园林给排水工程施工：污水管与雨水管设计与特点分析

施工必备知识点

进行污水管渠系统规划设计时,首先要在总平面上进行污水管渠系统的平面布置。

1.污水管

(1)污水管布置

1)在地势平坦、无明显分水线的地区,应使干管在合理的埋深情况下,根据地形及城市和工业区的竖向规划,划分排水流域,形成排水区界。排水区界是指排水系统设置的边界,排水界限之内的面积即为排水系统的服务面积,它是根据建筑界线确定的。

2)管道的布置应遵循以下原则:充分利用地形,在管线较短、埋深较小的情况下,使污水能够自流排除。

3)污水管的布置形式如图4-67所示。

图4-67 污水管布置形式

图4-68 污水管平行式布置

1—支管 2—干管 3—截流干管 4—主干管 5—出口渠 6—溢流口 7—泵站 8—污水处理 9—污水灌溉田 10—河流

图4-69 污水管正交式布置

4)污水支管的布置形式。污水支管的布置形式因地形建筑平面布局和用户接管方式而定,如图4-70所示。

图4-70 污水支管的布置形式

图4-71 底边式支管布置

图4-72 穿坊式支管布置

图4-73 坊式支管布置

(2)污水管道敷设

1)污水管道一般沿道路敷设并与道路中心平行。在交通繁忙的道路下应避免横穿埋置污水管道,当道路宽度大于40m且两侧街区都需要向支管排水时,常在道路两侧各设一条污水管道。

2)街道下常有多种管道和地下设施,这些管道和地下设施互相之间以及与地面建筑之间应当很好地配合。

3)污水管道与其他地下管道或建筑设施之间的相互位置,应满足图4-74所示的规定。

图4-74 污水管道与其他地下管道或建筑设施之间的相互位置规定

4)在寒冷地区,必须防止管内污水冰冻及因土壤冰冻膨胀而损坏管道。污水在管道中冰冻的可能性与土壤的冰冻深度、污水水温、流量及管道坡度等因素有关。因污水水温冬季也在40℃以上,所以没有必要将污水管道埋在冰冻线下。

5)为防止管壁受荷载过大,管顶需有一定的覆土厚度,取决于管道的强度、荷载的大小及覆土的密实程度等。

6)在气候温暖的平坦地区,管道的最小覆土厚度取决于房屋排出管在连接上的要求。

(3)污水管道连接

1)在检查井内上下游管道连接时应遵循的原则:

①避免上游管段中形成回水而造成淤积。

②尽可能提高下游管段的高程,以减少埋深,降低造价。

2)管道水面平接。水面平接是指污水管道水力计算中,上下游管段在设计充满度下水面高程相同。同径管段往往下游管段的充满度大于上游管段的充满度,为避免上游管段回水而采用水面平接。在平坦地区,为减少管道埋深,异径管段有时也采用水面平接,但由于小口径管道的水面变化大于大口径管道的水面变化,难免在上游管道中形成回水,如图4-75所示。

3)管道跌水连接。当坡度突然变陡时,下游管段的管径可小于上游管段的管径,但宜采用跌水井衔接,而避免上游管段回水。如图4-76所示,在坡度较大的地段,污水管道应采用阶梯连接或跌水井连接。

4)管道管顶平接。管顶平接是指污水管道水力计算中,上下游管段的管顶内壁位于同一高程。采用管顶平接时,可以避免上游管段产生回水,但增加了下游管段的埋深。管顶平接一般用于不同口径管道的连接,城市污水管道通常采用管顶平接,如图4-77所示。

图4-75 管道水面平接

图4-76 管道跌水连接

图4-77 管道管顶平接

2.雨水管道

(1)雨水排放如图4-78所示。

图4-78 雨水排放

(2)雨水管道布置如图4-79所示。(www.xing528.com)

(3)雨水管设计流量。降落在地面上的雨水,在经过地面植物和洼地的截留、地面蒸发、土壤下渗以后,剩余雨水在重力作用下形成地面径流,进入附近的雨水管渠。雨水管渠的设计流量与地区降雨强度、地面情况及汇水面积等因素有关,合理地确定雨水设计流量是雨水管渠设计的重要内容。

图4-79 雨水管道布置

1)雨水管渠设计流量。由于城市雨水管渠的汇水面积较小,一般属于水文学中的小汇水面积范畴,因此雨水管渠设计流量可以采用小汇水面积暴雨径流推理公式计算,即

Q=φqF

式中 Q——雨水设计流量(L/s)；

φ——径流系数；

q——设计暴雨强度[L/(s·hm²)]；

F——汇水面积(hm²)。

2)降雨强度计算。降雨量是指一定时间段内降落在地面上的水量,用深度表示。单位时间内降落在地面(假设为水平面)上的雨水深度称为降雨强度,计算公式如下

式中 i——降雨强度(mm/min)；

h——相应于降雨历时的降雨量(mm)；

t——降雨历时(min)。

降雨强度也可用单位时间单位面积上的降雨体积q表示。q和i之间的关系如下

3)暴雨强度计算公式。设计暴雨强度计算公式为

式中 q——设计暴雨强度[L/(s·hm²)]；

P——重现期(年)；

t——降雨历时(min)；

A₁、C、b、n——地方参数,由统计方法计算确定。

实践技能知识点

合流制管渠

1.合流制管渠的特点

(1)合流制管渠系统是将生活污水、工业废水和雨水汇集到同一管渠内排除的管渠系统。根据混合污水的处理和排放方式,分为直泄式合流制和截流式合流制两种。由于直泄式合流制会严重污染水体,因此在新建排水系统中不宜采用。

(2)合流制排水系统管线单一,总长度较短,管道造价低,尽管其管径和埋深增大,且泵站和处理厂造价比分流制高,但合流制的总投资仍偏低。因此,通常在下述情形下可考虑采用合流制,如图4-80所示。

图4-80 可采用合流制的情况

(3)截流式合流制管渠系统除应满足管渠、泵站、处理厂、出水口等布置的一般要求外,还需满足图4-81所示的要求。

图4-81 截流式合流制管渠系统要求

2.设计流量计算

截流式合流制排水管渠的设计流量,在溢流井上游和下游是不同的。

(1)第一个溢流井上游管渠的设计流量。第一个溢流井上游合流管渠的设计流量Q为

Q=Q_S+Q_i+Q_r

式中Q——第一个溢流井上游管渠的设计流量(L/s)；

Q_S——生活污水设计流量(L/s)；

Q_i——工业废水设计流量(L/s)；

Q_r——雨水设计流量(L/s)。

(2)溢流井下游管渠的设计流量

溢流井下游管渠的设计流量应包括三部分,即下游管渠排水服务面积上的旱流量、雨水设计流量和溢流井截留的上游管渠混合污水流量。截留的上游管渠混合污水流量通常按旱流量的指定倍数计算,这项倍数称为截留倍数(n)。

因此,溢流井下游管渠的设计流量Q为:

Q=n₀(Q_s+Q_i)+Q₁+Q_s+Q_i+Q₂

式中 n₀——截流倍数,截流干管截流的污水量通常按旱流流量的指点倍数来取,这个数称为截流倍数(Q_s+Q_i即为旱流流量)；

Q_s——生活污水平均流量(L/s)；

Q_i——工业废水最大班的平均流量(L/s)；

Q₁——溢流井下游排水面积上的雨水设计流量(L/s)；

Q₂——溢流井下游排水面积上的生活污水平均流量与工业废水最大班平均流量之和(L/s)。