某压力流污水总管初步设计说明

1总论1.1项目名称与实施单位项目名称：******污水总管工程建设单位：***水处理发展有限责任公司编制单位：建设地点：*********、工业园区.1.2编制范围本方案编制范围为本次编制范围为***泵站〜经十三路泵站，全长约8682.6m。1.3编制原则遵守国家对环境保护及城市污水治理的有关规范、标准和规定。以国家、省、市及地方各级政府、部门的有关文件为依据。以工程实例为经验依据，按业主的要求，实事求是地确定参数，力求达到技术性与经济性的进一步协调。认真贯彻国家关于环境保护工作的方针政策，精心设计，做到技术先进，操作稳定,管理方便，经济合理，安全适用，处理效果稳定可靠等。因地制宜，根据实际情况，尽量沿规划和现状道路，减少拆迁，节省工程投资，节省用地，节省能源，并降低运行费用。积极稳妥地采用国内先进技术、先进设备、新材料，提高运转的可靠性，适当提高自动化程度，尽可能减轻工人的劳动强度，减少日常维护检修工作量。尽可能减少污水、输送、处理、排放过程对环境造成的不良影响，防止二次污染。管线走向既考虑到各污染源能够就近便捷接入，又能够施工方便，且建成后便于维护管理。1.4编制依据《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》;《***省人民政府关于进一步加强环境污染整治工作的意见》；《***污水系统专项规划(修编)》(2006-2020)；《******工业新城区-***新区总体规划》(2003)项目建设单位提供的其它有关基础资料；1.5采用的主要规范、标准《室外排水设计规范》(2006年版)GB50014-2006；《给水排水工程构筑物结构设设计规范》GB50069—2002；《给水排水设计手册一城镇排水》第二版；《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97；《城市排水工程规划规范》GB50318-2000；《工程建设标准强制性条文一城市供水排水》2002；《给水排水管道结构设计规范》GB50332-2002。2项目区域概况2.1地理位置***地处***省东部，***平原中部，***下游，***中段，东邻***市，南接***市，西连***县，北濒***,界于北纬29°43S8”〜30°1617”,东经120°36,23〃〜121°0699”。市域南北长60公里，东西宽46公里，市域总面积约1403平方公里，全市共辖18个乡镇、3个街道，其中12个建制镇，6个乡。市区由曹娥江西岸的***经济开发区、曹娥街道、东关街道和曹娥江东岸的百官街道组成。该市处***中部，位于***、***、***三城市形成的三角地带之中心，水、陆交通便利，直接受到这三个大城市经济发展辐射的影响。2.2地形、地貌***地处海滨，背山面海，南部为丘陵地带，全市22座海拔500米以上山峰集中在东南部，其中覆卮山海拔861米为最高；市北部系堆积平原，平均海拔5米左右。全市丘陵山地约占50%,平原约占41.75%,河流湖泊占8.3%,海岸线长达40.6公里。2.3~i家***属东亚季风气候区，季风显著，气候温和，四季分明，湿润多雨。因地形复杂，光、温、水地域差别明显，灾害性天气较多，总趋势洪涝多于十旱。年平均气温16.4°C,7-8月为盛夏，最热月（7月）平均最高气温28°C,极端最高气温为39°C,最冷月（1月）平均气温4.TC,极端最低气温为-10.5°C,无霜期250天左右，一般年降雨量1400毫米以上，年平均降水天数160天,占全年的42.7%,最大年降水2116.6毫米，最小年降水量940.6毫米,常年主导风向为南风。2.4水文***地面水系有曹娥江、姚江两大水系，南部低山丘陵区和东关水网区以曹娥江、萧曹运河为主十，形成树枝和网络状河网。全市水域面积14.48平方公里，占地域面积9.42%,全市年平均径流量为8.01亿立方米，径流系数为0.46，径流量分布趋势由东南向西北递减。全市地下水年天然资源量1.05亿立方米，主要分布于曹娥江中游的河谷地带。其来源有三，即松散岩类孔隙水、红岩孔隙裂隙水和基岩裂隙水。三类出露面积731.4平方公里。全市有民用井4987口，饮用人数21.2万人。2.5工程地质***地层属浙东南地层区，在四明山脉、会稽山脉两大山脉的延伸交汇处，位于江山——***断裂带的两侧，构成两个不同属性的构造单元和地层分区。断裂带以东为浙东地区，断裂带以西为浙西北地区。***境内以前者为主，在地貌上属于浙东南火山岩低山丘陵区。地基承载力一般为7〜9T/m2。地表土层由上至下可分为杂填土层，亚粘土层，承载力为7〜9T/m2,淤泥质粘土或淤泥质粉粘土层，其承载力在5〜6T/m2。低下潜水水位距地表Im左右。本工程地址单元层共3层，各工程地质层简述如下：1-1：砂质粉土：局部为粘质粉土，浅灰色，稍密，湿，表部夹大量植物根系，十强度低,韧性差，摇震反应明显；2：砂质粉土：灰色，饱和，稍密〜中密，分选较好，含少量云母碎片，局部夹粉砂，十强度低，韧性差，震摇反应明显；1：淤泥质粉质粘土夹粉砂：灰色、流塑状，局部为淤泥质粉质粘土，含少量有机质及贝壳碎片，稍有光滑，十强度中等，韧性中等。3工程设计方案比较确定3.1管线布置3.1.1布置原则1、 依照沿线河岸走向，并考虑便于施工及今后管理和维护，减少对以后地块开发的影响。2、 管线尽可能选择线路短，起伏小，转角少的走向，以减小运行水头损失。3、 管线尽可能避开构筑物，减少拆迁量，以节省投资，加快工程进度。4、 管线穿越河道、道路，尽可能正交，并应符合河道规划通航的要求。3.1.2管道走向按照建设业主和相关规划部门的意见，管线走向以***泵站为起点，沿中心河南侧约25.0m向东敷设至直塘河堤塘，其间穿越三条河流，折90度向北，沿直塘河堤塘约5m敷设至纬五路，穿越纬五路后沿直塘河堤塘约3.5米敷设至纬三路，穿越纬三路后沿直塘河堤塘约3米敷设至纬一路，穿越纬一路后沿企业围墙约4.5米敷设至北塘河，折向东沿企业围墙外4.5m敷设设至经十三路泵站，具体走向详见管线平面布置图。本段管线全长为8576km,沿线穿越河道4条，堤塘3条，道路3条(纬一路、纬三路、纬五路)。管道走向沿线及管线转角处布置管道标志桩，标志桩间距100米。3.2污水输送方式目前污水输送方式有重力流输送方式、压力流输送方式、压力流与重力流相结合的输送方式。由于本工程污水输送十管线路长，输送方式故采用三种输送方式进行比选，推选出适合本工程实际的输送方式。重力流输送方式重力流输送方式是城市污水管网采用的最常见的方法，其最大优点是便于沿线污水的接入。由于***属平原河网城市，域内河网密布，管线穿越河道较多，本工程输送管线线路总长约7.0km,全部采用重力流方式输送，经水力计算，管线系统管径较压力流增加一档，管道沿线覆土深度平均增加2m左右，需要增设提升泵站，初步概算，中途提升泵站共计3座。使泵站占地面积、泵房设备、工程费用及运行费用增加，工程施工难度和工程施工量也增大，且今后运行管理工作也大大增加，对于长距离污水输送不宜采用。全压力流输送方式全压力流输送方式是近几年污水长距离输送主要采用的方式。它可以减少管道埋深，降低工程造价，施工方便。在技术、经济上是可行的，其缺点是不能使沿线的一些分散污染源自流接入系统内，需另建提升泵站从主十管水压线上接入本系统中或送至本系统的中途泵站的集水井内。压力流和局部重力流相结合的输送方式以压力流段为主输送污水，结合重力流段接纳沿途污水的污水输送方式是可行的。根据工程的实际情况，各市镇间都有一定距离，各分散的工业点源也是集中在一定的范围内，所以输送方式可考虑在没有污水接入的管段采用压力流输送，局部有污水需接入的管段采用重力流输送，即压力流和局部重力流相结合的输送方式。本工程污水输送方式推荐方案：按照现状污水收集系统情况分析，本次设计***污水总管从工程建设经济性、安全性、施工难易考虑采用全压力流输送方式。3.3管材比较3.3.1管材特点目前国内用于压力污水输送且适合本工程情况的管材主要有：预应力钢筋混凝土管、钢管、预应力钢筒混凝土管(简称PCCP管)、玻璃钢夹砂复合管(HOBAS)、高密度聚乙烯管(PE)等。预应力钢筋混凝土管利用先张法、后张法对环向钢筋、纵向钢筋进行张拉，使混凝土内产生预应力，从而提高管材的承载力。优点：具有抗震性好、使用寿命长，同时施工回填要求不高、价格较低。缺点：重量大，运输较困难，抗强度腐蚀能力较差，需进行一定的管基处理，且处理不当管道将脱节。螺旋焊接钢管优点：重量轻，运输方便，管道接口好处理，施工难度小、施工周期短，管基简易，运行不易爆管等特点。缺点：管道内外需做严格的防腐处理，管道温度应力明显，管道价格比预应力钢筋混凝土管高。预应力钢筒混凝土管(简称PCCP管)是由两种不同材性的材料组成的复合体，其结构形式是由薄钢板焊成的筒体并缠绕预应力钢丝，内外包混凝土和用砂浆作保护层。优点：具有高抗渗性，能承受很大的内外荷载，对施工回填要求不高。缺点：重量大，运输困难，价格较高，有一定的管基处理要求。玻璃钢夹砂复合管是一种增强复合材料管，是以树脂为基本材料，玻璃纤维及其制品为增强材料，以石英砂为填充材料制成的。优点：重量轻，承压能力好，耐腐蚀，内壁光滑，水力条件好(粗糙系数小)施工安装方便。缺点：产品生产厂距工地较远，运输距离长，管材对回填土质和回填技术要求很高，价格较高。高密度聚乙烯管(PE)优点：是一种新型的柔性排水管材，这种管材具有运费省、重量轻、施工快的特点；是典型的柔性管，故可以不设钢性基础，而以碎石、黄砂代之，管道接口采用热熔连接，不易漏水；内壁光滑，n=0.008-0.01＞水力条件好；耐腐蚀、使用寿命长。适用非开挖牵引顶管施工。3.3.2管材选择经上述几种管材的比较，在满足设计功能的前提下，高密度聚乙烯管(PE)具有重量轻，运输方便，管道接口好处理，施工难度小，施工周期短，管基简易，运行不易爆管等特点，结合本工程的施工范围内地下水情况，工业园区段由于地下水腐蚀性强，要求管材的耐腐蚀性强，故高密度聚乙烯管(PE)优于其他管材。因此本工程管材采用高密度聚乙烯管(PE管)。4工程设计一污水管线设计4.1管线设计概述设计水量本次管线设计最高日规模按1.0万m3/do设计水质COD控制在1000mg/bPH为6〜9。设计输送方式、管材、过河方式按照上述管线布置原则，管线走向及通过方案比较确定的压力流的输送方式，过河以下穿河底(或倒虹)的方式及推荐采用的管材形式进行输送管线设计。4.2管线工程工艺设计管线管径计算由于缺乏经济流速资料，以平均经济流速为依据，根据管径选择经济流速，本经济流速为0.6-1.4m/s,本次设计取l.Om/s。nj4gD=, （mm）V3.14VQ 管道设计流量（m3/s）；V 管道经济流速（m/s）D=400mm通过计算，本次设计管径取400mmo（2）管线水力计算121V=-R3i2nh=h+h总沿局h=iL沿其中：Q——输送污水最日高时设计流量（m3/s）K——2.7/Qo.n总PE管粗糙系数n=0.009；局部损失取沿程损失25%。总设计水头损失24.Om（3）地埋管线设计本次地埋管线设计基本上沿现状河道铺设，大都在农田内，施工难度小，项目所在位置地势比较平坦，农田原地面黄海标高基本上在4.50-5.60m左右。a）管道走向（详见管道平面走向图）本工程管线走向以***泵站为起点，沿中心河南侧约25.0m左右向东敷设至直塘河堤塘，其间穿越三条河流，折90度向北，沿直塘河堤塘约5m敷设至纬五路，穿越纬五路后沿直塘河堤塘约3.5米敷设至纬三路，穿越纬三路后沿直塘河堤塘约3米敷设至纬一路，穿越纬一路后沿企业围墙约4.5米敷设至北塘河，折向东沿企业围墙外4.5m敷设设至经十三路泵站，具体走向详见管线平面布置图。本段管线全长为8576km，沿线穿越河道4条，堤塘3条，道路3条（纬一路、纬三路、纬五路）。b）管道埋深：管道覆土控制在1.2m左右。（4）过河管线设计a） 压力流管道过河方式：一是采用明设管桥方式（拱管或平管），拱管或平管管外底标高按河道通航要求确定。这种形式结构简单，施工相对简便。但其景观较差，易受河道通行物碰撞，对管线运行中温度应力、水锤防止不利，同时，施工时航运有影响，日常需一定维护工作等缺点。二是采用管线倒虹下穿河底的方式，牵引距河底距离约1.5-2.0倍管径，根据河道具体情况可采用沉管或者牵引管（较大通航河道）的方法施工。这种管线过河方式具有管线隐蔽、安全，不影响航运，管线运行条件相对较好等优点。但该方式也有施工技术要求较高，投资相对较大的缺点。b） 本次方案线路穿越大小河道4处，最宽约为48m左右，最窄29m左右，考虑到管线敷设对景观的影响，过河管设计采用倒虹下穿河底，下穿河底时采用牵引施工。4.3管道基础设计（1） 管基为中粗砂或砾石砂基础，铺设厚度为30cm,管道铺设后砂坞膀120度（中粗砂振实回填至管中心夹角120）,压实度N0.95o（2） 如遇到暗浜、河底淤泥质粘土及其它不良地质条件状况时，届时根据分布范围大小,地质勘察资料，确定处理方案，常规情况下，采用换填或木桩加固处理。（3） 如遇有些地段覆土小于50cm,采用C20钢筋碇360度加固处理。4.4管道附属设施（1）排气阀设置在管线的高处和倒虹管两侧设置复合式排气阀，口径为DN50,起到排气和吸气作用，排气以保证管道内积聚的气体排除，保证管线正常运行，吸气用于管道水锤发生负压时外面空气的补进，消减水锤，保护管线设备。4.5施工技术措施地埋管道施工开挖基槽时须采取有效的维护和降水措施，一般采用明沟排水，砂质土地段的基槽应采取井点降水施工。管道施工基槽对临近已有建筑物和地下各类管线亦须采取有效的保护措施。5主要材料、设备清单5.1管道部分管道主要部分材料、设备 表5-1序号名称规格材料单位数量备注1PE管de400PE100(0.8Mpa)m8127地埋2PE管De300PE100(0.8Mpa)m3地埋3PE管de400PE100(1.6Mpa)m423牵引管4钢管DN400壁厚10m91过桥段5排气阀井①1000砖砌座96立式闸阀DN400钢制个37立式闸阀DN150钢制个18复合式排气阀SCAR-DN50球墨套12含蝶阀9排污井①1000砖砌座310阀门井①1000砖砌座111阀门井01400砖砌座312标志桩座886环境保护6.1工程建设对环境的影响1、 扬尘的影响工程施工期间，挖掘的泥土通常堆放在施工现场，直至管道埋设，短则几个星期，长则数月。堆土裸露，旱土风致，以致车辆过往，满天飞扬，使大气中悬浮颗粒含量骤增，严重影响市容和景观。施工扬尘将使附近的建筑物、植物等蒙上厚厚的尘土，使邻近居家普遍蒙上一层泥土，给居住区环境的整洁带来许多麻烦。雨、雪天气，由于雨水和雪水的冲刷以及车辆的碾压，使施工现场变得泥泞不堪，行人步履艰难。2、 噪声的影响施工期间，各类施工机械如推土机、挖掘机、打桩机、翻斗车、搅拌机等产生的噪声对作业环境及邻近的居民区产生不利影响。不同的施工阶段，施工机械设备使用的不同，其噪声影响也不同。除固定设备噪声源之外，施工运输车辆频繁进出工地，对沿途交通噪声及施工场地噪声也有较显著的影响。特别是在夜间，施工的噪声将产生严重的扰民问题，影响邻近居民的工作和休息。若夜间停止施工，或进行严格控制，则噪声对周围环境的影响将大大减小。3、 生活垃圾的影响工程施工时，施工区内劳动力的食宿将会安排在工作区域内。这些临时食宿地的水、电以及生活废弃物若没有作出妥善安排，则会严重影响施工区的卫生环境，导致工作人员的体力下降，尤其是在夏天，施工区的生活废弃物乱扔轻则导致蚊蝇孳生，重则致使施工区工人暴发流行疾病，严重影响工程施工进度，同时使附近的居民遭受蚊蝇、臭气、疾病的影响。4、 弃土的影响尽管本项目在标高设计时已考虑土方平衡，但施工期间难免有土方运输，这些土方在运输、处置过程中都可能对环境产生影响。车辆装载过多导致沿程泥土散落满地；车轮沾满泥土导致运输公路布满泥土；晴天尘土飞扬，雨天路面泥泞，影响行人和车辆过往和环境质量。弃土处置地不明确或无规划乱丢乱放，将影响土地利用、河流流畅，破坏自然、生态环境，影响城市的建设和整洁。弃土的运输需要大量的车辆，如在白天进行，必将影响本地区的交通，使路面交通变得更加拥挤。水土流失土方开挖后如不及时回填夯实，遇雨极易造成水土流失。其次，场地砂石料堆放，也可能因降雨造成流失。工程建设必须征用土地，势必造成这些土地的拥有者失去土地。6.2施工期环境影响的缓解措施1、施工噪声的控制为了减少施工对周围居民的影响，施工场址应进行合理规划，统一布局，施工机械尽可能远离施工场界及噪声敏感点。合理安排工期，尤其要控制夜间噪声，不在夜间进行打桩或其他高噪声的作业，当必须连续作业而不得不扰民时，须报当地环保局批准，并尽可能集中时间突击施工。对夜间一定要影响周围居民声环境的工地，应对施工机械采取降噪措施，同时也可在工地周围或居民集中地周围设立临时的声障之类的装置，以保证居民区的声环境质量。施工运输车辆在市区行驶应根据地方政府规定禁鸣喇叭,进出施工现场也应同样遵守规定,避免可控制的噪声污染。2、 施工现场废弃物处理工程建设需要人工数决定于工程承包单位的机械化程度。管线工程施工时可能被分成多段同时进行，工程承包单位将在临时工作区域内为劳力提供临时膳宿。项目开发者及工程承包单位应与当地环卫部门联系，及时清理施工现场的生活废弃物；工程承包单位应对施工人员加强教育，不随意乱扔废弃物，保证工人工作生活环境卫生质量。3、 减少扬尘工程施工中沟渠挖出的泥土堆在路旁，旱季风致扬尘和机械扬尘对沿线尘土飞扬，影响附近居民和工厂。为了减少工程扬尘对周围环境的影响，建议施工中遇到连续的晴好天气又起风的情况下，对弃土表面洒上一些水，防止扬尘。工程承包者应按照弃土处理计划，及时运走弃土，并在装运过程中不要超载，防止沿程弃土满地，影响环境整洁，同时施工者应对工地门前的道路环境实行保洁制度，一旦有弃土、建材撒落应及时清扫。4、 倡导文明施工要求施工单位尽可能地减少在施工过程中对周围居民、工厂、学校影响，提倡文明施工,做到“爱民工程”，组织施工单位、街道及业主联络会议，及时协调解决施工中对环境影响问题。5、 制定弃土处置和运输计划工程建设单位将会同当地有关部门，为本工程的弃土制定置计划，弃土的出路主要用于筑路，小区建设等。分散于各个建设工地的弃土运输计划，将与公路有关部门联系。避免在行车高峰时运输弃土和建筑垃圾。项目开发单位应该与运输部门共同作好驾驶员的职业道德教育，按规定路线运输，按规定地点处置弃土和建筑垃圾，并不定期地检查执行计划情况。施工中遇到有毒有害废弃物应暂时停止施工并及时与地方环保、卫生部门联系，经他们采取措施处理后才能继续施工。6、 保护农业、土壤为减少工程施工对农业、土壤的破坏，施工作业时，要制定分层取土，分层堆放、分层回填的施工制作制度，并严格监督执行。坚决制止乱挖乱堆，破坏土壤结构的作业行为，采取有效措施，将农业损失和土壤破坏程度控制在最低水平，力争工程竣工后较短的时间内土壤肥力得到恢复。7、恢复植被在工程施工过程中毁坏的树木和植被，工程施工后必须尽快植树造林，把植被覆盖率迅速恢复到原有的水准，最大限度减少水土流失和土壤退化。7劳动保护从1995年1月1日起，《中华人民共和国劳动法》正式实行，其中对操作工人的劳动安全生产进行法律保护。本工程设计，其劳动安全卫生设施必须符合国家规定的标准。1、 在检修较深的水池及检查井时，先进行机械通风换气，满足劳动保护的换气要求后，工人方可入内检修。2、 对于一些密封结构，通风条件差的场所，采取机械强制通风。此外，安全生产与劳动保护方面要加强对职工的法制教育，包括在建设期及运行管理期，其内容如下：编制和执行各种有关施工安全的政策大纲及各方面应负的责任；对全体职工进行安全培训、事故和偶发事件报告；颁发和使用安全设备如安全帽、安全鞋等；任命安全监理和安全检查员。8节能8.1节能目的综合利用、节约能源是我国国民经济发展的重大决策，也是社会主义现代化建设中的一个长期基本国策。1997年11月1日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过了《中华人民共和国节约能源法》，并于1998年1月1日开始施行。它从法律上规范了全国人民的节能行为，使我国的节能、综合利用能源走上有序的轨道。《国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》中明确指出“落实节约资源和保护环境基本国策，建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会”。“强化能源节约和高效利用的政策导向，加大节能力度。通过优化产业结构特别是降低高耗能产业比重，实现结构节能；通过开发推广节能技术，实现技术节能；通过加强能源生产、运输、消费各环节的制度建设和监管，实现管理节能”。2006年国务院又颁布了《国务院关于加强节能工作的决定》（国发〔2006〕28号）进一步明确了要“深入贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策，调动社会各方面力量进一步加强节能工作，加快建设节约型社会”，实现“十一五”规划纲要提出的节能目标，促进经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道。并且提出到“十一五”期末，万元国内生产总值(按2005年价格计算)能耗下降到0.98吨标准煤，比“^一五”期末降低20%左右，平均年节能率为4.4%。国家发展和改革