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1、给水排水管道设计基础知识二 一五年二月 目录 排水工程术语设计流程常见水力参数排水管道设计 定义设计步骤常见水力参数总体概念给水管道设计 1 一般规定 2 分类 3 常用管材 4 常用施工方法 5 管道布线原则 6 检查井设置及选型 7 沟槽开挖及回填 8 管道接口及选用 9 管道穿越井 沟壁的做法 1 一般规定 2 管网定线与布置 3 常用管材 4 常见敷设方式 5 附属设施 6 沟槽开挖及回填 7 管道接口的选用 8 管道穿越障碍物 9 节点大样图 1 系统组成 2 系统类别 3 配水管网 图纸要求材料表整理图纸自校 排水工程 给水工程 整理出图 排水工程 排水工程术语 1 排水工程 收集
2、 输送 处理 再生和处置污水和雨水的工程 2 排水系统 收集 输送 处理 再生和处置污水和雨水的设施以一定的方式合成的总体 3 排水体制 在一个区域内收集 输送污水和雨水的方式 有合流制和分流制两种基本方式 4 排水管道 渠 系统 指汇集和排放污水和雨水的各管道 渠 及其附属设施做组成的系统 MENU 设计流程 污水 1 设计基础数据 包括设计地区的面积 设计人口 污水定额 防洪标准等 的确定 2 污水管道系统的平面布置 3 污水管道系统设计流量计算和水力计算 4 污水管道系统上某些构筑物 如污水中途泵站 倒虹管 管桥等的设计计算 5 污水管道在道路横断面上位置的确定 6 绘制污水管道系统平面
3、图和纵断面图 雨水 1 确定当地暴雨强度公式 2 划分排水区域 进行雨水管渠的定线 确定可能设置的调节池 泵站位置 3 根据当地气象与地理条件 工程要求等确定设计参数 4 计算设计流量和进行水力计算 确定每一管段的断面尺寸 坡度 管底标高及埋深 5 绘制管渠平面图和纵断面 方案阶段 设计阶段 MENU 常见水力参数 污水 1 设计充满度 水深比 在设计流量下 污水在管道中的水深h和管道直径D的比值 污水管道设计 在h D 1时为满流 h D 1时为非满流 2 服务 汇水 面积 污水管道受纳污水的收集面积 3 面积比流量 假定流量均匀分布在全部服务面积上 由此算出服务区域单位面积产生的流量 叫做
4、面积比流量 雨水 1 重现期 在一定年代的雨量记录资料统计期间内 等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间 为该暴雨发生频率的倒数 2 径流系数 一定汇水面积内地面径流量与降雨量的比值 3 地面集水时间 雨水从相应汇水面积的最远点地面流到雨水管渠入口的时间 4 汇水面积 雨水管渠汇集降雨的流域面积 计算流量与管道过流能力的关系 管道过流能力应大于设计流量 MENU 排水管道设计 污水 1 管道系统布置要符合地形趋势 一般宜顺坡排水 取短捷线路 2 尽量避免或减少管道穿越不容易通过的地带或构筑物 当必须穿越时 需采取必要的处理或交叉措施 3 安排好控制点高程 依据竖向规划 并在埋深上适当
5、留有余地 4 查清沿线遇到的一切地下管线 准确掌握他们的位置和高程 安排好设计管道与它们的平行距离 处理好设计管道与它们的竖向交叉 5 管道在坡度骤然变陡处 可由大管径变为小管径 6 管道在检查井内一般采用管顶平接 1 一般规定 雨水 1 上页全部内容 2 重力流管道按满流计算 并应考虑排放水体水位顶托的影响 3 在有池塘坑洼的地方 宜考虑雨水的调蓄 在有条件的地方 应考虑两个管道系统之间的联通 4 雨水管道一般不做倒虹吸 排水管道设计 1 一般规定 雨污水管基本参数 1 管道满流时的最小设计流速一般不小于0 75m s 若起始管段地形非常平坦 最小设计流速可减小到0 6m s 最大设计流速
6、金属管不大于10m s 非金属管不大于5m s 2 最小管径和最小坡度 雨水管和合流管最小管径均为300mm 最小设计坡度为0 003 雨水口连接管不宜小于200mm 坡度不小于0 01 3 管道最小覆土 在人行道下不宜小于0 6m 在车行道下不宜小于0 7m 冰冻线很浅时 采取加固和保温措施后 最下覆土也可以小于0 7m 雨水明渠 平时无水的雨季排水明渠 仅用于郊区 1 断面 根据需要和条件 采用梯形和矩形 2 流速 明渠最小设计流速一般不小于0 4m s 3 超高 一般不宜小于0 3m 最小不得小于0 2m 4 折角与转弯 明渠线路转折和支干渠交接处 其水流转角不应小于90 交接处须考虑铺
7、砌 5 跌水 土明渠跌差小于1m 流量不大于2000L s 可用浆砌块石铺砌 厚度0 3m 土明渠跌差大于1m时 流量大于2000L s时 按水工构筑物设计规范计算 明渠在转弯处一般不宜跌水 6 明渠穿过洼地时 应尽可能允许洼地的雨水排入 7 明渠应避免穿过高地 当不得已需局部穿过时 应对采用明渠还是暗渠进行方案比选 排水管道设计 1 一般规定 1 按构造形式 管道 明渠 涵洞 2 按断面形状 圆形 半椭圆形 马蹄形 卵形 矩形 圆形 水力性能好 便于预制 节省材料 受力好 半椭圆形 荷载大时受力好 可减小管壁厚度 适用于水量变化小的大直径管道 马蹄形 可减少管道埋深 降低造价 稳定性依靠还土
8、的坚实性 卵形 小流量时可维持较大流速 减少淤积 清通困难 制作复杂 矩形 可以就地浇铸或砌筑 施工方便 造价低 适用于暗渠 明渠和排洪沟道 排水管道设计 2 分类 3 按流态 重力流 压力流 压力流 周围被约束 没有自由表面 液体和气体的分界面 的液体流动 最常见的压力流是满管流 见管流 即液体充满管道的流动 重力流 由重力而引起的气流和水流 所谓重力流就是没有压力的情况下 完全依靠排水管道的倾斜坡度 高差 重力自流 4 按承担作用 主干管 干管 支管 支管 连接用户管或雨水口到市政管网 干管 汇集支管 连接到主干管 主干管 汇集干管 连接到排放出口 水体 泵站 水厂等 排水管道设计 2 分
9、类 排水管道设计 3 常用管材 1 直埋 直埋施工是管道敷设最常用的施工手段 分为施工降水 如必要 沟槽开挖 管道敷设 回填压实等阶段 优点在于工程造价低 施工速度较快 缺点是施工占用场地较大 对周边环境影响较大 排水管道设计 4 常用施工方法 2 顶管 顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式顶管技术 优点在于不影响周围环境或者影响较小 施工场地小 噪音小 而且能够深入地下作业 缺点是施工时间较长 工程造价高等 5 管道布线原则 1 道路红线超过50m的城市干道 宜在道路两侧布置排水管道 2 一般应沿道路或建筑物平行敷设 尽量减少与其他管线的交叉 如不可避免时 应设在给水管道下面 与其他管线
10、的水平和垂直最小距离应符合有关规定 3 管道转弯和交接处 其水流转角不应小于90 4 每隔120 150m左右 向道路两侧预留接户支管 并为已知较大的工厂 企业 小区 学校等用户点预留支管 5 雨污水管在车行道下时 应尽量避免设置在易被车辆碾压井盖的位置 6 污水支管起点处应设置接户支管 雨水支管起点处应设置雨水口 7 合理布设检查井 雨水口的间距 符合规范要求并尽量经济可行 8 管道坡度变小时 应增大一级管径 或增设0 2m跌水 并核算管道过流能力 避免出现壅水现象 排水管道设计 设置条件 1 管道方向改变处 2 管道坡度改变处 3 管道断面 尺寸 形状 材质 基础 接口变更处 4 管道交汇
11、处 排水支管及雨水口连接管接入处 5 直线管道上每隔一定距离处 选择依据 图集02S515 排水检查井 06MS201 市政排水管道工程及附属设设施 适用条件 雨水管道D 2000mm 管顶覆土 4m 污水管道D 1500mm 管顶覆土 6m 图集04S531 5 湿陷性黄土地区排水检查井 适用条件 排水管道管径D 3000mm 抗震设防烈度 8度的湿陷性黄土地区 砖砌井 非自重 钢筋砼井 非自重 自重 有地下水的地基 排水管道设计 6 检查井设置与选型 检查井的分类 1 按照几何形状 圆形井 矩形井 扇形井等 2 按照材质 砖砌井 钢筋混凝土井 塑料井等 3 按照接管形式 直线井 转弯井 三
12、通井 四通井等 4 按照功能 连通 跌水 沉泥 溢流 设闸 顶管 倒虹吸等 适用D 200 1000 适用D 200 3000 适用D 800 2000雨水 D 800 1500污水 转角为90 120 135 150 D 1500 2000 覆土 6m 造价便宜 但存在沉降问题 且不适用于有地下水的地区 D 3000 覆土 6m 造价较高 坚固耐用 适用于各种地形 非标情况下适宜选用 D 800 覆土 6m 安装方便 但强度较小 适用于建筑小区 不下井操作的场合 只有主管进出 只有主管进出 有支管汇入 有支管汇入 跌落水头2 6m 有竖管式 竖槽式 阶梯式 井底低于出水管底30cm 为检修清
13、掏使用 为检修时断水方便 在井内设置闸槽 为限制出水流量或限定出水水位而设置 6 检查井设置与选型 井盖 井座 井圈 井体 盖板 井筒 流槽 底板 底部垫层 进出水管 检查井典型构造 设计要求 1 平面设置间距 2 选型原则 a 根据接管大小 组合形式及工艺需要选择对应型号的检查井b 根据接管高程确定井室高度 02S515 1 8m 04S531 5 1 8m 注意支管对井室的影响 c 根据地质情况确定检查井的材质 6 检查井设置与选型 常见检查井选型示例 圆形井 6 检查井设置与选型 矩形直线钢筋混凝土排水检查井选型对照表 常见检查井选型示例 直线井 6 检查井设置与选型 支管垂直接入最大管
14、径 D 700 900时 d 300 D 1000 1350时 d 400 D 1500 1650时 d 600 D 1800 2200时 d 800 D 2400 2600时 d 1000 D 2800 3000时 d 1200 矩形90 三通钢筋混凝土排水检查井 常见检查井选型示例 三通井 6 检查井设置与选型 矩形90 四通钢筋混凝土排水检查井 常见检查井选型示例 四通井 6 检查井设置与选型 按照材质可分为 铸铁井盖 钢纤维混凝土井盖 其他复合材料井盖等 重型 设计荷载城 A级 适用于车行道 停车场等 轻型 设计荷载城 B级 适用于人行道 绿地 小区甬道等 钢纤维混凝土井盖 造价较低
15、强度较好 近年逐渐推广 缺点是开启困难 承载力较低 其他复合材料井盖 玻璃钢 再生树脂 硅塑复合材料 高分子复合材料等 造价普遍较低缺点是强度较差 且易损毁 锈蚀 变形 铸铁井盖 造价最高 强度最好 应用最为广泛 缺点是自重最大 且容易被盗 井盖选型 6 检查井设置与选型 深度5米以内的沟槽边坡的最陡坡度 排水管道设计 规范 GB50268 2008 给水排水管道工程施工及验收规范 7 沟槽开挖及回填 管道基础 管道基础形式选用时 应根据工程地质 地面荷载 施工条件 设计管径及管道埋深等情况确定 1 土垫层 在非自重湿陷性黄土场地应设150mm厚度的土垫层 压实系数不小于0 95 在自重湿陷性
16、黄土场地应设300mm厚度的土垫层 分层夯实 压实系数不小于0 95 2 灰土垫层 在土垫层上设300mm厚的3 7灰土垫层 分层夯实 压实系数不小于0 95 3 混凝土基础 混凝土管 铸铁管在灰土垫层上设C20混凝土垫层 厚度见各类管道基础尺寸 4 砂石基础 塑料管 玻璃纤维夹砂管在灰土垫层上用中 粗砂做基础 砂石基础材料一般采用中 粗砂 亦可采用天然级配砾石 级配碎石 石屑等地方材料 但其最大粒径不大于25mm 图集 04S531 1 湿陷性黄土地区给水排水管道基础及接口 排水管道设计 7 沟槽开挖及回填 排水管道材质 1 钢筋混凝土管 120 180 2 PVC U双壁波纹管 90 120 180 3 PE双壁波纹管 90 120 150 4 PE缠绕结构壁管 90 120 150 5 玻璃纤维夹砂管 仅有90 排水管道设计 7 沟槽开挖及回填 管道沟槽回填应符合下列规定 1 沟槽内砖 石 木块等杂物清楚干净 2 沟槽内不的有积水 3 保持降排水系统正常运行 不得带水回填 井室 雨水口周围回填应符合下列规定 1 井室周围回填与管道沟槽回填须同时进行 不能同时进行时应留台阶形接茬
