第2章 室外给排水

1、JIAN ZHU SHE BEI GONG CHENG科学出版社科学出版社科学出版社2.12.22.3科学出版社2.1 室外给水 给水系统是由取水、输水、水质处理和配水等各关联设施所组成的总体，一般由原水取集、输送、处理和成品水输配的给水工程中各个构筑物和输配水管渠系统组成。 1取水构筑物取水构筑物 取水构筑物是从水源地取集原水而设置的构筑物总称，用于从选定的水源和取水地点取水。取水构筑物有可能邻近水厂，也有可能远离水厂，需要独立进行运行管理。 水源的种类决定着取水构筑物的构造形式。2.1.1 室外给水系统的组成室外给水系统的组成科学出版社 2水处理构筑物水处理构筑物 水处理构筑物是将取得的原

2、水采用物理、化学和生物等方法进行经济有效处理，改善水质，使之满足用户用水水质要求的构筑物。水处理构筑物是水厂的主体部分，是水厂保证供水水质的主要土建设施和相关设备。2.1 室外给水科学出版社 3水泵站水泵站 水泵站是指安装水泵机组和附属设施用以提升水的建筑物以及配套设施的总称。其任务是将水提升到一定的压力或高度，使之能满足水处理构筑物运行和向用户供水的需要。按其功能划分，给水系统中使用的泵站可以分为一级泵站、二级泵站、增压泵站和调蓄泵站等。 一级泵站的任务是把取水构筑物取到的原水输送给水厂中的水处理构筑物。二级泵站的任务是把水厂生产的清水提升到一定的压力或高度，通过管道系统输送给用户。增压泵站

3、是接力提升输水压力的泵站。调蓄泵站又称水库泵站，是在配水系统中设有调节水量的水池、提升水泵机组和附属设施的泵站，其功能相当于一个水源供水。2.1 室外给水科学出版社 4.输水管渠输水管渠 输水管渠是将大量的水从一处输送到另一处的通道。一般常指将原水从取水水源输送到水厂的（水源水）输水管渠。 5管网管网 管网是建造在城市供水区域内的向用户配水的管道系统。其任务是将清水输送和分配到供水区域内的各个用户。2.1 室外给水科学出版社 6调节（调蓄）构筑物调节（调蓄）构筑物 调节构筑物一般设计成各种类型的容积式储水构筑物，通常包括清水池、水塔和高位水池。n清水池：在供水系统流程中设置在水厂处理构筑物与二

4、级泵站之间，调节水厂制水量与供水量之间差额的水池。主要任务是调节水处理构筑物的出水量和二级泵站供水流量之间的差额，储存供水区域的消防用水，有时还提供水处理工艺所需的一部分水厂自用水量。n水塔和高位水池：水塔是设置在城市供水管网之中，高出地面一定高度，有支承设施的储水构筑物。主要任务是调节二泵站供水流量和管网实际用水量之间的差异，并补充部分用户的消防用水。高位水池是利用供水区域的地形条件，建筑在高程较高地面上的储水构筑物，和水塔具有相同的功能作用。2.1 室外给水科学出版社 1.铸铁管铸铁管 铸铁管按材质可分为灰铸铁管（也称连续铸铁管）和球墨铸铁管。n灰铸铁管质地较脆，抗冲击和抗震能力差，重量较

5、大，并且经常发生接口漏水、水管断裂和爆管事故等。但是，可以用在直径较小的管道上，同时采用柔性接口，必要时可选用较大一级的壁厚，以保证安全供水。n与灰铸铁管相比，球墨铸铁管机械性能有很大提高，其强度是灰铸铁管的多倍，抗腐蚀性能远高于钢管。除此之外，球墨铸铁管重量较轻，很少发生爆管、漏水和渗水现象。球墨铸铁管采用推入式楔形胶圈柔性接口，也可用法兰接口，施工安装方便，接口的水密性好，有适应地基变形的能力，抗震效果也好，因此是一种理想的管材。2.1 室外给水2.1.2 室外给水管材室外给水管材科学出版社 2.预应力和自应力钢筋混凝土管预应力和自应力钢筋混凝土管 预应力钢筋混凝土管分普通和加钢套筒两种。

6、其接口为承插式，承口环和插口环均用扁钢压制成型，与钢筒焊成一体。预应力钢筋混凝土管在设置阀门、弯管、排气、放水等装置处，须采用钢管配件。 3.钢管钢管 钢管有无缝钢管和焊接钢管两种。钢管能耐高压、耐振动、重量轻，但耐腐蚀性差、造价高。在给水管网中，通常只在大管径和水压高处，以及因地质、地形条件限制或穿越铁路、河谷和地震区使用。2.1 室外给水科学出版社 4.塑料管塑料管 塑料管种类繁多，有UPVC、ABS、PE、PP等管材。在室外给水中UPVC塑料管应用较广泛，UPVC塑料管工作压力宜低于2.0MPa，小区内管径一般为DN100DN200，管径一般不大于DN400。塑料管具有内壁光滑不结垢、水

7、头损失小、耐腐蚀、重量轻、加工和接口方便等优点，但管材强度较低，用于长距离管道时，需要考虑防止碰撞、暴晒等老化措施。2.1 室外给水科学出版社 排水系统是指排水的收集、输送、处理和利用，以及排放等设施以一定方式组合成的总体。排水系统主要包括城市污水、雨水、工业废水排水系统。以城镇生活污水排水系统为例，其组成主要包括以下几部分： 1室内污水管道系统及设备室内污水管道系统及设备 其作用是收集生活污水并排送至室外居住小区污水管道中。2.2 室外排水2.2.1 室外排水的组成室外排水的组成科学出版社 2室外污水管道系统室外污水管道系统 建筑外地面下输送污水至泵站、污水厂或水体的管道系统称室外污水管道系

8、统。它又可分为居住小区管道系统及街道管道系统。 （1）居住小区管道系统 敷设在居住小区内，连接建筑物出户管的污水管道系统，称为居住小区管道系统，分为接户管、小区支管和小区干管。 （2）街道管道系统 敷设在街道下，用以排除居住小区管道系统排入的污水，称为街道污水管道系统。在一个市区内它由城市支管、干管和主干管组成，如图2-1中3、4、5所示。 （3）管道系统上的附属构筑物 有检查井、跌水井、倒虹管等。2.2 室外排水科学出版社2.2 室外排水 图图2-1 城市污水排水系统总平面示意城市污水排水系统总平面示意科学出版社 3污水泵站及压力管道污水泵站及压力管道 污水一般以重力流排除，但往往由于受地形

9、条件限制，需要设置污水泵站，可分为局部泵站、中途泵站和总泵站等。从泵站输送污水至高地重力流管道或至污水厂的承压管道称为压力管道。 4污水处理厂污水处理厂 污水处理厂是处理和利用污水及污泥的一系列工艺构筑物与附属构筑物的综合体。在城市中常称污水处理厂，在工厂中常称废水处理站。城市污水处理厂一般设置在城市河流的下游地段，并与居民区或城市边界保持一定的卫生防护距离。2.2 室外排水科学出版社 5出水口和事故排出口出水口和事故排出口 污水排入水体的渠道和出口称为出水口，它是整个城市污水排水系统的终点设备。事故排出口是指在污水排水系统的中途，在某些易于发生故障的设施之前所设置的辅助性出水渠。一旦发生故障

10、，污水就通过事故排出口直接排入水体。图2-1所示为城市污水排水系统总平面示意图。 出水口与水体岸边连接处应采取防冲、加固等措施，一般用浆砌块石做护墙和铺底，在受冻胀影响的地区，排水口应考虑用耐冻胀材料砌筑。常见排水口形式有一字式、八字式、门字式等。2.2 室外排水科学出版社 生活污水、工业废水和雨水是采用同一个管道系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管道系统来排除，这种不同排除方式所形成的排水系统称做排水体制。排水体制一般分为合流制与分流制两种类型。 如图2-2、2-3、2-4所示。2.2 室外排水2.2.2 排水体制排水体制科学出版社2.2 室外排水污水厂 图图2-2 直排式合流制直

11、排式合流制 图图2-3 截留式合流制截留式合流制 图图2-4 分流制分流制科学出版社 1室外排水系统对管渠材料的要求室外排水系统对管渠材料的要求 排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。排水管渠应能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的性能，以免在污水或地下水的侵蚀作用(酸、碱或其它)下损坏。 排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入。因为污水从管渠渗出至土壤，将污染地下水或邻近水体；或者破坏管道及附近房屋的基础。地下水渗入管渠，不但降低管渠的排水能力，而且将增大污水泵站及处理构筑物的负荷。 排水管渠的内壁应整齐光滑，以减小水流阻力。 排水管渠应就地取材，

12、并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量节省管渠的造价及运输和施工的费用。2.2 室外排水2.2.3 室外排水管材室外排水管材科学出版社 2常用排水管道的材料常用排水管道的材料 （1）混凝土管和钢筋混凝土管 混凝土管和钢筋混凝土管可在专门的工厂预制，也可在现场浇制。管口有三种形式：承插式、企口式、平口式。 （2）陶土管 陶土管是由塑性粘土制成的。为了防止在焙烧过程中产生裂缝，通常加入耐火粘土及石英砂(按一定比例)，经过研细、调和、制坯、烘干、焙烧等过程制成。根据需要可制成无釉、单面釉、双面釉。若采用耐酸粘土和耐酸填充物，还可以制成特种耐酸陶土管。陶土管一般制成圆形断面，有承插式和平口式两种形

13、式。2.2 室外排水科学出版社 （3）金属管n常用的金属管有铸铁管和钢管。室外重力流排水管道一般很少采用金属管，只有当排水管道承受高内压、高外压或对渗漏要求特别高的地方，如排水泵站的进出水管、穿越铁路、河道的倒虹管或靠近给水管道和房屋基础时，才采用金属管。在地震烈度大于8度或地下水位高，流砂严重的地区也采用金属管。n金属管质地坚固，抗压、抗震、抗渗性能好；内壁光滑，水流阻力小；管子每节长度大，接头少。但价格昂贵，钢管抵抗酸碱腐蚀及地下水侵蚀的能力差。因此，在采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意绝缘。2.2 室外排水科学出版社 （4）浆砌砖、石或钢筋混凝土渠道 排水管道的预制管管径一般小于2米，

14、实际上当管道设计断面大于1.5米时，通常就在现场建造大型排水渠道。建造大型排水渠道常用的建筑材料有砖、石、陶土块、混凝土块、钢筋混凝土块和钢筋混凝土等。采用钢筋混凝土时，要在施工现场支模浇制；采用其它几种材料时，在施工现场主要是铺砌或安装。在多数情况下，建造大型排水渠道，常采用两种以上材料。 （5）新型排水管材 应用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品种包括：（硬）聚氯乙烯管、聚氯乙烯芯层发泡管、聚氯乙烯双壁波纹管、玻璃钢夹砂管、塑料螺旋缠绕管、聚氯乙烯径向加筋管等。2.2 室外排水科学出版社 3管渠材料的选择管渠材料的选择 合理地选择管渠材料，对降低排水系统的造价影响很大。选择排水管渠材

15、料时，应综合考虑技术、经济及其它方面的因素。 根据排除的污水性质：根据排除的污水性质：当排除生活污水及中性或弱碱性( pH810 )的工业废水时，上述各种管材都能使用。排除碱性( pH10 )的工业废水时可用铸铁管或砖渠，也可在钢筋混凝土渠内做塑料衬砌。排除弱酸性( pH56 )的工业废水可用陶土管或砖渠。排除强酸性( pH5 )的工业废水时可用耐酸陶土管及耐酸水泥砌筑的砖渠或用塑料衬砌的钢筋混凝土渠。 根据管道受压、管道埋设地点及土质条件：根据管道受压、管道埋设地点及土质条件：压力管段(泵站压力管、倒虹管)一般都采用金属管、钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管。在地震区、施工条件较差的地区(地下

16、水位高、有流砂等)以及穿越铁路等，亦可采用金属管。而在般地区的重力流管道常采用陶土管、混凝土管、钢筋混凝土管。2.2 室外排水科学出版社 室外给排水工程图主要有平面图、断面图和节点图三室外给排水工程图主要有平面图、断面图和节点图三种图样。种图样。 1.室外给水排水平面图室外给水排水平面图 室外给水排水平面图表示室外给水排水管道的平面布置情况。 某室外给排水平面图如图2-5所示。图中表示了三种管道：给水管道、污水排水管道和雨水排水管道。2.3 室外给排水系统识图及施工2.3.1 室外给排水施工图识图室外给排水施工图识图科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工 图图2-5 某室外给排水平面图及图

17、例某室外给排水平面图及图例科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工 图图2-6 给水管道纵断面图给水管道纵断面图科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工 图图2-7 污水排水管道纵断面图污水排水管道纵断面图科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工 图图2-8 雨水管道纵断面图雨水管道纵断面图 科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工 图图2-9 给水管道节点图给水管道节点图 科学出版社 1.沟槽断面沟槽断面 室外管道施工过程中，分为开槽施工和不开槽两种形式。常用的开槽施工断面形式如图2-10所示。 直槽直槽：适用土质坚硬，挖深不大，晾槽时间不长，无地下水，或者是受场地限制无法开梯形槽，

18、或者是开梯形槽不经济时可开直槽加支撑。 梯形槽梯形槽：适用于土质不坚硬，场地开阔的施工环境中，施工中多使用机械开挖，此槽工程中比较常见。 混合槽混合槽：适用于土层不均匀，如上层软下层硬，或挖深较大，完全用梯形槽不经济时，上部采用梯形槽，下部直槽或上部边坡较缓，下部边坡较陡。 联合槽联合槽：适用于数条管道位置很近而埋深不同，数条管道需在同一沟槽中埋设时采用此种形式。2.3 室外给排水系统识图及施工2.3.2 室外给排水系统施工室外给排水系统施工科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工 图图 2-10沟槽断面形式沟槽断面形式 图图2-11 横撑横撑a-直槽；直槽；b-梯形槽；梯形槽；c-混合槽；

19、混合槽；d-联合槽联合槽 1-撑板；撑板；2-纵梁；纵梁；3-横撑横撑科学出版社 2.沟槽支护沟槽支护 室外管道开槽施工时，注意做好施工排水的工作。施工排水的方式中明沟排水和轻型井点降水法比较常见，同时开槽的过程中还要做好壁面的支护工作。常用支撑形式有： （1）横撑 如图2-11所示，也称为断续式水平支撑。撑板之间有间距，适用于开挖土质好、含水量小的粘性土及挖土深度小于3m的沟槽。 （2）连续式水平支撑 连续式水平支撑各撑板间密接铺设，如图2-12所示。适用于土质较差、较潮湿的或散粒土及挖深不大于5m的沟槽。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工图图2-12

20、 连续式水平支撑连续式水平支撑 图图2-13 井字支撑井字支撑1-撑板；撑板；2-纵梁；纵梁；3-横撑；横撑；4-木楔木楔科学出版社 （3）井字支撑 它是断续式水平支撑的特例，如图2-13所示。一般适用于沟槽局部加固，如地面上有建筑或有其他管线距沟槽较近的情况。 （4）垂直支撑 垂直支撑的撑板垂直设置，各撑板间密接铺设，可在开槽过程中边开槽边支撑，在回填时可边回填边拔出撑板，如图2-14所示。适用于松散和湿度高的土，挖土深度可以不限。 （5）钢板桩 板桩是在沟槽或基坑开挖前用打桩机将板桩打入土中，始终起保证安全作用，如图2-15所示。优点是：土方开挖及后续工序不受影响，施工条件良好。2.3 室

21、外给排水系统识图及施工科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工图图2-14 垂直支撑垂直支撑 图图2-15 钢板桩钢板桩科学出版社 （6）锚锭式支撑 锚桩必须设置在土的破坏范围以外，拉杆一般水平放置，通过开沟浅埋地表下，整个围护系统在基坑开挖之前完成。如图2-16所示。 （7）土钉墙 土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结，并在坡面上喷射混凝土，从而形成加筋土体加固区带，增强基坑边坡坡体的自身稳定性。如图2-17所示。 2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工图图2-16 锚锭式锚锭式 图图2-17 土钉墙

22、土钉墙1-柱桩；柱桩；2-挡土板；挡土板；3-锚桩；锚桩；4-拉杆；拉杆；5-回填土回填土 1-土钉；土钉；2-敷设钢筋网；敷设钢筋网；3-喷射混凝土面层喷射混凝土面层科学出版社 1.室外给水管道与污水管道在不同标高平行敷设时，垂直间距在500mm以内时，给水管管径小于等于200mm时，两管管壁水平间距不得小于1.5m，管径大于200mm的，不得小于3m。给水管应敷设在排水管上面，若给水管必须敷设在排水管下面，给水管应该加套管，其长度不得小于排水管管径的3倍。室外给水管道埋设深度应在冰冻线以下0.15m，并且要满足荷载的要求，一般覆土厚度最小不小于0.7m。2.3 室外给排水系统识图及施工2.

23、3.3 施工及验收规范施工及验收规范科学出版社 2.管沟开挖可采用人工开挖和机械开挖,槽底原状地基土不得扰动，机械开挖时槽底预留200300mm土层由人工开挖至设计高程，整平。管径较小的单个管道多采用人工开挖。 3.室外管道铺设时要注意管道的对中和对高。在室外采用承插连接管道时要注意承口方向对着水流方向，塑料管道敷设时要保证沟槽底部最少有不小于150mm的砂垫层。同时要注意管道的铺设坡度。 4.承插口连接时,要注意对口间隙及环形间隙。保证管道的中心在同一直线上。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社 5.给水管道的试压。给水管道的压力试验，如无设计要求，应符合下列规定： （1）水压试验的管

24、段长度一般不超过1000m；应在管件支墩做完，并达到要求强度后作压力试验，对未做支墩的管件应做临时后背；埋地管道，须在管基检查合格，管身上部回填土不小于500mm后，方可作压力试验。如图2-18所示。 （2）试验管段所有敞口应封闭，不得有渗漏水现象；试验管段不得用闸阀做堵板，不得含有消火栓、水锤消除器、安全阀等附件；水压试验前应清除管道内的杂物。试压之前，在管身上回填一定的土方量来保证管道的稳定性，接口位置不允许回填以便检查渗漏处。 （3）试验管段注满水后，宜在不大于工作压力条件下充分浸泡，再进行水压试验，试验压力如表2-1所示。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社2.3 室外给排水系统

25、识图及施工图图2-18 给水铸铁管打压示意图给水铸铁管打压示意图 科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工表表2-1 压力管道水压试验的试验压力压力管道水压试验的试验压力(MPa) 科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工表表2-2 压力管道水压试验的允许压力降压力管道水压试验的允许压力降(MPa) 科学出版社 6.排水管道闭水试验 （1）无压管道闭水试验时，试验管段应符合下列规定： 1）管道及检查井外观质量已验收合格； 2）管道未回填土且沟槽内无积水； 3）全部预留孔应封堵，不得渗水； 4）管道两端堵板承载力经核算应大于水压力的合力；除预留进出水管外，应封堵坚固，不得渗水；2.3 室外给

26、排水系统识图及施工科学出版社 （2）管道闭水试验应符合下列规定： 1）试验段上游设计水头不超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游管顶内壁加2m计； 2）试验段上游设计水头超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游设计水头加2m计； 3）计算出的试验水头小于10m，但已超过上游检查井井口时，试验水头应以上游检查井井口高度为准。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社 7一般规定 （1）室外给水管道安装坐标和标高要求应符合表2-3中的规定，室外排水管道坐标和标高应符合设计要求，其偏差不得超过表2-4的规定。 在地下水位较高、雨季或冬季安装管道，应根据实际情况采取降水、排水或防冻等措施。 管道和支墩，

27、不得直接铺设在冻土和未经处理的松土上。 （2）给水管道安装 给水检查井内的管道安装，如设计无要求，井壁距法兰或承口的距离：管径小于450mm，应不小于250mm；管径大于450mm，应不小于350mm。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社 （3）排水管道安装 承插或套箍接口，应采用水泥砂浆或沥青胶泥填塞。环形间隙应均匀，填料凹入承口边缘不得大于5mm。在有侵蚀性土壤或水中，应使用耐腐蚀性的水泥。 抹带接口：管径小于或等于600mm，应刷至抹带部分管口浆皮；管径大于600mm，应将抹带部分的管口凿毛。 承插排水管和管件的承口（带有双承口的管件除外），应与水流方向相反。 非金属管污水管道，应

28、做渗水试验。 （4）室外给排水工程验收时，应根据工程内容，严格按给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268-2008）的规定。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工表表2-3 室外给水管道安装的允许偏差和检验方法室外给水管道安装的允许偏差和检验方法 科学出版社2.3 室外给排水系统识图及施工表表2-4 室外排水管道安装的允许偏差和检验方法室外排水管道安装的允许偏差和检验方法 科学出版社 为使给排水管道系统能在较长年限内正常工作，除应加强维护管理外，在施工过程中还需要采取如下一系列措施： 1防腐防腐 腐蚀的危害性较大，它使钢铁和其它宝贵的金属变为废品。在

29、敷设的金属管道中，常因为被腐蚀而引起漏水、漏气，既浪费资源，又影响生产。因此，为保证正常工作，延长系统的使用寿命，除合理选材外，采取有效防腐措施也是非常重要的。不论明装或暗装的管道和设备，除镀锌钢管外都必须做防腐处理。2.3 室外给排水系统识图及施工2.3.4 管道的防腐和保温管道的防腐和保温科学出版社 (1) 防腐材料与机具 防腐常用材料有：防锈漆、面漆、沥青和稀释剂如汽油、煤油、醇酸稀料、松香水、香蕉水、酒精及其它辅助材料如高岭土、七级石棉、石灰石粉、滑石粉、玻璃丝布、矿棉纸、牛皮纸、塑料布、油毡等。 常用机具有空气压缩机、喷枪、砂轮机、除锈机、刮刀、挫刀、钢丝刷、砂布、砂纸、油漆刷、棉丝

30、、沥青锅等。 (2) 防腐操作工艺流程 管道及设备防腐的操作工艺流程为：首先将管道、设备及容器清理、除锈，然后进行防腐刷油。2.3 室外给排水系统识图及施工科学出版社 1）清理、除锈的方法 人工除锈：即用刮刀、挫刀将管道、设备及容器表面的氧化皮、铸砂除掉，再用钢丝刷将管道、设备及容器表面的浮锈除去，然后用砂纸磨光，最后用棉丝将表面擦净。 机械除锈：即先用刮刀、挫刀将管道表面的氧化皮、铸砂去掉，然后个人在除锈机前，个人在除锈机后，将管道放在除锈机内反复除锈，直至露出金属本色为止。在刷油前，用棉丝再擦一遍，将管道表面的浮灰等去掉。 喷砂除锈：是用压力为0.40.6MPa的压缩空气将lmm2mm的石英砂喷射到管道、设备及容器的表面上，