I轉(zhuǎn)輸?shù)募辛髁繛?0.04L/s.則管段的設(shè)計(jì)流量為沿線流量、集中流量之和為59.48L/s。其他各管段的計(jì)算結(jié)果如下表：4水力計(jì)算：〔1設(shè)計(jì)要求①設(shè)計(jì)充滿度：充滿度是在設(shè)計(jì)流量下,污水在管道中的實(shí)際水深h與管徑D的比值,為了具體運(yùn)行時方便,污水管段一般充滿度都不會使用滿流,同時行業(yè)中有最大以及最小的設(shè)計(jì)充滿度見下表污水管道的最大、最小設(shè)計(jì)充滿度最大管徑或渠道高度〔mm最大設(shè)計(jì)充滿度最小條件最小設(shè)計(jì)充滿200－3000.55建議h/D＝0.25350－4500.65500－9000.7一般h/D＝0.5≥10000.75充滿度示意圖在本設(shè)計(jì)中,充滿度統(tǒng)一按照0.5來計(jì)算。②、設(shè)計(jì)流速與設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)充滿度相對應(yīng)的水流平均速度成為設(shè)計(jì)流速。設(shè)計(jì)流速過小,污水流動緩慢,其中的懸浮物容易沉淀淤積；反之,設(shè)計(jì)流速過高,產(chǎn)生對管壁的沖刷,使得管材損壞嚴(yán)重,管道的使用壽命降低。一般規(guī)定：最小設(shè)計(jì)流速：污水0.6m/s、明渠0.4m/s、雨污合流0.75m/s。最大設(shè)計(jì)流速：金屬管10m/s、非金屬5m/s、明渠查表。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流速全部按0.6m/s計(jì)算。③、最小設(shè)計(jì)坡度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時,通常使管道敷設(shè)坡度與地面坡度一致,這對降低管道系統(tǒng)的造價非常有利。但相應(yīng)于管道敷設(shè)坡度的污水流速應(yīng)該等于或大于最小設(shè)計(jì)流速,這在地勢平坦地區(qū)或管道逆坡敷設(shè)是尤為重要。為了防止其管道的沉淀淤積,所以行業(yè)中有規(guī)定最小的設(shè)計(jì)坡度。我國《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)》一般規(guī)定：在設(shè)計(jì)充滿度為0.5時,管徑為200mm時,最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑為300mm時,、最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。街坊廠區(qū)為0.004；街道為0.003。④、設(shè)計(jì)最小管徑：一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分,污水設(shè)計(jì)流量很小,若根據(jù)設(shè)計(jì)流量計(jì)算,則設(shè)計(jì)管徑會很小。根據(jù)管徑養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)證明,管徑過小容易堵塞,從而增加管道清淤次數(shù),并給用戶帶來不便。采用較大的管徑可采用較小的設(shè)計(jì)坡度,從而使管道的埋深減小,降低工程造價。我國《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)》規(guī)定：污水管道到在街坊和廠區(qū)的最小設(shè)計(jì)管應(yīng)為200mm,在街道下的最小設(shè)計(jì)管徑為300mm。本設(shè)計(jì)中的所有管段均滿足以上要求。⑤、不計(jì)算管段在污水管道的設(shè)計(jì)過程中,若某設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量小于其在最小管徑、最小設(shè)計(jì)流速、最小設(shè)計(jì)充滿度條件下管道通過的流量,則這樣的管段稱為不計(jì)算管段。設(shè)計(jì)時不再進(jìn)行水力計(jì)算,直接采用最小管徑即可,其他的水力參數(shù)則按照最小管徑來核算。、⑥、最小埋設(shè)深度管道的埋深：地面到壁底的距離。覆土厚度：地面到外壁頂?shù)木嚯x。為了滿足如下的技術(shù)要求而提出最小覆土厚度：a.防止冰凍膨脹而損壞管道b.防止管壁因地面負(fù)載而破壞c.滿足街坊污水連接管銜接的要求根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)》規(guī)定：防凍—無保溫時為冰凍線上0.15m；防負(fù)載—車行道下最小覆土0.7m；銜接—建筑物出戶管0.5－0.6m。⑦、污水管道的銜接在污