给水排水管道工程

8-6污水管道设计计算举例某市一小区的平面图，如图所示，居住区人口密度为350cap/ha，居民生活污水定额为120L/cap.d。火车站和公共浴室的设计污水量分别为3L/s和4L/s。工厂甲和工厂乙的工业废水设计流量分别为25L/s与6L/s。生活污水及经过局部处理后的工业废水全部送至污水厂处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为2m。1、小区平面图上布置污水管道根据小区的地形情况，地势自北向南倾斜，坡度较小，无明显分界线，可划分为一个排水流域。根据管道定线原则，街道支管布置在地势较低一侧的道路下，干管基本与等高线垂直布置，主干管沿小区南面河岸布置，与等高线平行。如图所示。2、街区编号并计算面积将各街区编上号码，并计算它们的面积，并箭头标出各街区污水排出的方向。列于表中。3、划分设计管段，计算设计流量根据设计管段定义及划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点(一般定为街区两端)、集中流量和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点的检查井并编上号码。本例中，主干管长1200m，根据设计流量变化情况，可划分为1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7共6个设计管段。各设计管段的设计流量计算应列表进行。初步设计中只计算干管和主干管的设计流量，如表所示。

根据人口密度350cap/ha，和居民生活污水定额120L/cap·d，每ha街区面积的生活污水平均流量(比流量)为：q0=350×120/86400=0.486L/s·ha

在设计流量计算时，集中流量没有考虑变化系数的影响，只有生活污水设计流量考虑变化系数。而且每一设计管段转输的生活污水量不是上一管段的设计流量，而是没有考虑变化系数时的流量。如设计管段2-3除转输管段1-2集中流量25L/s外，还有本段流量和转输流量。本段流量根据街区面积计算为q1=q0·F=0.486×2.2=1.07L/s，其转输流量是从旁侧管段8-9-10-2流来的生活污水平均流量，其值为q2=q0·F=0.486×(1.21+1.7+1.43+2.21+1.21+2.28)=4.88L/s，

则2-3设计管段的合计平均流量为q1+q2=5.95L/s，查表得Kz=2.2，则设计生活污水量为5.95×2.2=13.09L/s，总设计流量为Q=13.09+25=38.09L/s。其它管段设计流量计算方法相同。4、水力计算设计流量确定之后，便可从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。也是列表进行，如表所示。计算步骤为：

(1)从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列于表第2项中。

(2)将设计管段的设计流量列入表第3项。设计管段起迄点检查井处的地面标高列入表第10、11项。

(3)计算每一设计管段的地面坡度：地面高差/距离，作为确定管道坡度时参考。例如：管段1-2的地面坡度=(86.20-86.10)/110=0.0009。

(4)确定起始管段的管径以及设计流速、设计坡度I、设计充满度h/D。首先拟采用最小管径300mm，即D、n为已知，查水力计算图，其它4个水力因素只要知道2个，可求另外2个，现在Q已知，另外1个因素可根据水力设计数据的规定设定。由于地面坡度很小，为不使管道系统埋深过大，宜采用最小设计坡度。相应300mm的最小设计坡度为0.003。当Q=25L/s，I=0.003时，查出v=0.7m/s，大于最小设计流速0.6m/s，h/D=0.51，小于最大设计充满度0.55。计算数据符合规范要求。将所确定的D、I、v、h/D列入表中第4、5、6、7项。

(5)确定其它管段的管径D、V、h/D、I。通常随着Q的增加，下一管段的管径一般会增大一级或二级(50mm为一级)，或保持不变，这样可根据流量变化来选择管径，然后根据设计流速随着设计流量的增大而逐渐增大或保持不变的规律设定设计流速。根据Q和v即可在确定D的水力计算图中查出相应的h/D和I值，若查出的值符合设计规范的要求，说明水力计算合理。在水力计算中，由于Q、v、h/D、I、D各因素之间存在相互制药关系，因此在查水力计算图是存在一个试算过程。

(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，I.L2)根据管径和充满度求管段水深，h=D·h/D

3)确定管网系统的控制点离污水厂最远的干管起点有8、11、16及工厂出水口1点，这些点都可能成为管道系统的控制点。

8、11、16三点埋深可用最小覆土厚度的限值确定，因此至南地面坡度约为0.0035，可取干管坡度与地面坡度近似，因此干管埋深不会增加很大，整个管线上又无个别洼点，故8、11、16三点埋深不能控制整个主干管的埋深，对主干管埋深起决定作用的是1点。因为其埋深受工厂排出口埋深的控制，定为2.0m。

4)求设计管段上、下端的管内底标高、水面标高及埋深

1点的管内底标高等于1点的地面标高减1点埋深，86.20-2.0=84.200m2点管内底标高等于1点的管内底标高减降落量，84.20-0.330=83.870m

2点的埋深等于2点地面标高减2点的管内底标高，86.100-83.870=2.230m

管段上下端水面标高等于相应点管内底标高加水深。如1点水面标高84.200+0.153=84.353m，2点水面标高83.870+0.153=84.023m

根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定下游管段的管内底标高。如管段1-2与2-3管径不同，采用管顶平接，则管段1-2中的2点与2-3中的2点的管顶标高应相同，所以2-3管段中2点的管内底标高为83.870+0.300-0.350=83.820，求出2点的管内底标高后，可求出3点的管内底标高，2、3点的水面标高及埋设深度。

2-3与3-4管径相同，采用水面平接，即2-3与3-4中的3点水面标高相同，用3点水面标高减降落量，求出4点水面标高，将3、4点水面标高减去水深求出管内底标高，进一步求出埋深。(7撞)管道珠水力抢计算展时应谋注意却的问倡题1)必须你细致汗研究坏管道嘉系统尺的控义制点诱，控站制点岛常位略于本躲区的付最远服或最吃低处扰，它用们的絮埋深仗控制险该地墨区污妹水管昨道的挖最小饲埋深巡寿。各肯条管厌道的应起点切、低硬洼地并区的饭个别阿街坊腔和污侨水出刮口较补深的市工业培企业乳或公肉共建失筑都泳是研划究控斥制点挡的对馋象。2)必须亮细致翠研究米管道萌敷设杂坡度远与管判线经菌过地同段的忘地面知坡度州间的抄关系势，使国确定屈的管调道坡舞度，禁在保贞证最检小设脾计流训速的作前提木下，蛋又不捉使管岭道的鼠埋深温过大饺，以嫁及便碍于支如管的墨接入带；3)水力积计算督自上吐游依层次向饿下游偏管段母进行王，一铁般情挠况下读，随民着设吓计流耽量逐粮段增必加，嫂设计焰流速由也相嘱应增如加。讨如流耗量保般持不葡变，起流速化不应城减小挺。只担有在镜管道切坡度陡由大册骤然良变小谜的情笨况下慕，设靠计流联速才悔允许映减小扬。另外清，随躺着设愚计流弓量逐择段增季加，祥设计期管径煌也应巡寿逐渐奋增大前，但朗当管肚道坡皂度骤学然增慢大时眼，下煎游管损段的夹管径铸可以饺减小井，但鬼缩小菌的范导围不浓得超镜过50著-1简00奖mm；4)在地批面坡亿度太死大的遭地区惧，为坚减小醉管内兆水流蛾速度劲，防行止管伙壁被裤冲刷滴，管攻道坡怖度往盗往小毫于地双坡度欺，这亮样就免可能象使下叠游管领段的鸡覆土高厚度谢无法掏满足种最小敌限值尽的要臣求，敏甚至下超出火地面草，因峰此在渴适当座的点偶可设伞置跌贩水井晃，管闪段之时间采烛用跌孕水连馋接；5)水流瓜通过贡检查介井时孝，常弟引起劈燕局部筐水头歇损失鱼，为率降低偿损失盆，检狗查井挖底部宵在直僚线管把道上绣要严库格采夸用直奋线，贤在管程道转拉弯处里采用恩匀称忆的曲私线。不直线臭检查幅井可眼不考峰虑局蕉部损疮失；5、绘械制管书道平亩面图飘和纵批剖面葛图本例饰题的缝设计肥深度严仅为桶初步案设计鸡，故梦在水研力计插算结降束后桶将计膀算所龙得的盟管径竟、坡撞度等劳数据回标注吉在平敬面图舒上即冤可。在进振行水盯力计袜算的暴同时永，绘句制主翼干管题的纵揉剖面召图，如图功所示。8-艳7污水关管道聋平面浪图和驳纵剖荒面图猎的绘灭制污水河管道谈平面背图纵苍剖面秒图是肉污水坡管道酷设计滑的主净要图康纸，撞根据肤设计脏阶段贩的不引同，讲图纸蛙表现脉的深帽度亦机有所敲不同断。初步显设计僚阶段惰：管道骆平面渴图就炸是管萝道总浩体布嫂置图完，采罚用的拨比例狠尺一渣般为1：50解00恨~1：10纪00只0，有为地形枕、地吵物、搬河流胸、风离玖瑰茫或指训北针叫等。忙已有母和设限计的励污水城管道旦用粗干线条吓表示延，管角线上尿画出给设计辉管段亿起迄辅点的镇检查桑井并奶编号究，标沫出各怎设计苍管段萄的服右务面圈积，是可能谢设置收的中浸途泵铜站、蜜倒虹动管或件其它歌特殊逮构筑详物，叹污水糊厂、部出水柔口等说。另外槐，管肺道平且面图彻上还无应将里主干劝管各姑设计谦管段赖的长叠度、夸管径铺和坡归度在弹图上做注明丢。此脖外，教图上蔽应有声管道缩慧的主陡要工柄程项沃目表早和说余明。施工鸭图阶复段：管道均平面满图比跳例尺幅常用1：10藏00～1：50残00忠,图上咽内容腿基本历同初腰步设蚁计，爽而要虏求更废为详面细确悦切。田需标吹明检婶查井鼓的准妇确位面置及梯污水忌管道谅与其误它地繁下管付线或程构筑仅物交乏叉点蓬的具残体位驾置、钉高程老，居别住区朴街坊爽连接厦管或灭工厂趁废水匀排出侮口接康入污狮水干肉管或聚主干变管的搏准确梁位置勒和高眯程。污水俭管道梁的纵莫剖面纳图反爹映管闪道沿驰线的梯高程扩位置萌，是缸和平厘面图角相对陕应的方，图露上用切单线称条表软示原厚地面饥高程淋线和到设计袄地面甚高程键线，企用双阿线条阅表示贸管道泉高程扮线，刷用双坚竖线蠢表示奔检查绵井。甘图中银还应闪标出妨沿线鞠支管泰接入侨处的后位置浪、管与径、喘高程袋；与凤其它宝地下产管线辈、构免筑物息交叉谎点的闹位置内和高幕程；添沿线豪地质溪钻孔方位置乘和地军质情删况等什。在剖必面图谁下方迹有一灭表格至，列让有检鸭查井生编号映、管城道长表度、凶管径猪、坡贺度、异地面里高程劲、管营内底非高程轻、埋呼深、择管道肯材料高、接兆口形腾式、踢基础莫类型粒。有捧时也碑将流馋量、毅流速隔、充纲满度蚀等数吩据注奏明。纵剖烂面图导采用牧的比炸例尺委一般娘横向1：50更0~旗1：20秆00，纵娘向1：50狼~1：20河0。对工划程量敏较小阿，地澡形、征地物敞较简突单的阀污水少管道台工程凤亦可易不绘些