【正文】 5I= 4，比較合適。另外，管段口徑一般不跳級增加，所以 D=350 mm， i= 5 的設(shè)計為好。 解：覆土厚度為 ()m= m。 采用水面平接 (為什么 ?) 上游管段的下端水面高程： (+ )m= m 設(shè)計管段的上端管底高程： ( )m= m 設(shè)計管段的下端管底高程： ( 0)m= m (2)令 D=400 mm，查附錄二附圖 2— 5，當 D=400 mm， Q=56 L/s， v=， i= 2，但 h/D=，不符合規(guī)定。 采用管頂平接 (為什么 ?) 設(shè)計管段的上端管底高程： (+)m= m 設(shè)計管段的下端管底高程： ( 45)m= m 檢驗： 上游管段的下端水面高程： m 設(shè)計管段的上端水面高程： (+ )m= m 高于 ，雖不符合要求，但可接受 (下端管底施工高程略低于計算值 )。 例 2— 6 已知 L=190 m； Q=66 L/s， I=(上端地面高程 m，下端地面高程)，上游管段 D=400 mm， h/D=，其下端管底高程為 m，覆土厚度 m。上游管段下端覆土厚度已為最小容許值。 (3)令 D=300 mm， i=I=， h/D= 時，查圖得 Q=47 L/s66 L/s。 D=350 mm， Q=66 L/s， I= 時查圖得 h/D=， v≈ m/s，符合要求。 K 總 (3— 4) 式中： q0—— 比流量， L／ (s 對邊布置：當街管采用對邊布置時，通常將街坊面積用中線劃分，被劃分的街坊的污水假定排人鄰近的街管中。 管道定線的順序：一般按總干管、干管、支管順序依次進行。 （ 3）地質(zhì)。 （ 7）街坊的建筑特征和用戶接管排水的方便。 四、確定需要抽升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站 污水泵站一般分為中途泵站和終點泵站，有時也有局部泵站。 終點泵站：一般是設(shè)在污水廠內(nèi)處理構(gòu)筑物之前。 第四節(jié) 污水管道的水力設(shè)計 一、設(shè)計要求 污水管道水力設(shè)計的任務是：根據(jù)已經(jīng)確定的管道路線，計算和確定各設(shè)計管段的設(shè)計流量、管徑、坡度、流速、充滿度和管底高程?？刂泣c的位置一般是位于距離污水廠或出水口最遠處或排水流域中地面高程最底處，管道埋深有特殊要求處 (如地下室 )。 (2)集中流量：從工廠 (生產(chǎn)車間及生活區(qū) )或公共建筑來的流量，它們的排水量可以較為準確地估計。 設(shè)計管段劃分好后，從污水廠開始標定每個設(shè)計管段起訖點上檢查井的編號。沿線流量是指管道沿線建筑的生活污水量，按人口密度、平均污水量定額、管道服務面積和總變化系數(shù)計算；集中流量是指工廠或其他廢水 流量較大的單位 (如公共建筑 )的廢水高峰流量，因為它們的數(shù)量較大，應當仔細核實，而且因為對象明確，也有可能實地調(diào)查，故集中流量都是經(jīng)過專門調(diào)查后計算確定的。 hm2)= L/(s由于本管段是街坊的起始，管 段沒有轉(zhuǎn)輸?shù)难鼐€流量，因此，其沿線流量平均累計流量也就是 L/s。 表 33 某城鎮(zhèn)污水干管設(shè)計流量計算表 管 段 編 號 沿線流量 集中流量 總設(shè) 計 流量 Q L/s 本段流量 轉(zhuǎn)輸 流量 L/s 累計 平均 流量 ∑ q0A L/s 總 變化 系數(shù) K 總 累計 設(shè)計 流量 q1 L/s 本段 流量 L/s 轉(zhuǎn)輸 流量 L/s 累計 設(shè)計 流量 q2 L/s 街坊 編號 服務 面積 A hm2 比流 量 q0 L/s ③將各設(shè)計 管段的設(shè)計流量 (抄錄表 3— 3)列入表中第 (3)列。 ⑥根據(jù)流量和各個管段的地面坡度，估計需要的管徑。例如，管段 5— 4的設(shè)計流量為 29L/s，如果采用 300mm 管徑，是最小管徑 (規(guī)范規(guī)定 )，該管段即為不計算管段，則必須采用 的最小坡度 (規(guī)范規(guī)定的數(shù)值 )。流速及充滿度都在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。 ⑨根據(jù)上游工廠排出管埋深，本例題將管段 5— 4 上端 (即檢查井 5)管底高程定為 m，并將其列入表中第 (14)列。管段 4— 3的管徑為350 mm，與管段 5— 4的管徑相同，由于管段 4— 3的水深 m大于管段 5— 4 的水深 m，故采用水面平接，管段 5— 4的下端水面高程 m 等于管段 4— 3 的上端水面高程，并列入表中第 (12)列；管段 3— 2 的管徑為 400 mm，大于管段 4— 3 的管徑，因此采用管頂平接， m+ m= m，即為管段 3— 2 的上端管底高程，列入第 (14)列；管段 2— 1 的管徑與管段 3— 2相同，且水深又一樣，采用管頂平接也就是水面平接，因此，管段 3— 2 的下端管底高程 (或水面高程 )等于管段 2 一 l的上端管底高程 (或水面高程 )，并列入表中第 (13)列。本例題的城鎮(zhèn)是在我國南方，不受冰凍的影響。 ○11 將求得的管徑、管底高程等直接標注在管道平面布置圖上。繪制時首先用黑色的線條和文字繪已知資料：地面線、基準水平面、地面高程、管段長度、檢查井編號以及鉆孔記錄。它有兩種表示，是排水工程中常用的參數(shù)： min)/(mmthi ? q[L／ (s 三、雨水管道設(shè)計流量的估算 運用推理公式計算設(shè) 計流量時，先要確定 A值和 i或 q 值。如果調(diào)節(jié)池后設(shè)有泵站，則可減少裝機容量。 第三節(jié) 雨水管渠的設(shè)計 一、雨水管渠設(shè)計的原則 1．盡量利用池塘、河浜受納地面徑流，最大限度地減少雨水管道的設(shè)置。 4．盡量避免設(shè)置雨水泵站 。 3．雨水管渠常沿道路鋪設(shè)。 四、設(shè)計步驟 1．劃分流域與管渠定線。 4．確定管道的最小埋深。 圖 4— 8 雨水管道系統(tǒng)平面圖 1．基本公式和數(shù)據(jù) 雨量重現(xiàn)期采用一年，相應降雨強度公式)( ?? ti，地面集水時間 t1用 10 min。根據(jù)排水面積的劃分，將各管段沿線面積列入第 (3)列。 管段 6— 5， 7— 5， 8— 5 是起端的設(shè)計管段，它銜接著街坊內(nèi)部接出的管道，其起端管底標高是由街坊出流 管標高所決定，據(jù)估算分別定為 m， m， m。而后從水力學算圖 (附 錄二附圖 2— 18)上選定管徑 D 與坡度，并確定相應的流速 v，當所確定的流速 v 與假定流速有出入時，再調(diào)假定流速并作重新計算，最終 使假定流速與確定的流速兩者一致。例如管段 6— 5，和支管 7～ 8— 5 在檢查井 5處相接，計算集水點的 t2時就有三個數(shù)值。 (為什么 ?) 第四節(jié) 合流管道系統(tǒng) 一、合流管道系統(tǒng)的適用條件與布置特點 截流式合流管系的布置原則：應使雨水及早溢入水體，以降低下游干管的設(shè)計流量。溢流井的設(shè)置應征詢環(huán)境保護部門與航道部門的意見。目前城市污水廠按旱流污水量設(shè)計，甚至在旱流污水量 下也已經(jīng)超負荷運行，因雨天處理能力依舊，迫使大量雨污混合水不經(jīng)處理直接流出。 這些在一般已建成的大、中城市中是較難實現(xiàn)的，并且這要改建幾乎所有的接戶管，要破壞大量路面，改造工作量極大，需要很長時間才可能完成，因此合流制改造成分流制在實踐中較難實現(xiàn)。 ④在有條件地區(qū)，可在溢流口附近設(shè)置雨污混合水調(diào)節(jié)池，以截取初雨徑流，改善溢流污水水質(zhì)。合流管道中生活污水量按平均流量計算。 3．設(shè)計最小流速 合流管道 (滿流時 )設(shè)計最小流速為 m/s。=(n0+1)Qdr+ Q39。最常見的溢流井是在井中設(shè)溢流堰，堰頂?shù)母叨雀鶕?jù)所需的截流量水位確定，堰的長度計算公式： HQL? (46) 五、截流式合流管道水力設(shè)計示例 例 41 圖 412 所示為某鎮(zhèn)合流管道系統(tǒng)： 人口密度： 400 人／ hm2，污水量標準： 150L/(d 解：污水比流量 )/()/(86400 150400 220 hmsLhmsLq ????? 雨水比流量 )( )( ttq ??? ??? 第五章 排水泵站的設(shè)計 第二節(jié) 常用排水泵 泵站中的主要設(shè)備是排水泵，常用的有離心泵、混流泵、軸流泵、螺旋泵、螺桿泵以及潛水 (離心、軸流、混流、螺旋 )泵和氣提泵等。并聯(lián)運行的離心泵，其特性曲線會發(fā)生變化，有別于單獨運行時的特性曲線。 軸流泵的特性曲線表明，軸流泵隨著流量的減小，泵軸功率反而增大，當 Qp=0時，軸功率達到最大值。常用的引水設(shè)備為真空泵系統(tǒng)和水射器 (泵 )。每個泵站的水泵宜選用同一型號，且不宜少于 2 臺。 目前在工程設(shè)計中，進水池的有效容積應不小于最大一臺泵的 5 min 出水量。 三、吸水管及出水管 在一般情況下，每臺水泵都應布置單獨的吸水管，并應力求短而直，以減少阻力損失。當沒有應急出水口或泵站很大時，則采用兩條總出水管。 泵站中所有管道的位置應不妨礙站內(nèi)交通和檢修工作。 泵站平面呈現(xiàn)矩形，便于安排設(shè)備，但需用開挖法施工?？捎糜谕临|(zhì)很差，施工困難，進水間深度又大的場合，其缺點是水泵啟動需用引水設(shè)備，水泵軸線高程的確定需要計算。水泵的選型首先應滿足最大設(shè)計流量的要求，同時還必須考慮雨水徑流量的變化，因為大雨時的徑流量與小 雨時的徑流量的差別很大。 對于合流泵站，晴天時要為城市污水工作，因此，泵站中還要裝設(shè)小流量的離心式污水泵或小型的軸流泵，以節(jié)約電能。 第五節(jié) 排水泵站水力計算 揚水量和揚程。 直管水頭損失的公式為： iLHf ? 管件的相當長度公式： ???L 例 5— 1 某一工業(yè)城鎮(zhèn)的人口 6 000 人，生活污水的平均流量為 L/s，總變化系數(shù)為，則設(shè) 計流量約為 18 L/s。泵站入流管道的管徑為 350 mm，水面高程為 m，管底高程為 。 3 600 L/s≈ 2L/s。泵站進水池中的最低水位在入流管道底下 m左右，假定為 m，泵站進水池中的最高水位比入流管道中的水位低 — m(水流過柵時的水頭損失 )，定為 m，故凈揚程在 ～ m 之間。 ⑤泵站建筑和水泵及管線布置采用類似圖 5— 17 所示的形式。見表 5— 4 和表 5— 5。 ⑧從圖 5— 31中可以看出，不論是兩臺泵并聯(lián)工作，還是一臺泵單獨工作，都能滿足所需提升的最大流量、最小流量和揚程，而且其運行的工作點又都處在水泵特性曲線的高效段，這種結(jié)果是令人滿意的。 （ 1）非圓形大型管渠常用開槽法施工。 第二節(jié) 開槽施工 水管渠施工中，用得 最多的施工方法是開槽敷設(shè)管道。放線是指土方開挖的放灰線。 高差閉合差 —— 就是水準路線終端的水準點高程已知值與由起始水準點已知高程和所有測站高差之和得到的推算值之間的差值。樁心與選定中心在同一直線上，并記下樁心與中心間的兩個距離。 梯形槽的邊坡也可以采用放踏 步的方式。設(shè)置支撐的管槽，余寬還應增加撐板和立木的厚度。 三、管槽排水 管槽出現(xiàn)積水時可用明溝排水。 五、管道鋪設(shè) 管道鋪設(shè)是把預制管節(jié)按設(shè)計的位置排在已經(jīng)做好的基礎(chǔ)上。龍門架跨在管槽上 (見圖 6— 5)，由兩根立樁和一塊釘在樁上的水平板構(gòu)成 (見圖 6— 6)。水平板頂線高程需調(diào)正，以預設(shè)的臨時水準點為依據(jù)。用一細繩連接兩個相鄰龍門架的中心釘。對中以后校正高程。 下面舉例說明龍門架中心釘頂端高程的計算。可見龍門架中心頂端高程至少要比管底高程高 ，否則 7處的龍門架將無法設(shè)在地面上， 故確定對高尺長度采用 。當?shù)孛嫫鸱黄?、管道坡度不變時，采用同一個對高尺長度可能使設(shè)在地面上的龍門架過高或過矮，不便于對高程的觀察。 對于φ 2 000 mm 以上的大型管道可采用經(jīng)緯儀直接控制管道中心位置，用水準儀直接控制管道標高。管節(jié)下到 坑內(nèi)，用液壓千斤頂頂入土壤。通常在機頭內(nèi)放一個帶有中線和高程標記的丁字尺，每次頂進