水生态保护修复工程（二期）厂站进水管网设计说明

项目概况近年来，垫江县大力整治龙溪河并取得了显著效果，龙溪河水质总体有明显的改善，为了巩固已取得的治理成果，还需对龙溪河现存污染源进行梳理和整治，进一步稳固已取得的治理成果，稳定龙溪河流域水质。经现场排查与分析，龙溪河流域现状污染源主要有以下几个方面：（1）目前龙溪河流域高峰镇、砚台镇、包家镇、黄沙镇段沿岸的养殖废水未得到治理直接进入龙溪河，水质较差，对龙溪河水质存在一定影响。（2）现部分场镇居民在沿岸河滨带开垦种植，过程中使用的农药、化肥经地表径流汇入龙溪河，造成污染。同时也破坏了河岸生态和环境美观，影响了龙溪河的整体观赏性。（3）现沿岸部分村落生活污水为自然排放，未经处理直接流入龙溪河，对龙溪河水质存在较大影响。龙溪河及其支流（高峰-六剑滩）水生态保护修复工程（二期）项目，设计要点在于“防、治结合”。主要分为两个部分：污水处理站设计和水生态植物设计。防：在于重要污染点、面源的污水不直接排入现状水体，通过修建污水管道和污水厂站，收集、处理原始污水；治：在于对现状水体进行生态处理，通过种植各类水生植物的辅助手段提高水体自净能力，达到美观和环保的目的。本篇为污水处理站进水管网设计。本次新建一段污水管网，从附近现状市政污水管网顺接，使污水不再直接排入河道，而是流入污水处理站进行处理，达标处理水再排入河道。设计依据及规范资料依据（1）与业主签订的合同；（2）现场踏勘资料；（3）业主提供的地形图等资料；（4）《龙溪河及其支流（高峰—六剑滩）水生态保护修复工程（二期）岩土工程勘察报告（直接详细勘察）》四川宏图都市建筑设计有限公司，2022年10月；（5）《龙溪河及其支流（高峰-六剑滩）水生态保护修复工程（二期）初步设计》四川宏图都市建筑设计有限公司，2022年2月。规范依据（1）《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-2016）；（2）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2017）；（3）《城市给水工程项目规范》（GB55026-2022）；（4）《室外给水设计标准》（GB50013-2018）；（5）《室外排水设计标准》（GB50014-2021）；（6）《城乡排水工程项目规范》（GB55027-2022）；（7）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；（8）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；（9）《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141-2008)；（10）《混凝土结构设计规范》（GB50010–2010）（2015年版）；（11）《检查井盖》（GB/T23858-2009）；（12）《城市防洪工程设计规范》（GB/T50805-2012）；（13）《城镇内涝防治技术规范》（GB51222-2017）；（14）《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）；（15）《建筑与市政工程抗震通用规范》（GB55002-2021）；（16）《埋地塑料排水管道工程技术规范》（CJJ143-2010）；（17）《山地城市室外排水管渠设计标准》（DBJ50/T-296-2018）；（18）《市政公用工程设计文件编制深度规定》2013年版；（19）《重庆市政工程施工图设计文件编制技术规定》2017年版；（20）《重庆市建设领域限制、禁止使用落后技术的通告（2019年版）》；（21）《房屋建筑和市政工程勘察设计质量通病防治措施技术手册（2021年版）》。初步设计评审意见及意见执行情况本项目初步设计文件由垫江县高峰镇政府、生态环境局和业主单位联合会议审查，厂站进水管网部分无修改意见。设计范围及内容设计范围本项目为龙溪河及其支流（高峰-六剑滩）水生态保护修复工程（二期），包含污水处理站设计和水生态植物设计，本篇为污水处理站进水管网设计。污水处理站服务范围为垫江县高峰镇大井村居民生活污水。设计内容龙溪河及其支流（高峰-六剑滩）水生态保护修复工程（二期）污水处理站进水管网设计内容包含：管网平面、管网纵断面、管道附属设施等。气象水文垫江县属属亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，四季分明，春早冷暖多变，夏热常有干旱发生，秋凉多连绵阴雨，冬冷无严寒。2020年平均气温17.1°C，极端最高气温为37.9°C，极端最低气温为-1.7°C，无霜期318天，平均降水量1259.6毫米。垫江县地处低山丘陵，境内溪河纵横，沟渠密布。流域面积50平方公里以上的河流有11条（分别为大沙河、三汇河、回龙河、桂溪河、卧龙河、打渔溪、余马河、断石河、长龙河、石宝河）。龙溪河发源于梁平区明达镇马村文家沟，从普顺镇半节桥入境，从包家镇六剑滩出境，途径11个乡镇，全流域面积1189.85平方公里，年径流总量8.08亿立方米，年平均流量25.07立方米/秒。垫江县境内所有溪河均属龙溪河水系，在垫江境内汇入龙溪河的一级支流有桂溪河、长龙河、大沙河、回龙河、卧龙河；打渔溪通过进入长寿区后汇入龙溪河（长寿段）；龙溪河全流域垫江境内共有123座小（二）型及以上水库，其中中型水库3座，小（一）型水库22座，小（二）型水库98座；在本方案编制范围内的11个乡镇中，涉及小（二）型及以上水库57座，其中中型水库1座、小（一）型水库12座、小（二）型水库44座。排水管网概况总体分析排水规划项目区暂无排水规划资料。本次设计涉及排水管网仅为污水。排水总体分析及现状概况本次高峰镇大井村污水处理站服务于大井村居民，现状居民生活污水已由出户管引至污水收集干管，本次设计污水管线起点为现状污水收集干管下游段的某检查井，施工时封堵其现状下游管道，将上游污水引至污水处理站。设计原则（1）本次排水采用雨污分流体制。（2）排水管网设计应满足地区经济和社会长远发展的需要，同时注意远期发展与分期实施相结合的原则。排水管道均按远期设计，并能适应片区建设需要，考虑分期实施的可能性。（3)排水管网充分考虑区域排水现状及地块建设的情况，结合地块建设规划，在排水管道断面、平面布置、高程布置上适应功能的需要和接入的可能性、便利性。（4)排水管网设计注意技术性与经济性相结合。尊重事实，在满足设计标准的前提下，尽量考虑利用现有管网体系和排水设施，并将其整合以发挥功能。（5)设计选材在不断总结科研和工程实践的基础上，既考虑技术发展的趋势，积极推动新技术、新工艺、新材料的应用，同时又兼顾经济投入的合理性。不得使用淘汰产品及与国家产业政策不符的材料和产品。（6)排水管道的平面、高程布置充分考虑各种城市管线的敷设走廊，在考虑经济性的同时预留足够的空间，为管线综合提供条件。排水工程设计设计年限本工程为改建区域永久性市政排水工程设计，排水系统规模依据控制性详细规划确定的远期年限范围进行设计。管道结构设计使用年限50年，安全等级不低于二级。排水体制本工程排水体制采用雨、污水分流制，雨、污水管网分别自成体系，本次仅设计污水管。排水计算参数基本设计参数最大设计流速根据《室外排水设计标准》（GB50014-2021），金属管道宜为Vmax=10m/s，非金属管道宜为Vmax=5m/s。根据《山地城市室外排水管渠设计标准》（DBJ50/T-296-2018），金属管道宜为Vmax=10m/s；塑胶管道用于排放雨水时为Vmax=8m/s，用于排放污水时为Vmax=6m/s；钢筋混凝土管道Vmax=5m/s。最小流速根据《室外排水设计标准》（GB50014-2021）,污水管道在设计充满度下为Vmin=0.6m/s，雨水管道在满流时为Vmin=0.75m/s。排水压力管道设计流速宜采用0.7～2.0m/s。根据《山地城市室外排水管渠设计标准》（DBJ50/T-296-2018），排水压力管道设计流速不小于0.75m/s。。3）雨水管道按满流设计；污水按非满流设计，其最大设计充满度按下表：管径(mm)最大设计充满度200～3000.55350～4500.65500～9000.70≥10000.754）最小管径与最小设计坡度：城市市政排水管最小管径控制在d400，乡镇排水管可放宽至d315，最小设计坡度控制在i=0.003。5）本工程排水管道均采用管顶平接。污水系统设计参数根据《城市给水工程规划规范》（GB50282-2016）,城市最高日用水量的预测可采用单位人口综合用水量指标法、单位用地综合用水量指标法等。1）单位人口综合用水量指标法Q=q1×P城市综合用水量指标q1[万m3/(万人·d)]区域城市规模超大城市P≥1000特大城市500≤P＜1000大城市中等城市50≤P＜100小城市Ⅰ型300≤P＜5000Ⅱ型100≤P＜300Ⅰ型20≤P＜50Ⅱ型P＜20一区0.50～0.800.50～0.750.45～0.750.40～0.700.35～0.650.30～0.60.25～0.55二区0.40～0.600.40～0.600.35～0.550.30～0.550.25～0.50.20～0.450.15～0.40三区0.30～0.500.25～0.450.20～0.400.15～0.35注:▶一区包括:湖北湖南、江西、浙江、福建、广东、广西壮族自治区、海南、上海、江苏、安徽;▶二区包括:重庆、四川、贵州、云南、黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏回族自治区、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东地区;▶三区包括:新疆维吾尔自治区、青海、西藏自治区、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西地区。▶本指标已包括管网漏失水量。▶P为城区常住人口,单位:万人。垫江县位于重庆市，属于二区。各镇乡属于小城市，根据表格取综合用水量0.3[万m3/(万人·d)]。2）单位用地综合用水量指标法Q=10-4×Σqi×ai不同类别用地用水量指标qi[m3/(hm2·d)]类别代码类别名称用水量指标R居住用地50～130A公共管理与公共服务设施用地行政办公用地50～100文化设施用地50～100教育科研用地40～100体育用地30～50医疗卫生用地70～130B商业服务设施用地商业用地50～200商务用地50～120M工业用地30～150W物流仓储用地20～50S道路与交通设施用地道路用地20～30交通设施用地50～80U公共设施用地25～50G绿地与广场用地10～30项目区主要为居住用地、绿地。3）本次设计污水管网为农村生活污水收集干管，拟采用单位人口综合用水量指标法。污水量计算城市综合污水量计算以城市综合用水量标准为基础，排污系数按90%考虑，浇洒及绿化污水不进入污水系统。根据《室外排水设计标准》（GB50014-2021），完全分流制污水管道设计流量计算公式：Qmax=Ks×Qave×Kz（L/s）式中：Qmax：设计污水流量（L/s）——最高日最高时污水秒流量Qave：平均日平均时污水流量（L/s），根据综合污水量标准q计算Qave=q×流域计算人口数（人）/(24×3600)（L/s）q=城市综合供水量标准×90%（L/Cap.d）Ks：雨水渗入量系数，取1.1Kz：总变化系数，按下表取值总变化系数表污水平均日流量（L/s）5154070100200500≧1000总变化系数Kz2.72.42.12.01.91.81.61.5根据业主方提供的人口，工艺篇章论证了水厂规模，定为50m3/d。所以本项目污水管道设计流量Qmax=1.1×50×1000/86400×2.7=1.72L/s。排水平面设计排水管线应合理定线，使污水管线尽量短、直，快速排入污水处理站，减少沿途构筑物数量，减少渗漏的可能。以现状管网的拐弯处（该检查井位于聚贤阁生态园北侧）检查井为本次新建污水管网的起点，终点接污水站格栅沉砂池，沿线避开现状民用建筑和砼坝。具体详排水总平面图或污水管道平面图。排水纵断面设计为避免格栅沉砂池埋深过大，结合本项目进水量，本次污水管道设计坡度定为0.011，设计流速满足0.6m/s≤V≤5m/s。埋设深度按管顶覆土≥0.6m控制，若现场实际覆土小于0.6m，管道应选取更大的环刚度，以满足承载能力。当跌落水头大于1.0m、管内计算流速超过最大设计流速时，采取跌水消能措施。污水管道水力计算污水管道水力计算公式（非满流）：Q=vA（L/s）水力计算按曼宁公式：（m/s）当h﹤D/2时，过水断面A=（θ－sinθcosθ）r2（㎡）水力半径：（m）当h﹥D/2时，过水断面A=（π－θ＋sinθcosθ）r2（㎡）水力半径：（m）n：管材粗糙系数，塑料管道取0.01，钢筋混凝土管道取0.013。污水管道水力计算表管段编号服务面积（hm2）设计流量（L/s）设计管径（内径）（mm）设计坡度（‰）充满度（h/D）水深h(mm)设计流速（m/s）W-1～W-9-1.72300110.08240.65管材、基础及接口管道断面形式排水管道均采用圆形断面，设计图中排水管道均以d表示公称直径。管材本次本工程排水管道采用高密度聚乙烯缠绕增强管（HDPE管）(S≥8kN/㎡)。高密度聚乙烯缠绕增强管（HDPE管）的制造及安装应满足《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》（CECS164：2004）和《埋地塑料排水管道工程技术规程》(CJJ143-2010）中的相关规定。管道基础管道位于车行道下时最小覆土厚度为0.7m，位于非车行道下时最小覆土厚度为0.6m。一般管顶覆土深度在0.6（0.7）～6.0m的管道采用180°砂垫层基础；管顶覆土深度小于0.6m（0.7m）或大于6.0m的管道需增加环刚度，采用S≥10kN/㎡。管道接口高密度聚乙烯缠绕增强管（HDPE管）采用弹性密封橡胶圈承插接口连接或根据厂家提供的技术要求连接。塑料管与检查井的连接可采用“中介层”作法。抗震项目区位于垫江县，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，特征周期为0.35s。管道采用塑料管且为柔性接口，根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）第1.0.8条、10.1.4条，可不进行抗震验算。附属构筑物检查井（1）管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离设置检查井。（2）井深小于2.0m的雨、污水检查井采用浅型矩形检查井，井深为2.0m～5.1m的雨、污水检查井采用深型矩形检查井。检查井井筒采用C30素混凝土现浇，收口部分采用C30混凝土砌块收口，流槽可采用C30混凝土现浇。井深大于5.1m的雨、污水检查井采用钢筋混凝土检查井。若无特别注明，检查井要求地基承载力不应小于200kPa。（3）采用防盗型球墨铸铁井盖及盖座，并应符合《检查井盖》(GB/T23858-2009)中的要求。人行道上井盖等级不低于C250；车行道上井盖的等级不低于D400。爬梯采用球墨铸铁材质。（4）井盖上标注内容及字体大小、字型等由建设单位确定，井盖应设有通气孔。除图纸注明外，井盖直径为800mm。（5）检查井内设防坠网，防坠网直径应与所在排水检查井井口直径一致，膨胀螺栓及不锈钢吊钩必须装在坚硬结实的结构内，以保证足够拉力。防护网由高强度防腐聚乙烯或高强度尼龙绳编织而成，呈蜘蛛网结构，孔隙间距不宜大于10cm，以保证满足较大过水能力且承重不小于150kg。安装完毕后，用不低于150千克的重物置于防坠网中3～5分钟，检查井筒壁膨胀螺栓、不锈钢吊钩和窨井防坠网不得有松动滑落。要求井筒壁无破损膨胀挂钩不松不折，窨井防坠网无破裂，方达到使用要求。（6）要求检查井井盖井座采用销轴连接，并采用防盗型球墨铸铁井盖。要求井盖与井圈接触处嵌套弹性胶条(厂家配套供货)，避免车轮轧过发出噪响。要求井圈、井盖安装平整，不得出现与路面高差不一致的现象。(7)工程竣工验收前，施工、监理等相关单位应重点对车道内检查井井盖与周围路面的平整性进行测查和评价，发现问题必须整改到位。（8）车行道检查井应进行加固处理，做法见《井圈钢筋混凝土板大样图》。人行道不需要设置C30井圈钢筋混凝土板，采用素混凝土座浆即可。测试与试验所有的材料、产品均应有出厂检验合格证书，进场应按相关程序进行进场检验。管道弹性密封橡胶圈承插接口在安装完毕后，须进行接口的