《排水工程》_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、第一章 排水系統(tǒng)的概論,一、污水的分類二、排水系統(tǒng)的體制三、排水系統(tǒng)的主要組成部分 總 結(jié),一、污水的分類 1、污水的定義: 2、分別介紹這三種污水 ①生活污水 ②工業(yè)廢水 ③降水,1、污水的定義: 人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)要用大量的水,在使用過(guò)程中水會(huì)受到不同程度的污染,改變了原來(lái)的化學(xué)成分和物理性質(zhì)(如:COD、BOD、揮發(fā)酚、重金屬含量、色度、味、溫度)

2、,這些水叫廢水或污水。 其中包括:雨水和冰雪融化水。 按照來(lái)源來(lái)分類,可分為: 生活污水、工業(yè)廢水和降水。,2、分別介紹一下這三種污水: ①生活污水---指人們?nèi)粘I钪杏眠^(guò)的水。生活污水是受到污染的廢水。包括如圖: 蛋白質(zhì) 有機(jī)物 脂肪 (較多)

3、 碳水化合物 氨氮 尿素 理后排放 肥皂和洗滌劑 灌溉 病原微生物

4、 寄生蟲(chóng)卵 腸系傳染病菌,②工業(yè)廢水----指在工業(yè)生產(chǎn)中所排放的廢水。來(lái)自車間或礦場(chǎng)。 其特點(diǎn)為:水質(zhì)、水量變化大。 工業(yè)廢水按污染程度可分為:生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水。 a、生產(chǎn)廢水----指使用過(guò)程中受到輕度沾污或水溫稍有增加 的水。如:機(jī)械冷卻水。這樣廢水經(jīng)某些處理后即

5、在生產(chǎn)中重復(fù)使用或直接排放水體。 下邊是冷卻循環(huán)水利用的工藝流程圖: 水處理劑 蒸發(fā) 補(bǔ)一次水(蒸發(fā)、排放) 換熱設(shè)備 冷 卻 塔 部分排放  泵

6、 水處理設(shè)備(水質(zhì)穩(wěn)定)循環(huán)冷卻水、循環(huán)利用工藝流程圖,b、生產(chǎn)污水----其中所含污染物指在使用過(guò)程中受到較嚴(yán)重污染的水。多半具有危害性。 有機(jī)物 氰化物 有毒、有害物質(zhì) 鎘、鉻、鉛、汞 多氯聯(lián)苯、合成洗滌劑(藥) 放射性物質(zhì)(礦)

7、 物理性狀十分可惡(皮革、印染),③降水----即大氣降水 包括 ★一般降雨,雨水均比較清潔,但其形成的徑流量大,如不及時(shí)排泄,會(huì)給人類帶來(lái)災(zāi)害。另外,降雨初期水質(zhì)也比較差。 雨水也是排水的主要對(duì)象之一。一般情況下,雨水不需處理,可就近直接排放水體。 ★咱們講的排水系統(tǒng)就是解決這三種污水的運(yùn)輸和處置的問(wèn)題。,返 回,二、排水系統(tǒng)的體制(采用的排水方式)

8、 排水系統(tǒng)的體制定義 1、合流制排水系統(tǒng) a、直泄式合流制排水系統(tǒng) b、截流式合流制排水系統(tǒng) 2、分流制排水系統(tǒng) 完全分流制排水系統(tǒng) 不完全分流制排水系統(tǒng) 3、在設(shè)計(jì)中如何合理的選擇排水系統(tǒng)的體制,排水系統(tǒng)的體制(采用的排水方式)的定義: ★如前,在城市和工業(yè)企業(yè)中有 ★排水系統(tǒng)的體制(排水體制) 指用于排放生活污水

9、、工業(yè)廢水和降水這三種廢水所采用的排除方式的管渠系統(tǒng)。 ★排水體制:一般分為,1、合流制排水系統(tǒng) 指將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一管渠內(nèi)排除的排水系統(tǒng)。它也是許多古老城市采用比較多的排水系統(tǒng)。a、直泄式合流制排水系統(tǒng) 直泄式合流制排水系統(tǒng)排除的混合污水 就近排放。 不足:受納水體將受到嚴(yán)重的污染。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,排放量逐日增加,河水污染日

10、益嚴(yán)重,治理污染就提到日程。人們開(kāi)始對(duì)舊的合流制排水系統(tǒng)在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,形成了截流式合流制排水系統(tǒng)。興建了許多污水處理廠。,直泄式合流制排水系統(tǒng)的特點(diǎn): ①管渠系統(tǒng)造價(jià)低 ②如建水處理廠造價(jià)高、 運(yùn)行困難。 ③管道維護(hù)費(fèi)用低。,b、截流式合流制排水系統(tǒng)特點(diǎn): ①沿河岸設(shè)截流干管; ②在截流干管與合流干管 交匯處或之前設(shè)益流井; ③在截流干管后設(shè)污水

11、處理廠 晴天,部分流,易沉淀。 雨天,滿流可沖走沉淀。 ④管渠系統(tǒng)造價(jià)比較低,管道維護(hù)費(fèi)用也比較低 ⑤污水處理廠處理費(fèi)用較高。 水量變化不太大,但水質(zhì)變化太大,給運(yùn)行管理帶來(lái)一定困難。,,截流式合流制排水系統(tǒng)突出的缺點(diǎn): ①部分混合液未經(jīng)處理就直排水體,對(duì)受納水體也會(huì)造成一定的污染。 ②增加了污水處理廠的運(yùn)行困難。 改善措施:

12、 ① 在溢流口附近或污水處理廠附近建設(shè)貯水池,貯存混合液,待雨后再將其送入污水處理廠處理。 ② 在管道的中、下游設(shè)調(diào)節(jié)池、處理設(shè)施(沉淀池)等,對(duì)混合液進(jìn)行貯存調(diào)節(jié),減少混合液溢流的次數(shù)和水量,去除污染物,改善水質(zhì)。雨后,再用泵抽升至污水處理廠進(jìn)行處理。,2、分流制排水系統(tǒng) 分流制排水系統(tǒng):是指建立污水排水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)兩個(gè)相互獨(dú)立的排水系統(tǒng),在污水排水系統(tǒng)的管道中排除生活污水、工業(yè)廢水,在雨水排水系統(tǒng)的管

13、渠中排除雨水。 污水排水系統(tǒng)--排除 的排水系統(tǒng)。 雨水排水系統(tǒng)--排除雨水的排水系統(tǒng)。,,3、在設(shè)計(jì)中如何合理的選擇排水系統(tǒng)的體制?,環(huán)境保護(hù)方面的要求基建投資方面維護(hù)管理方面施工方面,三、排水系統(tǒng)的主要組成部分,排水系統(tǒng)是指排水的收集、運(yùn)輸、處理和利用以及排放設(shè)施以一定的方式組合的總體。1、污

14、水排水系統(tǒng)的主要組成部分 城市污水排水系統(tǒng)主要排除 生活污水 工業(yè)廢水。 其主要組成部分:①室內(nèi)污水管道系統(tǒng)及設(shè)備 衛(wèi)生器具—水封---支管------豎管---出戶管—-檢查井(室外小區(qū)管道系統(tǒng)),,②室外排水管道系統(tǒng) 分布在地面以下,靠重力流輸送污水至泵站,污水處理廠或水體的管道輸送系統(tǒng)。可分為: 居住小區(qū)管道系統(tǒng)

15、 街道管道系統(tǒng) a、居住小區(qū)管道系統(tǒng) 敷設(shè)在居住小區(qū),連接建筑物出戶管的污水管道系統(tǒng)。接戶管:布置在建筑物周圍,接納建筑 物各污水出戶管的污水管道。小區(qū)支管:布置在居住組團(tuán)內(nèi)與接戶管 連接的污水管道。 (一般布于道路下)小區(qū)干管:接納各個(gè)管道的污水。

16、 (一般布于道路下),,b、街道污水管道系統(tǒng) 敷設(shè)在街道下,用以排除居住小區(qū)管道流來(lái)的污水。 在市區(qū)它由城市支管、干管和主干管組成。③管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物 便于對(duì)管道系統(tǒng)定期檢查 和清通設(shè)檢查井 銜接上下游管渠管底標(biāo)高 跌落差大于1m, 減緩流速 設(shè)跌水井

17、 為隔絕易燃、易爆氣體進(jìn) 入排水管渠,設(shè)水封井,,檢查井底流槽的形式,檢查井底采用低標(biāo)號(hào)混凝土,基礎(chǔ)采用碎石、卵石、碎轉(zhuǎn)夯實(shí)或低標(biāo)號(hào)混凝土。 檢查井底流槽頂與上、下游管道的頂相平,或與0.85倍大管管經(jīng)處相平。 流槽兩側(cè)到檢查井內(nèi)壁的距離≥20cm,以便下井人員立足,并有0.02~0.05的坡度坡向流槽,以防積水沉積。,a、檢查井,b、雨水口 包括:進(jìn)水箅、井筒和連接

18、管3部分。 進(jìn)水箅:鑄鐵、砼、石制。布置時(shí)注意:箅條與水流方向平行比垂直效果好。 雨水口可分為:邊溝雨水口 邊石雨水口 聯(lián)合雨水口(邊溝雨水口、邊石雨水口) 雨水井的連接管與街道排水管的檢查井連接。當(dāng)排水管直徑大于800mm時(shí),也可在連接管與排水管連接處不另設(shè)檢查井,而設(shè)

19、連接暗井。 連接管dmin≥200mm;I=0.01;L≤25m;在其上雨水口不宜超過(guò)3個(gè)。,c、跌水井 跌水井是設(shè)有消能設(shè)施的檢查井。 有兩種:豎管式--------用于d≤400mm的管道。 溢流堰式-------用于d>400mm的管道。 豎管式跌水井一般不作水力計(jì)算, d≥200mm時(shí),一次落差≤6m ,D=300~400之間,一次落

20、差≤4m。 溢流堰式跌水井一般需經(jīng)過(guò)水力計(jì)算求得??捎秘Q管式跌水井來(lái)代替。,,d、水封井 當(dāng)生產(chǎn)污水能產(chǎn)生引起爆炸或火災(zāi)的氣體時(shí),其廢水管道系統(tǒng)中必須設(shè)水封井。 水封井不宜設(shè)在車行道或行人較多的地段,并應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離產(chǎn)生明火的場(chǎng)地。 水封深度一般采用0.25m。 井上設(shè)通風(fēng)管,井底設(shè)沉泥槽。,e、換氣井 主要排除排水管道系統(tǒng)內(nèi)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的氣體,以防止發(fā)生爆炸

21、、火災(zāi)等,設(shè)置設(shè)有通風(fēng)管的檢查井叫換氣井。,f、出水口 排水管渠排入水體的出水口的位置和形式,應(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、下游用水情況、水體的水位變化幅度、水流方向、波浪情況、地形變遷和主導(dǎo)風(fēng)向等因素確定。 可分為:淹沒(méi)式出水口、江心分散式出水口、一字式出水口和八字式出水口。,④污水泵站及壓力管道 在排水系統(tǒng)中受地形的限制,重力流發(fā)生困難時(shí),應(yīng)設(shè)泵站。泵站可分為: 局部泵站 中途泵站

22、 總泵站 壓力管道指:壓送從泵站出來(lái)的污水至高地自流管道、污水處理廠的承壓管道。 ⑤污水處理廠 供處理和利用污水、污泥的一系列構(gòu)筑物及附屬構(gòu)筑物的綜合體。 在城市中稱污水處理廠 布置在工廠中稱污水處理站,,,⑥出水口及事故排出口 出水口:指污水排入水體的管道和出口,城市排水系統(tǒng)的終點(diǎn)設(shè)備。 事故口:指在污水排水系統(tǒng)中途,在某些易發(fā)生故障

23、的組成部分前后,設(shè)置排放口,一旦發(fā)生故障,污水就通過(guò)事故口排入水體。(比如:泵站、污水處理廠前邊),2、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的主要組成部分,工業(yè)廢水排水系統(tǒng):指在工業(yè)企業(yè)中,用管道將各車間和其它排水對(duì)象所排出的不同性質(zhì)的廢水收集起來(lái),送至廢水回收利用的構(gòu)筑物,經(jīng)處理后排入水體或排入城市排水系統(tǒng)的設(shè)施的總體。主要排除工業(yè)企業(yè)內(nèi)的生活污水和工業(yè)廢水。 工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的組成: a、車間內(nèi)部管道系統(tǒng)和設(shè)備;

24、 b、廠區(qū)管道系統(tǒng); c、污水泵站及壓力管道; d、廢水處理站; e、附屬構(gòu)筑物。 說(shuō)明:工業(yè)廢水排水系統(tǒng)在接入城市排水管道前宜設(shè)檢測(cè)設(shè)施。,3、雨水排水系統(tǒng),組成: 建筑物的雨水管道系統(tǒng)和設(shè)備(雨水斗、天溝、雨水口) 居住小區(qū)或雨水管渠系統(tǒng) 街道雨水管渠系統(tǒng) 排洪溝 出水口 附屬構(gòu)筑物(檢查井、跌水井、溢流井),,總結(jié)

25、:,以上講述了 污水的分類: 生活污水 工業(yè)廢水 降水 排水系統(tǒng)的體制: 分流制 合流制 體制的選擇 排水系統(tǒng)的組成: 污水排水系統(tǒng)的組成

26、 工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的組成 雨水排水系統(tǒng)的組成 這樣我們就對(duì)各種排水系統(tǒng)有一個(gè)整體的印象,從下一節(jié)開(kāi)始我們來(lái)研究具體的排水系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)。,,,,,第二章 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容:1、確定設(shè)計(jì)方案,在適當(dāng)比例的總體布置圖上;劃分排水流域,布置管道系統(tǒng)2、根據(jù)設(shè)計(jì)人口數(shù)

27、、污水量標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量。3、進(jìn)行污水管道水力計(jì)算;確定管道斷面尺寸,設(shè)計(jì)坡度,埋設(shè)深度等設(shè)計(jì)參數(shù)。4、確定污水管道在道路橫斷面上的位置。5、繪制管道平面圖和縱剖面圖,6、計(jì)算工程量,編制工程概、預(yù)算等文件。,一、設(shè)計(jì)資料的調(diào)查 1、明確任務(wù)的資料 2、自然因素方面的資料 3、 工程情況的資料二、確定設(shè)計(jì)方案,第一節(jié) 設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定,一、設(shè)計(jì)資料的調(diào)查 包括三個(gè)方面:

28、明確任務(wù)的資料 自然因素方面的資料 工程情況的資料 這里包括了設(shè)計(jì)需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、情況和圖紙等。1、明確任務(wù)的資料 a、明確該設(shè)計(jì)工程屬新建、改建或擴(kuò)建; b、了解相關(guān)城鎮(zhèn)(地區(qū))的總體規(guī)劃和專業(yè)工程規(guī)劃; c、明確設(shè)計(jì)范圍、設(shè)計(jì)期限、設(shè)計(jì)人口; d、

29、明確擬采用的排水體制; e、污水處置方式(直排、灌溉、處理、出口位置); f、受納水體的位置及防治污染的要求;,,g、現(xiàn)有雨水、污水管道系統(tǒng)的走向,排出口和高程,存在問(wèn)題;h、與其它管線可能的交叉;i、工程投資情況。2、有關(guān)自然因素方面的資料 ⑴地形圖 選擇適當(dāng)?shù)牡匦螆D(比例尺) a、在初步設(shè)計(jì)階段,要求: 大型工程:采用設(shè)計(jì)地區(qū)和周圍25~30km范圍的總平面圖。

30、 比例尺1:10000~1:25000,等高線間距1~2m。 中小型工程:采用設(shè)計(jì)地區(qū)的總平面圖 。 比例尺1:5000~1:10000,等高線間距1~2m。 工廠:采用總平面圖的比例為1:500~1:2000, 等高線間距0.5~1m。,,b、在施工圖階段,要求: 有比例尺1:500

31、~1:2000的街區(qū)平面圖,等高線間距0.5~1m; 設(shè)置排水管道的沿線帶狀地形圖,比例尺1:200~1:1000; 擬建排水泵站和污水處理廠處、管道穿越障礙物(河、鐵路)處的地形圖,要求更加詳細(xì),比例尺1:100~1:500,等高線間距0.5~1m。⑵氣象資料 氣溫(平均氣溫、極端最高、最低氣溫); 風(fēng)向,風(fēng)速; 降雨量資料或當(dāng)?shù)氐挠炅抗剑?日照情況; 空氣濕度。,,,⑶水

32、文資料 河流的流量、流速、水位、水面比降、洪水情況、水溫、含砂量及水質(zhì)分析與細(xì)菌化驗(yàn)資料等。 城市、工業(yè)取水及排水情況。⑷地質(zhì)資料 土壤性質(zhì)、土壤冰凍深度、土壤的承載力; 地下水位及地下水有無(wú)腐蝕性、地震等級(jí)等。3、有關(guān)工程情況的資料 a、道路的現(xiàn)狀和規(guī)劃 b、地面建筑物和地鐵、人防工程等其它地下建筑的位置 c、地下管線的位置 d、本地區(qū)的建材、管道產(chǎn)品、電力供應(yīng)情況和價(jià)格

33、 e、建筑、安裝單位的等級(jí)和裝備情況。,二、確定設(shè)計(jì)方案由以上基礎(chǔ)資料,設(shè)計(jì)人員可根據(jù)工程要求和特點(diǎn)對(duì)工程中一些原則性的、涉及面較廣的問(wèn)題提出不同的解決辦法,構(gòu)成不同的方案。經(jīng)過(guò)對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的比較,確定最佳的方案,做為最終的設(shè)計(jì)方案。,一、生活污水的設(shè)計(jì)流量 1、居住區(qū)生活污水的設(shè)計(jì)流量計(jì)算 1)居住生活污水定額(n) 2)設(shè)計(jì)人口(N) 3)生活污水量總變化系

34、數(shù)(KZ) 2、工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算 二、工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 三、地下水滲入量 四、城市污水設(shè)計(jì)總量,第二節(jié) 污水設(shè)計(jì)流量的確定,設(shè)計(jì)流量:污水管道及其附屬構(gòu)筑物保證通過(guò)的污水最大流量。 一般按最大日最大時(shí)的平均秒流量確定,單位l/s,在無(wú)詳細(xì)調(diào)查資料時(shí),一般取最大流量之和,包括生活污水、工業(yè)廢水。一、生活污水的設(shè)計(jì)流量 1、居住區(qū)生活污水的設(shè)計(jì)流量計(jì)算,1)居

35、住生活污水定額(n)可參考《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦參數(shù)選用;其中有居民生活用水定額、綜合生活用水定額。A、居民生活用水定額指每人每天洗滌、沖廁、洗澡產(chǎn)生的污水量。B、綜合生活用水定額指居民生活污水和公共設(shè)施排水總和。公共設(shè)施(娛樂(lè)場(chǎng)所、賓館、浴室、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、學(xué)校和機(jī)關(guān)辦公室)參見(jiàn)P160附2-1。設(shè)計(jì)中,一般要用當(dāng)?shù)氐挠盟~來(lái)確定排水定額。確定原則:a、給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì)。 b、一般地區(qū)可按用水定

36、額的80%計(jì)。,2)設(shè)計(jì)人口(N)設(shè)計(jì)人口指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期、終期的規(guī)劃人口數(shù),該值由城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃確定。污水管道服務(wù)的設(shè)計(jì)人口數(shù)=人口密度p×服務(wù)面積F人口密度:?jiǎn)挝幻娣e上人口數(shù),表示人口的分布情況,單位cap/ha???cè)丝诿芏龋河?jì)算中的地區(qū)面積,包括:街道、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、水體等在內(nèi)的人口密度。街區(qū)人口密度:計(jì)算中的面積只是街區(qū)的建筑面積時(shí)的人口密度。在初步設(shè)計(jì)中常采用總?cè)丝诿芏扔?jì)算設(shè)計(jì)人口數(shù),在技術(shù)設(shè)計(jì)或施工

37、圖設(shè)計(jì)中常采用街區(qū)人口密度來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)人口密度。,3)生活污水量總變化系數(shù)(KZ)變化系數(shù):表示污水水量變化的程度。用戶用水時(shí)刻在變化,一般居住區(qū)污水量在凌晨最小,上午6-8點(diǎn),下午5-8點(diǎn)流量最大。變化系數(shù)分為:日變化系數(shù)(Kd)、時(shí)變化系數(shù)(Kh)、總變化系數(shù)(KZ)。,在計(jì)算生活污水設(shè)計(jì)流量時(shí)采用總變化系數(shù),以最大日最大時(shí)污水量做為其設(shè)計(jì)流量。在具體設(shè)計(jì)中,得到KZ值是比較困難的,一般不易得到,在實(shí)際中,常采用以下公式:,2、

38、工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算,二、工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 m可以通過(guò)調(diào)查相似企業(yè)或按照工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)確定。 污水變化系數(shù),在實(shí)際中,企業(yè)污水的日變化很小,近似等于1,所以工業(yè)企業(yè)的污水變化系數(shù)主要指污水的時(shí)變化系數(shù),通過(guò)測(cè)定污水的時(shí)變化系數(shù)得到。,三、地下水滲入量地下水水位較高的地區(qū),一般均存在地下水滲入管道的現(xiàn)象,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地下水滲入量Q4。四、城市污水設(shè)計(jì)總量對(duì)一個(gè)城鎮(zhèn)(地區(qū))污水設(shè)計(jì)總量為:

39、 Q = Q1 + Q2 + Q3,管道定線和平面布置的組合 1、地形和用地布局 2、采用的排水體制對(duì)管道定線的影響 3、地質(zhì)條件 4、地下管線及構(gòu)筑物的位置對(duì)定線的影響 5、管道寬度及交通情況 6、工業(yè)企業(yè)、生產(chǎn)大量污水的建構(gòu)筑物對(duì)定線的影響,第三節(jié) 污水管道系統(tǒng)的定線及平面布置要求,管道定線和平面布置的組合 管道定線:指在城鎮(zhèn)(地

40、區(qū))總平面圖上確定污水管道的位置和走向。 定線原則:應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下,讓最大區(qū)域的污水、雨水能自流排出。 考慮因素:地形和用地布局 排水體制和線路數(shù)目 污水處理廠和出水口的位置 水文地質(zhì)條件

41、 道路寬度 地下管線及構(gòu)筑物的位置 工業(yè)企業(yè)和生產(chǎn)大量污水的建筑物的分布情況,1、地形和用地布局 地形是影響管道定線的主要因素,定線的原則為: a、應(yīng)盡可能減少埋深,少建泵站。 b、盡量采用順坡排水。 排水系統(tǒng)的布置形式有以下6中: 1)正交布置

42、 條件:地勢(shì)向水體適當(dāng)傾斜 干管可最短距離沿與水體垂直方向布置 采用污水直排 特點(diǎn):無(wú)污水處理廠,對(duì)水體造成污染。 盡用于雨水系統(tǒng),2)截流式布置 條件:在正交布置的基礎(chǔ)上改造 在河岸敷設(shè)主干管

43、 將污水引入污水處理廠 特點(diǎn):減輕污染,改善環(huán)境 用于分流制污水排放系統(tǒng) 適用于合流制排水系統(tǒng) 3)平行布置 條件:地形向水體較大傾斜 防止管道受到嚴(yán)重沖刷,干管與河道平行布置 (或干管平行于等高線) 主干管與

44、河道成一夾角鋪設(shè),特點(diǎn): a、干管水量小,設(shè)計(jì)坡度大,在地形坡度的地區(qū),采用與等高線平行布置,可以減少整個(gè)排水系統(tǒng)的埋深。 b、主干管流量大,設(shè)計(jì)坡度小,在此采用與等高線垂直(夾角)布置,埋深增加的慢。4)分區(qū)式布置條件:地勢(shì)高低相差較大,污水不能靠重力排入污水廠。 在地勢(shì)高的地區(qū)、低的地區(qū)分別設(shè)排水系統(tǒng);高地靠重力流,低地靠水泵抽送到高地(或污水處理廠)特點(diǎn):采用地形排水

45、 節(jié)省投資、經(jīng)濟(jì),5)輻射狀分散布置條件:地勢(shì)中間高,周圍低(或地勢(shì)平坦)的地區(qū) 城市周圍有河流 各排水流域分別設(shè)獨(dú)立的排水系統(tǒng)特點(diǎn):干管長(zhǎng)度短、管經(jīng)小、埋深淺 可以使用污水進(jìn)行灌溉 污水廠、泵站多 適用于大城市,6)環(huán)繞式布置條件:解決了分散布置的污水廠、泵站多的不足 建

46、立了環(huán)繞式主干管特點(diǎn):主干管較長(zhǎng) 有較大的污水處理廠 適用于中小城市以上講述了排水系統(tǒng)的布置形式,從總體上說(shuō)明了管道定線的原則。下邊從具體的管道(污水支管、污水主干管)上說(shuō)明一下。,1)污水支管 污水支管的平面布置取決于地形、街區(qū)建筑特點(diǎn)。 原則:應(yīng)便于用戶接管排水。 共用三種布置形式:低邊式布置、周邊式布置、穿坊式布置。a、低邊式布置 街區(qū)面

47、積不太大,街區(qū)污水管網(wǎng)采用集中出水方式。 街道支管可敷設(shè)在服務(wù)區(qū)較低側(cè)的街道下。,b、周邊布置 街區(qū)面積較大且地勢(shì)平坦 可在街區(qū)四周的街道下敷設(shè)污水支管。 建筑物的污水排出管可以與管道支管連接。,c、穿坊式布置 街區(qū)已規(guī)劃確定 需要穿過(guò)其它有排水系統(tǒng)的街區(qū),并與其排水系統(tǒng)相連。,2)污水主干管 其走向取決于污水廠和出水口的位置,因此污水廠和出水口的

48、位置將影響主干管的數(shù)目和走向。 比如:大城市,地形復(fù)雜,有幾個(gè)水廠,就有幾個(gè)主干管。 中、小城市,一個(gè)污水處理廠,一個(gè)主干管。2、采用的排水體制對(duì)管道定線的影響 排水體制可分為:分流制、合流制和混合制。 a、分流制排水系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的管道系統(tǒng)。定線時(shí)必須在平面、高程上綜合考慮,相互配合,做到互不影響。,b、合流制系統(tǒng)要注意確定截流干管及溢流井的正確位

49、置。(縮短敷設(shè)距離,減少埋深,兼顧合理) c、混合制系統(tǒng) 定線時(shí)要考慮兩體制的連接方式。(防止污水對(duì)水體造成更大的污染)3、地質(zhì)條件 排水管網(wǎng)應(yīng)盡量鋪設(shè)在水文地質(zhì)條件好的街道下邊;最好埋設(shè)在地下水位以下。如果不能保證敷設(shè)在地下水位以下,在施工時(shí)注意地下水向管內(nèi)滲水的問(wèn)題,做好防滲。4、地下管線及構(gòu)筑物的位置對(duì)定線的影響。 一般地下敷設(shè)有各種管線和設(shè)施。,管線:給水管、污水管、

50、雨水管、煤氣管、天然氣管、供熱管等。 電纜線:電話電纜、民用電纜、動(dòng)力電纜、有線電視電纜、電車電纜等。 隧道:人行橫道、地下鐵道、防空隧道、工業(yè)隧道。 a、在設(shè)計(jì)中,通常先考慮排水管道在平面和垂直方向的位置,然后再考慮其它管線的位置。 原因:污水管道采用重力流,管道埋深較大,并且有很多支管,如果位置安排不當(dāng),將會(huì)造成施工和維修的困難。另外,污水管道不可避免的存在滲漏、損壞,會(huì)對(duì)周圍建筑物的

51、基礎(chǔ)造成危害或污染生活飲用水。 所以污水管線定線時(shí),要求:污水管道與建筑物應(yīng)有一定的距離;污水管道與生活給水管相交時(shí),應(yīng)敷設(shè)在其下。,另外,在管道綜合規(guī)劃時(shí),要求所有地下管線盡量布置在人行道、非機(jī)動(dòng)車道和綠帶下。只有不得已時(shí),才考慮將埋深大、修理次數(shù)較少的污水、雨水管布置在機(jī)動(dòng)車道下。 b、地下各種管線的布線順序: 從建筑紅線向道路中心方向?yàn)椋?電力電纜—電信電纜—煤氣管線—熱力管線—給排水—污水管道—雨水管道

52、如果以這種順序布線發(fā)生矛盾時(shí),掌握的原則是: 新建讓已建 可彎讓不可彎的 臨時(shí)讓永久 檢修次數(shù)少的讓檢修次數(shù)多的 小管讓大管 壓力管讓重力管,c、特殊情況 在地下設(shè)施擁擠的地區(qū)或車運(yùn)極為繁忙的街道下,把各種管線集中安置在隧道中比較合適。但雨水管道一般不設(shè)在隧道中,而與隧道平行敷設(shè)。5、管道寬度及交通情況 定線時(shí)

53、考慮道路寬度及交通情況。 排水管線不宜設(shè)在交通繁忙而狹窄的街道下; 若道路寬度≥40m,可考慮設(shè)兩條平行的排水管道。 這樣可以減少支管數(shù)目,減少支管的地下交叉。,,6、工業(yè)企業(yè)、生產(chǎn)大量污水的建構(gòu)筑物對(duì)定線的影響。 可將生產(chǎn)大量污水的工廠或公共建筑物的排污口接入污水干管起端,這樣可以增大上游干管的管徑,減少坡度,能減少整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。 由以上六個(gè)方面的考慮,可形成

54、管道系統(tǒng)的定線方案,再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)評(píng)價(jià)確定后,便可組成污水管道平面布置圖。 在初步設(shè)計(jì)時(shí),污水管道系統(tǒng)的總平面圖的內(nèi)容包括: 干管、主干管的位置,走向; 主要泵站、污水處理廠、出水口的位置。,,第四節(jié) 污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)變量的基本要求,在這一節(jié)中,主要講述污水管道系統(tǒng)在平面布置、定線和敷設(shè)中各個(gè)基本變量的技術(shù)要求,也是污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)中確定設(shè)計(jì)變量的基本條件。一、設(shè)計(jì)充滿度 充滿度=

55、管內(nèi)水深h/管徑D,我國(guó)污水管道設(shè)計(jì)是按非滿流進(jìn)行的,這樣就存在一個(gè)管道最大充滿度的問(wèn)題。 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定了不同管徑的最大充滿度,見(jiàn)P34,表2-8。 最大設(shè)計(jì)充滿度 這樣規(guī)定的原因有四個(gè)。,1、安全 規(guī)定最大充滿度,在管道頂部留一部分管道斷面,來(lái)緩沖未預(yù)見(jiàn)水量,防止污水溢流出。 原因:雨水、地下水可能通過(guò)檢查井或管道接口滲入;另外,污水量時(shí)刻在變化,不能精

56、確計(jì)算,設(shè)計(jì)中也應(yīng)留有余量。 2、通風(fēng) 管內(nèi)污泥可能分解析出一些有害氣體,再有污水中含有汽油、苯、石油等易燃液體,可能含有爆炸氣體等。 因此,留一部分空間可以通風(fēng),排除有害氣體。 3、水力條件要求 管道部分充滿時(shí),管內(nèi)水流速在一定條件下比滿流時(shí)大些。 比如:h/D=0.813時(shí),流速v達(dá)到最大值;而h/D=0.5和1時(shí),流速相等。流量在h/D=0.

57、95時(shí)達(dá)到最大值,而h/D=1時(shí)流量比0.5時(shí)大一倍。 4、便于管道疏通和維護(hù)管理,二、設(shè)計(jì)流速 設(shè)計(jì)流速:在設(shè)計(jì)流量(Q)、設(shè)計(jì)充滿度(h/D)下的水流平均速度(與管道坡度有關(guān))。 規(guī)定:在管道中最小流速為0.6m/s。 在金屬管道中最大流速為10m/s。 在非金屬管道中最大流速為5m/s。 這樣規(guī)定的原因有兩

58、條: a、污水中含有懸浮物。如果設(shè)計(jì)流速過(guò)低,污水中的懸浮物就容易沉淀出來(lái),產(chǎn)生淤泥。最小設(shè)計(jì)流速即是保證污水管道內(nèi)不發(fā)生淤積的流速。 b、設(shè)計(jì)流速過(guò)高,污水對(duì)管道管壁的沖刷損壞作用增強(qiáng)。為了保證管道不致被沖刷損壞而規(guī)定了管道的最大流速。,三、最小管徑 a、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定: 在街區(qū)或工廠內(nèi)最小管徑為200mm;在街道下最小管徑為300mm。 在污水管道系統(tǒng)的

59、上游部分,設(shè)計(jì)流量小,若根據(jù)計(jì)算,則管徑會(huì)很小。若選用很小的管徑,管道極易被堵塞,使養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加。 比如:150mm支管堵塞的次數(shù),有時(shí)可達(dá)到200mm支管的2倍,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加。而200mm和150mm管道在同樣埋深的條件下,施工費(fèi)用相差不多。這樣使用150mm的管道的總投資增加了。 因此為了養(yǎng)護(hù)工作的方便,規(guī)定了一個(gè)允許的最小管徑。在污水管道系統(tǒng)的上游管段,若計(jì)算管徑小于最小管徑,此時(shí)可采用最小管徑。,b、

60、不設(shè)計(jì)管段 在設(shè)計(jì)中,一般可根據(jù)最小管徑,在最小設(shè)計(jì)流速和最大充滿度情況下,通過(guò)的最大流量值,進(jìn)而估算出設(shè)計(jì)管段的排水面積(最大流量是一個(gè)定值,如果地區(qū)定了,服務(wù)面積也是一個(gè)定值)與設(shè)計(jì)管段實(shí)際服務(wù)的面積進(jìn)行比較,如果大于其實(shí)際服務(wù)的面積,則該管段可以采用最小管徑,而不需要再進(jìn)行計(jì)算,這樣管段可稱為不設(shè)計(jì)管段。 在不計(jì)算管段中應(yīng)適當(dāng)設(shè)沖洗水源。比如沖洗井,定期沖洗,防止堵塞。,四、最小設(shè)計(jì)坡度 將

61、污水管內(nèi)最小設(shè)計(jì)流速時(shí)的管道坡度叫最小設(shè)計(jì)坡度。 污水管道設(shè)計(jì)坡度選擇的原則: 使管道埋深坡度與設(shè)計(jì)地區(qū)的地面坡度盡量保持一致,要保證管內(nèi)流速≥最小設(shè)計(jì)流速。 從曼寧公式可以看出:I與v成正比,與R成反比。 所以不同管徑的管道對(duì)應(yīng)有不同的最小設(shè)計(jì)坡度(最小流速不同),同一管徑,充滿度不同,最小坡度也不同。,當(dāng)給定充滿度時(shí),管徑越大,相應(yīng)的最小設(shè)

62、計(jì)坡度也越小,最小管徑對(duì)應(yīng)的最小坡度越大,對(duì)設(shè)計(jì)不利,所以只需規(guī)定最小管徑的最小坡度即可。 具體規(guī)定如下: 管徑DN200的管道最小設(shè)計(jì)坡度為0.004, 管徑DN300的管道最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。五、污水管道的埋深 污水管道的埋設(shè)深度有兩種意義: a、覆土厚度—指管外壁頂部到地面的距離。 b、埋設(shè)深度—指管內(nèi)壁底到地面的距離。

63、這兩個(gè)數(shù)值均說(shuō)明管道的埋設(shè)深度。,,一般污水處理項(xiàng)目,污水管網(wǎng)建設(shè)投資占總投資的50-70%,而管道的埋深又是構(gòu)成污水管道造價(jià)的決定因素。它將直接影響挖填溝槽、溝槽支撐、排地下水、基礎(chǔ)管道鋪設(shè)的投資。總體來(lái)說(shuō),管道埋深越大,造價(jià)越高,施工期越長(zhǎng),設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少管道系統(tǒng)的埋深。為了滿足技術(shù)要求,覆土厚度的最小限制叫最小覆土厚度。,關(guān)于最小埋設(shè)深度,我們?cè)O(shè)計(jì)中應(yīng)同時(shí)考慮以下幾個(gè)方面:1、寒冷地區(qū)污水管道埋設(shè)深度 在

64、華北、東北、西北及內(nèi)蒙的部分地區(qū)屬于季節(jié)性凍土區(qū)。污水管道的埋設(shè)主要考慮防止冰凍。一方面要防止管內(nèi)污水冰凍;另一方面要防止土壤凍脹而損害管道。 a、管道污水的冰凍情況 如果管道埋設(shè)在冰凍層,由于污水是具有一定溫度的(比如:資料表明,東北寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)冬季生活污水溫度在4-15℃。一般以地表水作為給水水源所排生活污水水溫在4-10 ℃之間;以地下水作為給水水源所排生活污水水溫在8-15 ℃之間),并且管道具有一定

65、埋設(shè)深度,污水又具有一定的流速,處于不斷的流動(dòng)狀態(tài),因此對(duì)管道內(nèi)的污水來(lái)說(shuō)一般是不冰凍的。 但是對(duì)于出戶管及起始端污水支管來(lái)說(shuō)就易發(fā)生冰凍。原因是污水水量小,管道坡度小,易堵塞、沉積,易冰凍。,許多實(shí)踐證明,如果減少污水管道埋深,加大污水管道坡度,能使易發(fā)生冰凍的支管不發(fā)生冰凍。 b、土壤凍脹 1)亞粘土、亞砂土凍結(jié)時(shí),土壤中水分向凍結(jié)面遷移,使凍結(jié)水量增加,土壤體積增大。 2)粘土層能使水

66、分遷移受阻,所以凍脹小。 3)粗砂和砂礫層冰凍時(shí),重力水向下流走,使變成冰的水量減少,因此不具有凍脹性。 由于凍脹性較強(qiáng)的土層凍結(jié)時(shí)水分向凍結(jié)面遷移,土層凍脹有隨深度增加而減弱的規(guī)律性,約在凍土層深度2/3處,凍脹現(xiàn)象消失,因此污水管道頂部埋在2/3凍層線上,可避免凍脹的危害或受凍脹危害影響比較小。,在《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定: 無(wú)保溫措施的生活污水管道或水溫和它接近的工業(yè)廢水管道,管底可埋設(shè)在冰凍線以下

67、0.5m,并應(yīng)保證管頂最小覆土厚度; 有保溫措施或水溫較高的管道,管底在冰凍線以上的距離可以加大,其數(shù)值應(yīng)根據(jù)該地區(qū)或條件相似地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)確定,并應(yīng)保證管頂最小覆土厚度。2、地面荷載要求的管道埋設(shè)深度 管道承受的地面荷載包括: 土壤靜荷載(埋深越小,其越小)、 地面運(yùn)動(dòng)車輛產(chǎn)生的動(dòng)荷載 (埋深越小,其越大)。,,土壤靜荷是覆土對(duì)管壁的壓力,埋深越小,

68、靜荷載越小。 車輛運(yùn)動(dòng)對(duì)管道產(chǎn)生的動(dòng)荷載垂直壓力是隨深度增加,向管道兩側(cè)傳遞,只有一小部分集中壓力傳到管道上。 所以管道埋深越大,動(dòng)荷載越小。因此,從土壤靜荷考慮,埋深越小越好;從運(yùn)荷載考慮,埋深越深越好。 結(jié)合考慮,各地埋管經(jīng)驗(yàn)證明:在車行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m;非車行道下,要求能滿足管道銜接,其覆土厚度可適當(dāng)減少。,3、滿足街區(qū)污水連管銜接要求的管道埋深。 要使城市污水能順利排出,要求:

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