某县城区排水管网初步设计

1、(-)设计说明书一、设计题目:陕南汉中地区某县城区排水管网初步设计二、设计向的的下风向，即城市西面。(2)设计街坊人口密度为360人/公顷，卫生设备情况系室底标高30.0m,管径250mm,流速08m/s,污水轻污染，允许直接排入城市污水管道。(4) 火车站污水量为24m3/d , kh= 1.1,出水管管径150mm,管底标高34.70m。(5) 工程地质资料(按照地层深度分)表土 0.5m,砂质粘土 1.8m,大孔性砂质粘土 10m,地下水位在地面以下5.5 公尺，水质无侵蚀性。(6) 土壤冰冻深度为0.5m。(7) 水体资料：按照当地水文站资料，大河1%洪水位标高在城南桥渠处为27.0m

2、,常水位标高为25.0m,枯水位标高为21.0m,河流流向为自东向西，水 面坡降约为0.3%。,小河在该渠处的1 %洪水位标高为28.0m,常水位标高为26.5m, 枯水位标高22.0m,水面坡降约为1%。(8) 当地暴雨强度公式为t0.65 ( l/s-ha)(9) 设计地区地面覆盖情况厂房占10%,沥青路面占14%,干砌砖路面占16%,非铺砌地面占40%,草 地占 20% o四、主要设计标准与依据室外排水设计规范gb 50014-2006污水综合排放标准gb8978-19961给水排水设计手册第二版第五册给水排水管道工程施工及验收规范gb50268-97设计区总体平面布置图五、排水系统的选

3、择城市污水通常由生活污水、工业废水、和雨水组成，这些污水按照不同的排除 方式，可以分为合流制排水系统和分流制排水系统。排水系统的选择对于城市排 水管网规划设计十分重要，它不仅影响排水系统工程的总投资和运行费用，而且 对于城市的环境保护影响重大。因此排水系统体制的选择应充分考虑到坏保的要 求，并根据当地条件，通过进行经济技术比较来确定。排水系统体制的选择应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利 用情况、水质、水量以及地形等条件确定。1) 从环境保护方面來看如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从 控制和防止水体的污染来看，是较好的，但这时截流主干管很大，但污

4、水厂容量 也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流式合流制时，水厂容量也增加很多， 并口雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城市水体也会 造成一定程度的污染，但它比较灵活，影响较小，比较容易适应社会发展的需耍。 为保护环境，实现社会的、经济的可持续发展，应尽可能地减少污染物的排放 量。因此，选择分流制排水系统是必然的选择。2）从造价方面来看合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%,但合流制的泵站和污水 厂却比分流制的造价要高。如果该城市建设资金不足，且周围水体水量充足，环 境容量大，对环保要求不高时也可采用截流式合

5、流制排水系统。3）从维护管理方面来看雨天吋污水在合流制管道中才接近满流，因而晴天吋合流制管道内流速较低， 易于产生沉淀。但据经验，管屮的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维 护费用可降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流 制排水系统污水厂运行管理的复杂程度。而分流制系统可以保证管内的流速，不 致发牛沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运 行易于控制。2综合考虑实际工程中存在的各种情况，为了更好的保护环境，适应以后的发展, 口便于污水厂的运行管理，采用完全分流制排水系统。即采用两个（雨水、污水） 管道系统。六、管道系统的布置形式在同一排水区域内

6、，既有污水管道系统，乂有雨水管道系统，生活污水和工业 废水通过污水排水系统送至污水处理厂，经处理后再排入水体。雨水是通过雨水 排水系统直接排入水体。这种排水系统比较符合环境保护的要求，但城市的一次 性投资较大。本设计按照完全分流制来设置该县城排水管道系统，所以就需耍对污水和用水 管道进行分别的布置和计算，之后的设计内容将按照这两个方面分别展开讨论。 完全分流制排水系统示意图见图1。图1图1（-）污水管道布置与定线根据城市地形特点，即地势向水体倾斜，地面坡度不大，本设计的污水管铺设 采用正交截留式布置方案。污水干管沿与等高线垂直（近似）方向布置，污水主 干管沿河岸布置，与等高线基本平行，将各个干

7、管的污水截留送至污水厂，各支 管釆用低边式布置。此方案共设有1根主干管，4根干管具体布置见附图（污水 管道平面布置图）。此方案的特点是充分利用地形，简单经济，有利于污水的迅 速排放。截流式管道系统布置示意图见图2。污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的顺序进行。在总体规划 中，只决定污水主干管、干管的走向和平面布置。3本设计中河流流向为自东向曲，同时考虑该城镇的夏季主导风向，所以污水处 理厂设置在城市的西面河流下游，由于该城镇是中小型城市，所以一个污水处理 厂足以实现污水的净化。管道敷设不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的道路下，一般设在两侧的人行 道、绿化带或慢车带下。充怎协调好与其他

8、管段的关系，污水和雨水管道应该敷设在给水管道的下面， 处理管道的原则为：未建让已建的，临吋性管让永久性管，小管让大管，有压管让无压 管，可弯管让不可弯管。管道系统的控制点为工厂、火车站以及每条管道的起点，这些点决定着管道的 最小埋深，由于整个管道的敷设过程中，埋深一直满足最实用条件，且对于将来 的发展留有空间，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。1城镇边界2排水流域分界线3干管4主干管5污水厂6泵站7出水口图2（二）雨水管道布置与定线由于城市城区面积较小，只有一条大河和一条小河作为受纳水体，雨水排除方 式较为简单。本设计中雨水管道系统采用正交式布置，充分利用地形，以重力流 的形式就近排入水

9、体，全程不设泵站。本设计方案中共设有7根干管，不设主干管，各干管位置详见附图（雨水管道 平面布置图）。雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定，以使雨水不至漫过路口。一般在道 路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。在城市市区，建筑密度较大、交通频繁地区。应采用暗管排除雨水，尽管造价 高，但是卫生情况好，养护方便，不影响交通；在城市郊区或建筑密度低、交通 量小的地方有些可采用明渠，以节省工程费用。出水口采用分散出口，使雨水尽快排放。在城市边缘地区好、地面高差较大的地方或靠近山麓的地区，除了应设雨水管 道外，还应酌情考虑在规划地区周围设置排洪沟，防止特大降雨时造成洪水灾害。七、管材、接口、基础形式

10、、及构筑物1、管材 雨污水管材均采用钢筋混凝土圆管。2、接口支管采用水泥砂浆抹带接口，干管、主干管采用钢丝网砂浆抹带接口。3、基础形式 根据管道埋深、管径、地下水位、工程地质条件确定，支管采 用砂垫层基础，干管采用混凝土枕基基础，主干管采用90。180。带形混凝土基 础。4>构筑物（1）检查井污水管道d<400mm,检查井间距釆用30m,采用圆形检查井；d=500900mm,检查井间距采用45m,采用圆形检查井；雨水管道d<600mm ,检查井间距釆用40m ,釆用圆形检查井；d二7001100mm,检查井间距采用50m,采用圆形检查井；圆形检查井具体做法见给水排水标准图集s

11、231；此外，在管道转向处、坡度和管径变化处、 管道交汇咎均需设置检查井。在适当检查井中设沉淀槽，沉淀槽深度h=600 800mm,采用水力机械清洗。（2）跌水井 排水管道连接处若跌落水头小于lm时，只在检查井中做成斜坡, 不做跌水设施。若跌落水头大于lm时，设置跌水井；当管径d<200mm，设竖 管式跌水井，当管径d<400mm,采用竖槽式井外跌水井，不需进行水力计算， 做法见给水排水标准图集s234；当管径d>400mm,采用阶梯式跌水井，需 要进行水力计算，做法见给水排水标准图集s234o附主要设备、材料及构筑物一览表注：1、各管道长度详细长度见污水主干管计算表、雨水干

12、管计算表，所示长 度仅为干管各管径总长度。2、检查井、跌水井仅包括计算污水主干管、计算雨水干管上的个数，未包括 支管。3、跌水井只在管道连接处跌落水头大于或接近im时才设置。（二）污水管道设计计算书一、在平面图上布置污水管道从设计区总平面图可知该区地势自东北方向向西南方向倾斜，坡度较小。街道 支管布置在街区地势较低一侧的道路下，低边式布置。干管基本上与等高线垂直 布置，主干管布置在设计区南部，基本上与等高线平行，整个管道系统呈截流式 布置（布置详图见污水管道平面布置图）。二、计算街区面积按各街区的平面尺寸计算它们的面积，列入下表。用箭头标出各街区的污水排 入管段的方向（详见污水管道平面布置图）

13、。三、划分设计管段、计算设计流量计算设计流量根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管屮有本段流 量进入的点和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点，并给检查井编上号码。 各设计管短的设计流量应列表计算在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计 流量。该城区人口密度为250+50x1+5x12=360 cap/ha,污水量设计标准取140l/（cap.d）,则每公顷街区面积的生活污水平均流量（生活污水比流量）为:l/ （s-ha）86400本设计中共有2个集中流量，因污水污染程度轻微，分别通过检查井17、 直接进入城市污水管道。火车站设计污水量工厂的设计流量为总变化系数的确定：q0.11式中，

14、q为平均日平均时污水流量（l/s）,当q&lt;5l/s时，kz=2.3；当 q&gt;1000l/s 时，kz二 1.3。列表进行各管段设计流量的计算，计算过程及结果见下表。四、水力计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力 计算。列表进行计算，如下表所示。1、从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表中。2、将各设计管段的设计流量、设计管段起讫点检查井处的地而标高列入表三 中。3、计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度二设计坡度时参考）。4、确定起始管段的管径d,以及设计流速v,设计坡度i,设计充满度h/do 电子表格屮，只需调整管径d,设

15、计坡度i,其它变量自动调整。本城镇由于管 段的地面坡度很小，为了不使整个管道系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为 设定数据。起始管段q很小，很难满足v>vmin ,按照dmin, vmin进行设计。注：传统的污水管道计算方法是查图查表的手工计算方法，费时费力，计算精 度不高，不利于设计方案的优化,应用电子计算表格可直观快捷地完成水力计算, 故本次设计均采用电子表格设计。5、确定其它管段的管径d、管道坡度i。通常随着设计流量的增加，下一个 管段的管径一般会增大一级或两级（50mm为一级），或者保持不变，这样便可根 据流量的变化情况确定管径。随着管径的不断增大i可逐渐减小。然后可根据设 计流

16、速从上游至下游应递增的规律（但v&gt;l2m/s吋，可不作考虑）设定设计流 速。通过不断调整各管段的d, i值，使v, h/d达到设计要求。6、计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：1）根据设计管段长度和管道坡度求降落量。2）根据管径和充满度求管段的水深。3）确定管网系统的控制点。该城镇离污水厂最远的干管起点有1、28、17、 29及31点，对主干管起决定作用的控制点是1点。1点是主干管的起始点，它 的埋深考虑到管道内污水冰冻，地面荷载，覆土厚度等各因素，及街坊污水出水 管道管底标高按照地面以下1.5m考虑，取1.6mo4）求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高及埋设深

17、度。综上，制成污水主干管计算表，各管段数据如下表所示。注：另附各污水干管计算表。8五、绘制管道纵剖面图本题的设计深度仅为初步设计，只要求绘出主干管剖面图。因此，在水力计算 结束后依据计算所得的管径、坡度等数据绘制污水管道纵剖面图，详见污水主干 管剖面图图示。（三）雨水管道计算说明书一、划分排水流域和管道定线根据县城区平面图和资料知设计区地形平坦，故排水流域按城市主耍街道的汇 水面积划分，流域分界线如附件四所示。由于地形对排除雨水有利，拟采用分散 出口的雨水管道布置形式。雨水干管基木垂直于等高线，布置在排水流域地势较 低一侧，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。雨水支管-般设在 街坊较

18、低侧的道路下。河流的位置确定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于大 河北岸边。二、划分设计管段根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径或坡度改变处，有支管接入处或两 条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管段上都应设置检查井。根据管道的 具体位置划分设计管段，并将设计管段的检查井依次编号见附图（雨水管道布置 图）。三、划分并计算各设计管段的汇水面积各设计管段的汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道 布置等情况而划定。按照就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积，并将每块 的编号、雨水流向标注在附录四屮。各部分面积如下表：四、确定主要设计参数|/av=0.9x0.1 +0.9x04+0.16x04+0.3x0.4+05x0.2=0.439设计重现期p=1a地面集水时间tl = 10min各主要参数如下:五、确定各管段汇水区域面积通过对各管段汇水区域面积的整理，结果如下：六、本地暴雨强度公式为0.65t0.65单位面积径流量qoq0= qx|/10七、设计雨水干管的水力计算确定各管段的管径、坡度、流速、管底标高和管道埋深。管道起点的埋深根据 根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载要求以及覆土厚度等条件，采用个 管段最小埋深为1.5mo起点1的埋