北碚区主城排水管网过河倒虹吸工程设计

1、北碚区主城排水管网过河倒虹吸工程设计第27卷第5期2021年9月市政技术MunicipalEngineeringTechnologySep.,2021文章编号:10097767(2021)05048203北碚区主城排水管网过河倒虹吸工程设计(1.重庆大学峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045;2.洛阳理T学院,河南洛阳47l023)水升,f水井选址,管材选择等多方面进行了综合的考虑.采取了牛甘应的措施,施丁=完成后运行效果良好.关键词:城市排水:倒虹吸:设计中图分类号:TU992.02文献标志码:BDesignofInvertedSiphonAcrossaRiverforDraina

2、geNetworkoftheUrbanDistrictinBeibeiZhangWeijun,ZhangZhi1工程简介北碚区位于重庆市区西北郊的缙云山下,嘉陵江畔.地处四川盆地平行峡谷地区,境内嘉陵汀自西北向东南贯穿全境,地貌类型主要为低山槽谷,山麓裸后于污水厂建设.而北碚除了局部粪便污水,城市污水经过化粪池或北碚污水厂处理外,绝大局部的污水排水沟,水体污染严重,感官极差,与北碚风景旅游城市形象极不相称,假设不及时改变城市污水未处理就直接排放的状况,将加重峡库区水污染.该T程就是沿龙滩子水库和马鞍溪两岸敷设污污水经过河倒虹吸管与右岸管道集合,输送到下游马鞍溪泵站进行提升后,进入旧城污水管网,

3、最后进入北碚污水厂处理2排水倒虹吸管工程设计排水管道遇到河流,山涧,洼地或地下构筑物等收稿日期:20210320基金工程:横向T程设计合同(06H004)作者简介:张卫军(1969一),男,河南安阳人,在读硕士研究生,主要研究方向为废水处理,市政工程.障碍物时.不能按原有的坡度埋设,而是按下凹的折虹吸管由进水井,下行管,平行管和出水井等组成.倒虹吸管选址主要考虑以下几方面:河道较窄处:尽可能与河道垂直通过.2)进,水井处地质条件较好,尽量防止布置在有滑坡现象的地段,无法回避的要采取一定的工程措施.貌较为复杂,有峭壁,有回填土滑坡段,截留干管布置受到较大影响.污水在倒虹吸管内的流动是依靠上下游管

4、道中的水面高差(进,m水井的水面高差)进行的,该高管内阻力损失.计算公式:.2Hl=iL+g式中:i为倒虹管每米长度的阻力损失;为倒虹管的总长度,in;为局部阻力损失系数(包括进口,出口,转弯处);为倒虹管内污水流速,m/s;g为重力加速2021年第5期北碚区主城排水管网过河倒虹吸一程设计?483?度,m/s.进口,出口及转弯处的局部阻力损失应分项进行计算.初步估算时,一般可按沿程阻力损失值的5%10%考虑,当倒虹吸管长度大于60m时,采用5%;等于或小于60m时,采用10%.计算倒虹吸管时,必须计算倒虹吸管的管径和全部阻力损失值,要求进水井和出水井间的水位高差稍大于全部阻力损失,其差值一般可

5、考虑采用0.O50.10m.根据定线方案.倒虹吸管长51.6m,进出水井底高差2.32m,倒虹吸通过污水流量114L/s左右,决定采用双管平行敷设.HDPE管管径=300mm,经计算流速平面图,如图1所示.8f195堂b)半内l圣l图1倒虹吸管纵断面及平面图进水井在倒虹吸管的运行当中起着极为关键的虹吸管内淤积是主要问题,对于这种易沉物较多的污水来说,为减轻管内清淤T作量,设计时要尽量将泥沙挡在管身之外.尽量少进入管身,并要求T程运行长度的平直段,用以调整流态,使水流能够平顺进人倒虹吸管.提高倒虹吸管的泄流能力,使水流能够顺利下泄.进水井设计分为3个局部,第1局部的主要作用得当地卫生部门同意的条

6、件下,该段设置了事故排口,出口设有闸阀,平时关闭.第2局部为沉泥井,设有人孑L及爬梯.需定期清淤,该段与第1局部间设有闸阀,清淤时关闭.第3局部为进水井出水段,和过河吸管管口过低泥沙易淤积,而管口愈高,小流量时管复测试,倒虹吸管底高程采用z+0.30m,Z为进水井井底高程.另外,为了防淤,在上游管道靠近进水井的检查井底部设沉泥井.进水井设计参数,详见图2,图3所示620o5p图2进水平面图手动电动启闭机竺!趔竺图3进水井剖面图排水倒虹吸管管内淤积是主要问题,为减轻管内清淤工作量,除了在进水井采取一定的措施外,在倒携沙能力的需要,首先,应适当加大管内流速,一般1.21.5m/s,条件有困难时可适

7、当降低,但不宜低于0.9nds,且不得小于上游管道中的流速.其次,放缓出口斜坡段,出口斜管与水平线夹角不大于3O.穿过河道的倒虹吸管管顶与河床的垂直距离一般不小于1.0m,其工作管线一般不少于两条,当排水量不大,不能到达设计流量时,其中一条可作为备用.山地城市地形,地质条件较为复杂,特别是在土?484?市政技术第27卷地整治平场工程中,大挖大填现象十分普遍,所形成场地地质条件的差异对排水管道的纵向稳定相当为常见,鉴于此,经经济技术比拟,决定采用HDPE管作为倒虹吸管管材.HDPE管具有优异的化学稳定性,优良的耐候性,并具有良好的综合机械性能,其主要特点有33:1)抗压能力强.HDPE管外壁呈环

8、形波纹状结构,负荷的抵抗力.阻系数为0.009,而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013.因此,HDPE管比同口径的其他管材可通过更大的流量.换言之,同流量情况下,可采用较小口径的HDPE管.3)施工便捷.由于HDPE管重量轻,搬运和连接的情况下,其优势更加明显.极性.所以化学稳定性好,一般使用环境的土壤,电力,酸碱等因素不会使管道损坏.在埋地情况下,HDPE管使用年限可达50年以上.5)适当的挠曲度.HDPE管属柔性管材,可抵御一定程度的地基不均匀沉降.管道接121严密,无渗漏.保要求,无污染,无毒害,且可重复回收利用.出水井是倒虹吸管的出口,是和马鞍溪右岸截流污水主干管集合的地方,设计时要保证倒虹吸管出口井设计参数,详见图4,图5所示.3结论由于城市污水具有流量变化大,易淤积,且泄漏后污染环境的特点,因此,对于城市污水过河倒虹吸吸进,出水井工艺构造,过河管管材选择等各方面采取了综合防治措施,施工完成后运行效果良好,对改善城市环境起了较大作用.实践证明,用HDPE管做倒虹吸管管材,具有质量高,安装简单,本钱经济的优势,值得大力推广图4出水井平面图手动电动启闭机手动电动启闭机图5出水井剖面图应用.谨以此文与广阔同行交流.参考文献:1】马念,郝曼