给水工程11-12课时水管管网附件和附属构筑物

给水排水工程

WaterSupplyandDrainageEngineering王成贤2013年9月5.3沿线流量和节点流量

比流量：为简化计算，而将除去大用户集中流量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。

城镇中用水量标准不同的区域应分别计算比流量。沿线流量是指供给该管段两侧用户所需的流量。节点流量是从沿线流量折算得出的，并且假设是在节点集中流出的流量。在管网水力计算过程中，应首先求出沿线流量和节点流量。内容回顾公园街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊干管总长度不包括穿越广场、公园等无建筑地区的管线；只有一侧配水的管线，长度按一半计算。内容回顾

沿线流量：干管有效长度与比流量的乘积。

按管道长度计算的比流量不能反映供水人数和用水量的差别，可采用按面积计算比流量的方法。内容回顾

管网中除最末端的管段外，其他任一管段的流量都由两部分组成，一部分是本管段沿程配水产生的流量，即沿线流量，另一部分是通过该管段输送到下游管段的流量，称为转输流量。内容回顾

节点流量：沿线流量只有概念上的意义，在水力计算时应将沿线流量按适当比例分配到两各节点，成为节点流量。沿线流量转换成节点流量的原则是：管段的水头损失相同。内容回顾为了便于管网计算，a值通常统一采用a=0.5，即将沿线流量折半作为管段两端的节点流量，在解决工程问题时，已经足够精确。内容回顾

管段的计算流量也即流量分配。

计算流量(即流量分配)实际包括该管段两侧的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输流量。管网的流量分配就是确定管网中各管段的流量。节点流量求出后，就可进行管网的流量分配，依此确定各管段的流量和管径。5.4管段计算流量内容回顾

树状管网的管段流量具有唯一性。泵站56385646273545286142733341217726234775内容回顾

环状管网满足连续性条件的流量分配方案可以有无数多种。(经济性、可靠性）

1510131218161714197612527148581912335913460249511135730102498内容回顾DeM1VeWM1WVW0DW0管径（mm）平均经济流速（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.4内容回顾经济流速:Q一定,在资金偿还期内,管网的造价和管理费用之和为最小时相应流速为经济流速.经济管径:如果Q一定,由经济流速制定的管径叫经济管径.经济流量:如果DN一定,由经济流速决定的管段通过的流量叫经济流量.在重力条件下,把△H用完所得管径为经济管径.内容回顾DN(mm)100150200250300400V(m/s)0.840.941.091.231.271.43Q(L/s)6.5916.634.260.489.919.7DN(mm)4505006007008009001000V(m/s)1.491.591.791.811.912.002.0Q(L/s)236.9312.2506.1696.5960.11272.31641.5D-V-Q,以靠近为原则内容回顾5.6水头损失计算流量和水头损失的关系：均匀流基本公式：a：管段的比阻值；i：管段的长度；q管段流量；s：水管摩阻。C：谢才系数；R：水管的水力半径=D/4；i:单位管段长度的水头损失，或水力坡度。内容回顾

舍维列夫公式（适用于旧铸铁管和旧钢管）具体应用时查表5-2,5-3.P40内容回顾巴甫洛夫斯基公式（适用于混凝土管、钢筋混凝土管和渠道）

对于混凝土管和钢筋混凝土给水管，当n<0.02时，y值可采用1/6。C：谢才系数；n：管壁粗糙系数，混凝土管和钢筋混凝土管一般采用0.013~0.014；R：水力半径。具体应用时查表5-4.P41内容回顾海曾—威廉公式水管种类海曾-威廉系数C塑料管新铸铁管、涂沥青或水泥的铸铁管混凝土管、焊接钢管旧铸铁管和旧钢管150130120100内容回顾柯尔勃洛克公式水管种类粗糙系数k（mm）涂沥青铸铁管涂水泥铸铁管涂沥青钢管镀锌钢管石棉水泥管离心法钢筋混凝土管塑料管0.05～0.1250.500.050.1250.03～0.040.04～0.250.01～0.03内容回顾

水管材料和配件管网附件管网附属构筑物调节构筑物主要内容第9章：水管管网附件和附属构筑物第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/320第一节水管材料和配件一、按照水管工作条件，水管性能应满足下列要求：有足够的强度，可以承受各种内外载荷；水密性，它是保证管网有效而经济地工作的重要条件；水管内壁面应光滑以减小水头损失；价格较低，使用年限较长，并且有较高的防止水和土壤侵蚀能力；水管施工简便，工作可靠。第9章：水管、管网附件和附属构筑物21

水管可分为金属管（铸铁管和钢管等）和非金属管（预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管等）和复合材料三大类。水管材料的选择取决于承受的水压、外部载荷、埋管条件、供应情况等。第9章：水管、管网附件和附属构筑物22目前常用的金属管主要有：钢管、镀锌管、铸铁管、铜管。塑料管材包括：（1）硬聚氨乙烯管（UPVC）管（2）聚乙烯管（PE管）（3）聚丁烯管道（4）交联聚乙烯（PEX）管（5）聚丙烯共聚物PP-R、PP-C管复合材料第9章：水管、管网附件和附属构筑物9.1.1铸铁管连续铸铁管性能：

有较强的耐腐蚀性。但质地较脆，抗冲击和抗震能力较差，重量较大，且经常发生接口漏水，水管断裂和爆管事故，给生产带来很大的损失。接口形式：承插式和法兰式。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/324法兰式接头第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/325球墨铸铁管性能：

既具有灰铸铁管的许多优点，而且机械性能有很大提高，其强度是灰铸铁管的多倍，抗腐蚀件能远高于钢管，因此是理想的管材。球墨铸铁管的重量较轻，很少发生爆管、渗水和漏水现象，可以减少管网漏损率和管网维修费用。接口形式：

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。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3269.1.2钢管性能：

能耐高压、耐振动、重量较轻、单管的长度大和接口方便，但承受外荷载的稳定性差，耐腐蚀性差，管壁内外都需有防腐措施，并且造价较高。接口形式：焊接或法兰接口。9.1.3预应力和自应力钢筋混凝土管

特点：造价低，抗震性能强，管壁光滑，水力条件好，耐腐蚀，爆管率低，但重量大，不便于运输和安装。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3279.1.4玻璃钢管特点：耐腐蚀，不结垢，能长期保持较高的输水能力，强度高，粗糙系数小。重量轻，便于运输和施工。但价格较高，几乎和钢管相接近。第9章：水管、管网附件和附属构筑物玻璃钢管2023/2/3289.1.5塑料管特点：具有强度高、表面光滑、不易结垢、水头损失小、耐腐蚀、重量轻、加工和接口方便等优点，但是管材的强度较低，膨胀系数较大、用作长距离管道时，需考虑温度补偿措施。（1）硬聚氨乙烯管（UPVC）管（2）聚乙烯管（PE管）（3）聚丁烯管道（4）交联聚乙烯（PEX）管（5）聚丙烯共聚物PP-R、PP-C管第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/329ABSPPPEUPVC第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3309.2管网附件9.2.1阀门

调节管线中的流量或水压。阀门的布置要数量少而调度灵活。主要管线和次要管线交接处的阀门常设在次要管线上。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3319.2.2止回阀止回阀是限制压力管道中的水流朝一个方向流动的阀门。阀门的闸板可绕轴旋转。水流方向相反时，闸板因自重和水压作用而自动关闭。止回阀一般安装在水压大于196KPa的泵站出水管上，防止因突然断电或其他事故时水流倒流而损坏水泵设备。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3329.2.3排气阀和泄水阀

排气阀使管线投产时或检修后通水时，管内空气可经此阀排除，平时用以排出从水中释出的气体。泄水阀排除水管中的沉淀物以及检修时放空水管内的存水。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3339.2.4消火拴第9章：水管、管网附件和附属构筑物消火栓分地上式和地下式，一般后者适用于气温较低的地区。地上式消火栓一般布置在交叉路口消防车可以驶近的地方。地下式消火栓安装在阀门井内。2023/2/334第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3359.3管网附属构筑物9.3.1阀门井第9章：水管、管网附件和附属构筑物管网中的附件一般是安装在阀门井内。阀门井的平面尺寸，取决于水管直径以及附件的种类和数量。但应满足阀门操作和安装拆卸各种附件所需的最小尺寸。井的深度由水管的埋设深度确定。井底到水管承口或法兰盘底的距离至少为0.1m，法兰盘和井壁之间的距离宜大于0.15m，从承口外缘到井壁的距离应在0.3m以上，以便于接口施工。阀门井一般用砖砌，也可以用石砌或者钢筋混凝土建造。直径小的阀门可以用阀门套筒，直径大的，用阀门井。地下水位较高处的阀门井，井底和井壁应不透水，在水管穿越井壁处应保持足够的水密性。阀门井应有抗浮的稳定性。2023/2/336第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/337第9章：水管、管网附件和附属构筑物9.3.2管道支墩设计原则（1）当管道转弯角度<10°时，可以不设置支墩。（2）管径>600mm管线上，水平敷设时应尽量避免选用90°弯头，垂直敷设时应尽量避免使用45°以上的弯头。（3）支墩后背必须为原形土，支墩与土体应紧密接触，倘若空隙需用与支墩相同材料填实。（4）支撑水平支墩后背的土壤，最小厚度应大于墩底在设计地面以下深度的3倍。

2023/2/3389.3.2支墩第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3399.3.3管线穿越障碍物当给水管线通过铁路、公路和河谷时，必须采用一定的措施。

管线穿过铁路时，其穿越地点、方式和施工方法，应严格按照铁路部门穿越铁路的技术规范。根据铁路的重要性，采取以下措施：穿越临时铁路或一般公路，或非主要路线且水管埋设较深时，可以不设套管，但应尽量将铸铁管接口放在两股道之间，并用青铅接头，钢管则应有相应的防腐措施；穿越较重要的铁路或交通频繁的公路时，水管须放在钢筋混凝土套管内，套管直径根据施工方法而定，大开挖施工时应比给水管直径大300mm，顶管法施工时应较给水管的直径大600mm。穿越铁路或公路时，水管管顶应在铁路路轨底或公路路面以下1.2m左右。管道穿越铁路时，两端应设检查井，井内设阀门或排水管等。

第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/341管线穿越河川山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或敷设倒虹管，或建造水管桥。

给水管架设在现有桥梁下穿越河流最为经济，施工和检修比较方便，通常水管架在桥梁的人行道下。倒虹管从河底穿越，其优点是隐蔽，不影响航运，但施工和检修不便。

倒虹管一般用钢管，并须加强防腐措施。当管径小、距离短时可用铸铁管，但应采用柔性接口。倒虹管设置一条或两条，在两岸应设阀门井。阀门井顶部标高应保证洪水时不致淹没。井内有阀门和排水管。

倒虹管顶在河床下的深度，一般不小于0.5m，但在航道线范内不应小于1m。倒虹管应选择在地质条件较好、河床及河岸不受或少受冲刷处。第9章：水管、管网附件和附属构筑物2023/2/3429.3.4管网节点详图管网节点详图管网设计时，需先在管网图上确定阀门、消火栓、排气阀等主要附件的位置，布置必须合理，然后选定节点大的管配件。在施工图上应绘制节点详图，图中用标准符号绘出节点上的配件和管线，如消火栓、弯管、渐缩管、阀门等，特殊的配件也应在图中注明，便于加工。设在阀门井内的阀门和地下消火栓应在图上表示，阀门的大小和形状应尽量统一，形式不宜过多。节点详图可以不按比例绘制，但管线方向和相对位置须与管网总图一致，图案的大小根据节点构造的复杂程度而定。第9章：水管、管网附件和附属构筑物节点详图上应标明消火栓的位置各节点详图上标明所需的阀门配件。管线旁注明管线长度和直径。2023/2/3449.4调节构筑物

调节构筑物调节构筑物用来调节管网内的流量，有清水池、水塔和水池等。建于高地的水池其作用和水塔相同，既能调节流量，又可保证管网所需的水压。当城市或工业区靠山或有高地时，可根据地形建造高地水池。如城