1. 管道管径是否合理?这要看参数进行计算。 2. 管径变换及坡度是否合理,即 不要频繁的变径和坡度,这给施工带 来不便。 3. 是否采取管顶平接。管道跌水水头为 1.0〜2.0m时,宜设跌水井; 跌水水头大 于2.0m时,应设跌水井。管道转弯处不宜设跌水井。 4. 雨水井井底比管道是否降250mm,污水井是否做流槽。 5. 雨水口间距宜为25〜50m。连接管串联雨水口个数不宜超过 3个。 雨水口连接管长度不宜超过 25m。但当道路纵坡大于0.02时,雨水 口的间距可大于50m。 6. 复合最终排出口能否排出。 7. 首先要确定市政接入点的高程,之后在确定要做的范围内的排水最 高点的高程。根据规戈确定主干线位置,再确定支线位置,干线做 管网平差,在允许的范围内把坡度尽量做大些。 同时要考虑雨水管道 与污水管交叉处是否能通过。
室外给排水管道工程设计分析 一、给水管道工程 1、管径确定 管径确定时应考虑远近期结合,同时照顾经济性和可靠性。管径确 定涉及设计供水量及经济流速的确定。 设计供水量根据下列各种用水确定: (1) 综合生活用水:包括居民生活用水和公共建筑用水。 根据居 民生活用水定额或综合生活用水定额及最高日时变化系数综合分析 确定。 (2) 工业企业生产用水和工作人员生活用水: 生产用水量根据生 产工艺要求确定;工作人员生活用水量(含淋浴用水量)根据车间性 质确定。 (3) 消防用水:消防用水量、水压及延续时间等根据现行有关规 定确定。 (4) 浇洒道路和绿地用水:根据路面、绿化、气候和土壤等条件 确定。 (5) 未预见水量及管网漏失水量:按最高日用水量的百分比计。 管段的直径按下式计算:
式中D----管段直径(m) q----管段流量(m3/s) v----流速(m/s)
应综合考虑管网造价与经营费用,确定经济流速,从而确定经济管 径,使管网造价与经营费用之和为最小。 设计时常采用平均经济流速 来确定管径,当 D=100~400mm 时,平均经济流速取 0.6~0.9m/s ; 当D>400mm时,平均经济流速取 0.9~1.4m/s,大管取大值,小管 取小值。 2、管材选用 设计时应结合各种管材的特性做到管材选用经济、 合理。埋地管道 长年累月承受输送液体内压、泥土及地面荷载的外压、高温变化引起 的拉 伸应力以及地基的不均匀沉降等产生的综合应力,还要承受水锤 冲击力,因此管材首先应有足够强度。同时结合建设要求做到经济合 理。 室外给水管道常用管材有承插式给水铸铁管、 球墨铸铁管、焊接钢 管、镀锌钢管、预应力(自应力)钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管、 复合管等。 (1) 承插式给水铸铁管:具有较高的机械强度及承压能力,有较 强的耐腐蚀性,接口方便,易于施工。其缺点在于不能承受较大的动 荷载及质脆。按制造材料分为普通灰口铸铁管和球墨铸铁管, 较为常 用的为球墨铸铁管。 (2) 钢管:其优点是耐高压、耐震动、薄而轻及管节长而接口少; 缺点是易锈蚀影响使用寿命、价格较高,故需做严格防腐绝缘处理。 钢管一般用于管径要求大、受水压力高路段,及穿越铁路、河谷和地 震区等管段。 (3) 预应力和自应力钢筋混凝土管:优点是抗渗性和耐久性能好, 不会腐蚀及腐烂,内壁不结垢等,缺点是质地较脆易碰损、铺设时要 求沟底平整,且需做管道基础及管座,常用于大型输水系统。 (4) 玻璃钢管:指玻纤维增强树脂塑料管,这种管材优点在于重 量轻,抗腐蚀,安装容易,缺点是刚度小,管道基础要求较严。大口 径玻璃钢管在源水引用管道上使用较多,而在供水管网中使用较少。 (5) 塑料管:其优点在于具有表面光滑、输送流体阻力小、耐腐 蚀、重量轻、接口方便等,缺点在于质脆、易老化。主要有硬聚氯乙 烯管(UPVC)、聚乙烯管(PE)等。 (6) 复合管:室外给排水工程中常用的有镀锌钢管衬塑复合管、 孔 网钢带塑料复合管。 (a)镀锌钢管衬塑复合管:镀锌钢管衬塑有两种方式,一种是内 喷衬聚乙烯,另一种是热镀锌钢管内经特殊过盈级配合工艺, 复合挤 压聚乙烯、聚丙烯管,目前国内均有此两种方式的产品,前种衬涂层 不易粘牢,不易衬匀,容易分层;后一种方式效果较好,而管件采取 内喷衬聚乙烯。 管材组装也有两种方式,一种是通常壁厚的热镀锌钢管及管件, 内挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层后,仍套丝连接,价格较贵;另一种 是薄壁热镀锌钢管及管件,内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙 烯管或喷衬聚乙烯层,管材不套丝,采用快速接头工艺,管道装拆快 捷,价格低廉,综合价格类同镀锌钢管,有良好的适用前景,但管外 壁及管端面的防腐问题没有根本解决。 (b)孔网钢带塑料复合管:是以高密度聚乙烯为基体,以冲孔后 的冷轧钢带焊接而成的网状钢管为增强体,经挤出成型连续复合而 成,内外壁塑料通过金属骨架上的孔形成一体。 它具有钢管的机械强 度,又具有塑料管的耐腐蚀性,可适用于DNC 200mm的配水管道及 室内冷水主立管道上使用。此类管材安装时,切断的端面应作严格的 防锈处理,但在今后管道不停水引接分支管时, 孔口切面锈蚀问题就 无法处理,这将是此类管材应用中的弱点。
3、设计时需注意的问题 1) 混凝土支墩设置: 给水铸铁管特别是球墨铸铁管在室外给水管道工程中应用较为广 泛。一般在施工较大口径的室外给水铸铁管时,多在如下位置处:如 管道系统的水平弯头、三通、管道末端及返弯处需设置混凝土浇注的 支墩。 支墩的作用主要是消除由于管内水的压力或土壤条件较差, 使在上 述的部位产生一将管道沿其水流切线方向外推的力, 而导致管道接口 处松动。一般在管径大于350mm及在松软土壤敷设时考虑设置。 2) 钢管防腐:
在管径要求大、受水压力高路段,及穿越铁路、河谷和地震区等管 段较常采用钢管敷设。钢管埋地敷设时,管材会受到土壤、地下水的 浸蚀,同时还会受到地下杂散电流的影响, 使金属表面产生电化学作 用而损坏金属表层,故必须采取能隔绝对管道腐蚀及减少杂散电流对 管道电化作用的防腐绝缘层,以延长管道使用寿命。 埋地钢管一般采用水泥砂浆内防腐,外防腐一般采用石油沥青及环 氧煤沥青,分普通级、加强级、特加强级三个等级,设计时应根据具 体情况合理选择。 二、排水管道工程设计 1、 排水体制的选择 排水工程设计应以批准的当地城镇 (地区)总体规划和排水工程总 体规划为主要依据。排水体制(分流制或合流制)的选择,应更根据 城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、 原有排水设施、污 水处理和利用情况、地形和水体等条件,综合考虑确定。新建地区的 排水系统宜采 用分流制。 2、 排水量确定 现就分流制体制的排水量确定进行分析。 (1) 污水设计总流量Q( L/s) Q=Q1+Q2+Q3
其中:Q1为居住区生活污水设计流量(L/s)。按下式计算 Q仁nXNXKz / (24 3600) n----污水定额(L/(人*d)),含居民生活污水定额和综合生活污水
定额,可按当地用水定额的80%~90%采用。 N ----设计人口数
Kz----生活污水量总变化系数,按《室外排水设计规范》有关规定 计取或按实际数据采用。 Q2为工业企业内生活污水量、淋浴污水量(L/s)。应与国家现行 的《室外给水设计规范》的有关规定协调。 Q3为工业企业的工业废水量(L/s )。工业废水量级及其总变化系 数应根据工艺特点确定,并与国家现行的工业用水量有关规定协调。 (2) 雨水设计流量Q ( L/s)
按下式计算: Q=F^ qx® 其中:1 F为汇水面积(ha) 其划分应结合地形坡度、汇水面积的大小及雨水管道布置等情况划 定。地形较平坦时,可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积; 地形坡度较大时,应按地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。 2®为径流系数。按《室外排水设计规范》有关规定计取。 3 q为设计暴雨强度(L / (s* ha))。按下列公式计算: q=167A1 (1+ClgP ) / (t+b) n 式中t---降雨历时(min )。t=t1+mt2 , t1为地面集水时间,一般 取5~15min ; m为折减系数,暗管取2,明渠取1.2; t2为管渠内雨 水流行时间。 3、管材选用
室外无压排水管一般很少采用金属管,只有当排水管道需要承受较 高压力或对渗漏要求严格的地方(如污水泵站的进水管和出水管等) 才采用金属管材。较为常见的为混凝土及钢筋混凝土管,近几年,双 壁波纹管、HDPE高密度缠绕管等也在室外排水工程中得到较为广泛 的应用。现就钢筋混凝土管、双壁波纹管、HDPE管三种管材的技术 性能比较情况列表如下: 管材项目钢筋混凝土管HDPE管双壁波纹管备注 优点1.造价低1. 1.管道粗糙系数较小,同等流量下管径比混凝土管 小1~2级;2. 2.管材柔韧性好,单节长,接口少,且接口为电熔接口, 抗地基沉降性能强,抗渗性能好;3. 3.无需混凝土基础,且管材质量 轻, 施工方便;4. 4.耐腐蚀、抗老化性能好,管材强度高,使用寿命 长。5. 1.管道粗糙系数较小,同等流量下管径比混凝土管小1~2级; 6. 2.管材柔韧性好,单节长,接口少,且为橡胶圈接口,抗地基沉降 性能强;7. 3.无需混凝土基础,且管材质量轻,施工方便;4.耐腐蚀、 抗老化性能好,管材强度高,使用寿命长。 缺点8. 1.管材抗压、抗渗性能较差; 2.抗地基沉降性能较差,易渗 漏,日后养护维修费用较高; 3.管材较重,且为混凝土基础,接头 多,施工较困难。9. 1.造价高1.造价高2.不适用于大口径排水管。 综合造价420.04元/米 668.84元/米506.31元/米 管径D600 设计时应根据建设要求结合各种管材的特性做到管材选用经济、 合 理。 4、设计时需注意的问题
(1) 钢筋混凝土管接口选择 用于排水的混凝土管的管口形式常用的有平口管、 企口管和承插口 管。管口形状不同,接口的方法也不同。管道接口一般分为柔性接口、 刚性接口、半柔性接口三种。橡胶圈接口、沥青油膏、石棉沥青卷材 接口等均为柔性接口,刚性接口常见的有水泥砂浆、 钢丝网水泥砂浆 抹带接口,而石棉水泥接口则为半柔性接口。对于接口要求强度较高、 严密性闭水性较好的污水管道宜采用柔性或半柔性接口。 (2) 管线高程控制