【正文】 5I= 4，比較合適。另外，管段口徑一般不跳級(jí)增加，所以 D=350 mm， i= 5 的設(shè)計(jì)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(jì)管段的上端管底高程： ( )m= m 設(shè)計(jì)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(dāng) 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(jì)管段的上端管底高程： (+)m= m 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程： ( 45)m= m 檢驗(yàn)： 上游管段的下端水面高程： m 設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，查圖得 Q=47 L/s66 L/s。 D=350 mm， Q=66 L/s， I= 時(shí)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(duì)邊布置：當(dāng)街管采用對(duì)邊布置時(shí)，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(jìn)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(diǎn)泵站，有時(shí)也有局部泵站。 終點(diǎn)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(jì) 一、設(shè)計(jì)要求 污水管道水力設(shè)計(jì)的任務(wù)是：根據(jù)已經(jīng)確定的管道路線，計(jì)算和確定各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量、管徑、坡度、流速、充滿度和管底高程?？刂泣c(diǎn)的位置一般是位于距離污水廠或出水口最遠(yuǎn)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(chē)間及生活區(qū) )或公共建筑來(lái)的流量，它們的排水量可以較為準(zhǔn)確地估計(jì)。 設(shè)計(jì)管段劃分好后，從污水廠開(kāi)始標(biāo)定每個(gè)設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)上檢查井的編號(hào)。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(wù)面積和總變化系數(shù)計(jì)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?yàn)樗鼈兊臄?shù)量較大，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)核實(shí)，而且因?yàn)閷?duì)象明確，也有可能實(shí)地調(diào)查，故集中流量都是經(jīng)過(guò)專門(mén)調(diào)查后計(jì)算確定的。 hm2)= L/(s由于本管段是街坊的起始，管 段沒(méi)有轉(zhuǎn)輸?shù)难鼐€流量，因此，其沿線流量平均累計(jì)流量也就是 L/s。 表 33 某城鎮(zhèn)污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算表 管 段 編 號(hào) 沿線流量 集中流量 總設(shè) 計(jì) 流量 Q L/s 本段流量 轉(zhuǎn)輸 流量 L/s 累計(jì) 平均 流量 ∑ q0A L/s 總 變化 系數(shù) K 總 累計(jì) 設(shè)計(jì) 流量 q1 L/s 本段 流量 L/s 轉(zhuǎn)輸 流量 L/s 累計(jì) 設(shè)計(jì) 流量 q2 L/s 街坊 編號(hào) 服務(wù) 面積 A hm2 比流 量 q0 L/s ③將各設(shè)計(jì) 管段的設(shè)計(jì)流量 (抄錄表 3— 3)列入表中第 (3)列。 ⑥根據(jù)流量和各個(gè)管段的地面坡度，估計(jì)需要的管徑。例如，管段 5— 4的設(shè)計(jì)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(jì)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(guó)南方，不受冰凍的影響。 ○11 將求得的管徑、管底高程等直接標(biāo)注在管道平面布置圖上。繪制時(shí)首先用黑色的線條和文字繪已知資料：地面線、基準(zhǔn)水平面、地面高程、管段長(zhǎng)度、檢查井編號(hào)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(jì)流量的估算 運(yùn)用推理公式計(jì)算設(shè) 計(jì)流量時(shí)，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(jī)容量。 第三節(jié) 雨水管渠的設(shè)計(jì) 一、雨水管渠設(shè)計(jì)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(jì)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(yīng)降雨強(qiáng)度公式)( ?? ti，地面集水時(shí)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(jì)管段，它銜接著街坊內(nèi)部接出的管道，其起端管底標(biāo)高是由街坊出流 管標(biāo)高所決定，據(jù)估算分別定為 m， m， m。而后從水力學(xué)算圖 (附 錄二附圖 2— 18)上選定管徑 D 與坡度，并確定相應(yīng)的流速 v，當(dāng)所確定的流速 v 與假定流速有出入時(shí)，再調(diào)假定流速并作重新計(jì)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(jì)算集水點(diǎn)的 t2時(shí)就有三個(gè)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(diǎn) 截流式合流管系的布置原則：應(yīng)使雨水及早溢入水體，以降低下游干管的設(shè)計(jì)流量。溢流井的設(shè)置應(yīng)征詢環(huán)境保護(hù)部門(mén)與航道部門(mén)的意見(jiàn)。目前城市污水廠按旱流污水量設(shè)計(jì)，甚至在旱流污水量 下也已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)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(shí)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(zhǎng)時(shí)間才可能完成，因此合流制改造成分流制在實(shí)踐中較難實(shí)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(jì)算。 3．設(shè)計(jì)最小流速 合流管道 (滿流時(shí) )設(shè)計(jì)最小流速為 m/s。=(n0+1)Qdr+ Q39。最常見(jiàn)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(zhǎng)度計(jì)算公式： HQL? (46) 五、截流式合流管道水力設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)： 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(jì) 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(yùn)行的離心泵，其特性曲線會(huì)發(fā)生變化，有別于單獨(dú)運(yùn)行時(shí)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(dāng) Qp=0時(shí)，軸功率達(dá)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(gè)泵站的水泵宜選用同一型號(hào)，且不宜少于 2 臺(tái)。 目前在工程設(shè)計(jì)中，進(jìn)水池的有效容積應(yīng)不小于最大一臺(tái)泵的 5 min 出水量。 三、吸水管及出水管 在一般情況下，每臺(tái)水泵都應(yīng)布置單獨(dú)的吸水管，并應(yīng)力求短而直，以減少阻力損失。當(dāng)沒(méi)有應(yīng)急出水口或泵站很大時(shí)，則采用兩條總出水管。 泵站中所有管道的位置應(yīng)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(kāi)挖法施工?？捎糜谕临|(zhì)很差，施工困難，進(jìn)水間深度又大的場(chǎng)合，其缺點(diǎn)是水泵啟動(dòng)需用引水設(shè)備，水泵軸線高程的確定需要計(jì)算。水泵的選型首先應(yīng)滿足最大設(shè)計(jì)流量的要求，同時(shí)還必須考慮雨水徑流量的變化，因?yàn)榇笥陼r(shí)的徑流量與小 雨時(shí)的徑流量的差別很大。 對(duì)于合流泵站，晴天時(shí)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(jì)算 揚(yáng)水量和揚(yáng)程。 直管水頭損失的公式為： iLHf ? 管件的相當(dāng)長(zhǎng)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(jì)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(jìn)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(jìn)水池中的最高水位比入流管道中的水位低 — m(水流過(guò)柵時(shí)的水頭損失 )，定為 m，故凈揚(yáng)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(jiàn)表 5— 4 和表 5— 5。 ⑧從圖 5— 31中可以看出，不論是兩臺(tái)泵并聯(lián)工作，還是一臺(tái)泵單獨(dú)工作，都能滿足所需提升的最大流量、最小流量和揚(yáng)程，而且其運(yùn)行的工作點(diǎn)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(kāi)槽法施工。 第二節(jié) 開(kāi)槽施工 水管渠施工中，用得 最多的施工方法是開(kāi)槽敷設(shè)管道。放線是指土方開(kāi)挖的放灰線。 高差閉合差 —— 就是水準(zhǔn)路線終端的水準(zhǔn)點(diǎn)高程已知值與由起始水準(zhǔn)點(diǎn)已知高程和所有測(cè)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(gè)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(yīng)增加撐板和立木的厚度。 三、管槽排水 管槽出現(xiàn)積水時(shí)可用明溝排水。 五、管道鋪設(shè) 管道鋪設(shè)是把預(yù)制管節(jié)按設(shè)計(jì)的位置排在已經(jīng)做好的基礎(chǔ)上。龍門(mén)架跨在管槽上 (見(jiàn)圖 6— 5)，由兩根立樁和一塊釘在樁上的水平板構(gòu)成 (見(jiàn)圖 6— 6)。水平板頂線高程需調(diào)正，以預(yù)設(shè)的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)。用一細(xì)繩連接兩個(gè)相鄰龍門(mén)架的中心釘。對(duì)中以后校正高程。 下面舉例說(shuō)明龍門(mén)架中心釘頂端高程的計(jì)算?？梢?jiàn)龍門(mén)架中心頂端高程至少要比管底高程高 ，否則 7處的龍門(mén)架將無(wú)法設(shè)在地面上， 故確定對(duì)高尺長(zhǎng)度采用 。當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄?、管道坡度不變時(shí)，采用同一個(gè)對(duì)高尺長(zhǎng)度可能使設(shè)在地面上的龍門(mén)架過(guò)高或過(guò)矮，不便于對(duì)高程的觀察。 對(duì)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(zhǔn)儀直接控制管道標(biāo)高。管節(jié)下到 坑內(nèi)，用液壓千斤頂頂入土壤。通常在機(jī)頭內(nèi)放一個(gè)帶有中線和高程標(biāo)記的丁字尺，每次頂進(jìn)