污水收集管网设计重难点分析及应对措施

污水收集管网设计重难点分析及应对措施

一、污水收集管网设计重难点分析

污水管网能否最大限度收集污水，保证后续污水处理厂安全稳定运行，取决于管网设计的合理性、准确性及施工的可操作性，并确保施工能按期完成，启动污水管网工程之前要做好设计工作，避免因设计方案或图纸错误给施工带来的诸多不便，故在设计管网布局及走向时要顾及到污水收集点、周围建筑、交通等因素的限制，收集管网设计重点难点详见下表：

污水收集管网设计重点难点分析表

小结：由上表分析可知管网设计时需注意的重点难点，确保管网设计的合理性及可操作性。

二、应对措施

1、排水管网布置原则

（1）按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；

（2）先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从主干管到干管到支管的顺序进行布置；

（3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小；

（4）规划时要考虑到使渠道的施工、运行和维护方便；

2、排水管网定线考虑因素

在进行定线时，要在充分掌握资料的前提下综合考虑各种因素，使拟定的路线能因地制宜地利用有利条件而避免不利条件。

通常影响污水管平面布置的主要因素有：地形和水文地质条件；城市总体规划、竖向规划和分期建设情况；排水体制、线路数目；污水处理利用情况、污水处理厂和排放口位置；排水量大的地区和公建情况；道路和交通情况；地下管线和构筑物的分布情况等。在一定的条件下，地形是影响定线的主要因素：

（1）充分利用地形，在整个排水区域较低的地方布设主干管及干管，便于支管的污水自流接入；

（2）地形复杂时，布置成几个独立的排水系统；

（3）若地势起伏较大，布置成高低区排水系统，高区不宜随便跌水，利用重力排入污水厂，减少管道埋深；

（4）个别低洼地区应局部提升。另外，管道定线还需要综合考虑街道宽度、交通等情况。结合江河的走向，合理布置管线，减少施工难度，同时对不同的布置方案进行技术经济比较，寻求更为合理的管线布置方法。

3、污水主干管定线

本地区布设排水管段的区域具有明显的坡度走向，地势自西北向东南逐渐降低，河流处在该地区东南角，流向为自西南到东北，为排水创造了很好的条件和可能，经分析，本城市的排水管道采用合流制的排水体制，每区污水经街道管及干管收集后由主干管输送到污水处理厂后集中排放。综合考虑该区的地形，地貌，坡度，污水厂的位置与可能的埋设深度等因素，污水主干管选择道路处埋设。

4、污水干管定线

由于各区具有明显的坡度走向，故各区污水干管的布置宜充分利用这种地形顺坡铺设，使每个街坊的污水尽量能够自流排出。各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。

5、水力学计算要求

（1）设计充满度

在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度。当h/D=1时成为满流，当h/D<1时成为非满流。其中雨水管道按满流设计，污水管道按非满流设计。我国最大设计充满度的规定如下表：

（2）设计流速

污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速

增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。根据国内污水管道实际运行情况的监测数据并参考国外经验，污水管道的最小设计流速定为0.6m/s。

（3）最小管径

一般在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小。根据养护经验证明，管径过小极易堵塞。此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。另外街道下的最小管径为300mm，当设计服务面积小于此管径对应服务面积时，可直接采用最小管径以及它对应的最小坡度不进行水力计算。

（4）最小坡度

在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。规定管径200mm的最小设计坡度为0.004，管径300mm的最小设计坡度为0.003。

（5）污水管道埋设深度

污水管道的最小覆土厚度一般满足三个因素要求：

1）防止管道内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道；

2）防止地面荷载而破坏管道；

3）满足街区污水连接管衔接的要求。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7～8m。

6、水力学计算过程

（1）根据流量选择合适管径及流速，

结合水力学计算表查找相应坡度与充满度。

（2）充满度h=D·h/D

（3）降落量=I·L

（4）地面标高根据地区排水管道设置平面图，通过内插法求得每条管段两端的地面标高。

（6）管内底标高：管内底标高=地面标高-埋设深度

（7）水面标高：水面标高=地面标高-管内底标高+充满度

7、管材设计

混凝土管与钢筋混凝土管：预制混凝土管和钢筋混凝土管的直径范围为150～2600mm，为了抵抗外压力，管径大于400mm时一般配加钢筋，制成钢筋混凝土管。混凝土管与钢筋混凝土管的管口形状有平口、企口、承插口等。混凝土管的原料充足，设备、制造工艺简单，所以被广泛采用。但两种管材的主要缺点是抗酸、碱浸蚀及抗渗性能较差、关节较短、接头多。在地震强度大于8度地区及饱和松砂、淤泥、冲