【文章內(nèi)容簡介】 z1z201,02,8z2z303,04,31z3z40547z4z547z5z647z6z706,07,121z7z808121z8z9148z9z1009150z10z11150z11z1210308z12z1311368a1a212a2a313191633a3a414191661b1b21512b2b31618b3b41726b4b51838c1c21921c2c32035c3c42157污水管道設計流量計算表管段編號沿線流量本段流量轉輸流量/(Ls1)累計平均流量∑q0S/(Ls1)總變化系數(shù)Kz累計設計流量q/(Ls1)街坊編號街坊面積S/ha比流量q0/(Ls1 ha1)本段流量q0S/(Ls1)c4c1257c5c62225c6c72328c9c1024c10c7c7c82535c10c1126c11c8c8c12272061c12c1328120d1d22918d2d33031d3d43148d4d53268d5d63378e1e234,35,28e2e336,37,34e3e438,39,51e4e5401169f1f24126f2f342,43,50f3f444184174（1）設計充滿度 在設計流量下，污水在管道中的水h和管道直徑D的比值稱為設計充滿度（或水深比）。我國的按非滿流（h/D1）進行設計，這樣按規(guī)定的原因是： ①保留一部分管道斷面，為未預見水量的增長留有余地，避免污水溢出。 ②留出適當空間，以利管道的通風，排出有害氣體。設計充滿度見下表 充滿度規(guī)范管徑充滿度200～300350～450500～900≥1000 在計算污水管道充滿度時，不包括淋浴或短時間內(nèi)突然增加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時，應按滿流復核。（2）設計流速和設計流量、設計充滿度相應的水流平均速度叫做設計流速。為了防止管道中產(chǎn)生於積和或沖刷，設計流速不宜過小或過大，應在最大和最小設計流速范圍之內(nèi)。最小設計流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速?！妒彝馀潘O計規(guī)范》。含有金屬、礦物固體或重油雜質的生產(chǎn)污水管道，其最小設計流速宜適當加大，其值要根據(jù)試驗或調查研究決定。最大設計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與管道材料有關，通常，金屬管道的最大設計流速為10m/。（3）最小管徑 在污水管道系統(tǒng)的上游部分，設計污水流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小，而管徑過小極易堵塞；此外，采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。在街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)污水管道最小管徑為200mm，街道下為300mm。 在污水管道系統(tǒng)上游管段，由于管段服務的排水面積較小，因而設計流量小，按此流量計算得出的管徑小于最小管徑時，應采用最小管徑值。一般可根據(jù)最小管徑在最小設計流速和最大充滿度情況下能通過的最大流量值，計算出設計管段服務的排水面積。若設計管段服務的排水面積小于此值，即直接采用最小管徑而不再進行水力計算。這種管段稱為不計算管段。在這些管段中，當有適當?shù)臎_洗水源時，可考慮設置跌水井。（4）最小設計坡度 不同管徑的污水管道有不同的最小坡度。管徑相同的管道，因充滿度不同，其最小坡度也不同。在給定設計充滿度條件下，管徑越大，相應的最小設計坡度值越小。通常對同一直徑的管道只規(guī)定一個最小坡度，以滿流或半滿流時的最小坡度作為最小設計坡度。我國《室外排水設計規(guī)范》只規(guī)定最小管徑對應的最小設計坡度，街坊內(nèi)污水管道的最小管徑為200mm，；街道下為300mm。若管徑增大，相應于該管徑的最小坡度由最小設計流速保證。（5）污水管道埋設深度 污水管道的埋設深度是指管道的內(nèi)壁底到地面的距離。管道外壁頂部到地面的距離稱為覆土厚度。管道埋深是影響管道造價的重要因素，是污水管道的重要設計參數(shù)。 管道埋設深度愈深，則造價愈貴，施工期愈長。所以，管道的埋設深度小些好，并有一個最大值，這個限值稱做最大埋深。管道的最大埋深需要根據(jù)技術經(jīng)濟指標及施工方法決定。在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超過7～8m；在多水、流沙、石巖地層中。一般不超過5m。 為了降低造價，縮短施工期，管道埋設深度愈小愈好。但覆土厚度應有一個最小的限值，否則就不能滿足技術上的要求，這個最小限值稱為最小覆土厚度。 污水管道的最小覆土厚度，一般應滿足下述三個因素的要求。 ①必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道 ②必須防止管壁因地面荷載而受到破壞 ③必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求對每一個具體管道，從上述三個不同的因素出發(fā)，可以得到三個不同的管底埋深或管頂覆土厚度值，這三個數(shù)值中的最大一個值就是這一管道的允許最小覆土厚度或最小埋設深度。（6）管道的銜接污水管道系統(tǒng)中的檢查井是清通維護管道的設施，也是管道的銜接設施。一般在管道管徑、坡度、方向發(fā)生變化及管道交匯時，必須設置檢查井以滿足結構和維護管理的需要。在檢查井中上、下游管段必須有較好的銜接，以保證管道順利運行。檢查井上下游的管道在銜接時應遵循下述原則：①盡可能提高下游管段的高程，以減少埋深，從而降低造價，在平坦地區(qū)這點尤其重要；②避免在上游管道中形成回水而造成淤積；③不允許下游管段的溝底高于上游管段的溝底。管道的銜接方法通常采用管頂平接，有時也采用水面平接。在特殊情況下需要采用管底平接。在一般情況下，異管徑管段采用管頂平接。有時，當上下游管段管徑相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深時，（由小坡度轉入較陡的坡度時，可能出現(xiàn)這種情況），也可采用管頂平接。通常，同管徑管段往往是下游管段的充盈深大于上游管段的充盈深，為了避免在上游管段中形成回水而采用水面平接。在平坦地區(qū)，為了減少管段埋深。當異管徑管段采用管頂平接而發(fā)現(xiàn)下游管段的水面高于上游管段的水面時（這種情況并不常見），應改用水面平接。在特殊情況下，下游管段的管徑小于上游管段的管徑（坡度突然變陡時，可能出現(xiàn)這種情況），而不能采用管頂平接或水面平接時，應采用管底平接以防下游管段的溝底高于上游管段的溝底。為了減少管道系統(tǒng)的埋深，雖然下游管段管徑大于上游管段管徑，有時也可采用管頂平接。無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管底標高都不得高于上游管段終端的水面和管底標高[4]。水力計算的目的是確定設計管段斷面尺寸、管道坡度以及管道標高和埋深。我國排水設計規(guī)范規(guī)定，污水管道按非滿流進行計算，所確定的管道斷面尺寸和管道坡度，必須要在規(guī)定的設計充滿度和設計流速的情況下，能夠排泄設計流量，同時，所確定的管道標高應使管道埋深滿足設計要求。在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點稱為控制點。各條管道的起點大都是該管道的控制點，這些控制點中離污水廠或出水口最遠的一點，通常就是整個系統(tǒng)的控制點。具有相當深度的工廠排出口或某些低洼地區(qū)的管道起點，也可能成為整個管道系統(tǒng)的控制點。這些控制點的管道埋深，影響整個污水管道系統(tǒng)的埋深。確定控制點的標高，一方面應根據(jù)城市的豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點的污水都能夠排出，并考慮發(fā)展，在埋深上適當留有余地。另一方面，不能因照顧個別控制點而增加整個管道系統(tǒng)的埋深。對此通常采取一些措施，例如，（1）加強管材強度；（2）填土提高地面高程以保證最小覆土厚度；（3）設置泵站提高管位。從這幾個方面著手，減小控制點管道的埋深，從而減小整個管道系統(tǒng)的埋深，降低工程造價[2]。污水管道的水力計算自上游依次想下游管段進行，水力計算的主要內(nèi)容是確定污水管道管徑、管道坡度以及污水管道標高和埋深。（1） 污水管道管徑和管道坡度的確定 在設計管段具體計算中，通常采用水力計算圖表進行計算。在水力計算中，由于Q、v、h/D、I、D各水力要素之間存在相互制約的關系，因此在查水力計算圖時實際存在一個試算過程。管道坡度應參照地面坡度和保證自凈流速的最小坡度的規(guī)定確定。一方面要使管道盡可能與地面坡度平行敷設，以減小管道埋深。但同時管道坡度又不能小于最小設計坡度的規(guī)定，以免管道內(nèi)流速達不到最小設計流速而產(chǎn)生淤積。當然也應避免若管道坡度太大而使流速大于最大設計流速，也會導致管壁受沖刷。對于下游其他管段的水力計算，管道坡度的確定原則同上。通常隨著設計流量的增加，下一管段的管徑一般會增大一級或兩級，或保持不變，但當管道坡度驟然增大時，下游管段的管徑可以減小，但縮小的范圍不得超過50～100mm。這樣可根據(jù)流量的變化確定管徑。一般情況下，隨著設計流量逐段增加，設計流速也應相應增加，如流量保持不變，流速不應減小，只有在管道坡度由大驟然變小的情況下，設計流速才允許減小。管道的設計充滿度不能超過最大充滿度的要求。綜合考慮以上幾方面因素，通過試算完全可以合理的確定污水管道的管徑和坡度。（2） 污水管道標高和埋深的確定污水管道標高和埋深的確定也應自上游依次向下游管段進行。首先應合理確定整個管道系統(tǒng)的控制點，作為主干管的起始點。按確定最小埋深的三個途徑分別計算起點埋深，從而確定起始點最小埋深。根據(jù)管徑和充滿度計算管段的水深，根據(jù)設計管段長度和管道坡度計算設計管段降落量，最后確定起始管段起訖點的標高和埋深。根據(jù)管段的檢查井處采用的銜接方法，可確定下游管段的標高和埋深。在旁側管與干管或主干管的連接點處，要考慮干管的已定埋深是否允許旁側管接入。若連接處旁側管的埋深大于干管埋深，則需在連接處的干管上設置跌水井，以使旁側管能接入干管。另一方面，若連接處旁側管的管底標高比干管的管底標高高出許多，為使干管有較好的水利條件，需在連接處前的旁側管上設置跌水井[2]。以污水主干管水力計算為例來說明（1） 根據(jù)管道平面布置圖，從上游至下游將設計管段編號列入表中第（1）項。（2） 從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度（即設計管段起訖點兩個檢查井之間的距離），并列入表中第（2）項。（3） 將各設計管段的設計流量列入表中第（3）項。（4） 將各設計管段起訖點檢查井處的地面標高列入表中第（10）、（11）項。（5） 計算每一設計管段的地面坡度（），作為確定管道坡度時參考。例如，管z1—z2的地面坡度=，列入表中第（18）項。（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a1—a2的設計流量為8L/s，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，（規(guī)范規(guī)定的數(shù)值），從300mm管徑的不滿流算圖[5]中查得，（規(guī)范規(guī)定的最小數(shù)值）時，（在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)）。將管徑、坡度、流速、充滿度這四個數(shù)據(jù)列入表中第（4）、（5）、（6）、（7）項。（7） 算出水深h=（4）（7），列入表中第（8）項。（8） 根據(jù)求得的管道坡度，計算管段上端至下端的管底降落量iL=（5）（2），列入表中第（9）項。（9） z1—z2管段上端的管內(nèi)底標高等于z1—z2管段上端的地面標高減埋深（定為2m），為m，列入表中第（14）項。（10） z1—z2管段下端的管內(nèi)底標高等于z1—z2管段上端的管內(nèi)底標高減降落量，為m，列入表中第（15）項。（11） z1—z2管段上端的水面標高等于z1—z2管段上端的管內(nèi)底標高加上水深，為m，列入表中第（12）項。（12） z1—z2管段下端的水面標高等于z1—z2管段下端的管內(nèi)底標高加上水深，為m，列入表中第（13）項。（13） ，一般管壁厚度可略去不計。z1—z2管段上端的覆土厚度為m，列入表中第（16）項，z1—z2管段下端的覆土厚度為m。，所求的覆土厚度滿足了這個要求。（14） 。z1—z2管段上端的埋設深度為m，列入表中第（17）項，z1—z2管段下端的埋設深度為m，列入表中第（18）項。（15） z2—z3管段先假設采用300mm的管徑，采用水面平接，z2—z3管段上端的水面標高等于z1—，根據(jù)流量，從300mm管徑的不滿流算圖中查得，（規(guī)范規(guī)定的最大值）時，，按照采用較小坡度的原則，還不夠理想。為了進一步降低坡度，改用350mm管徑。從350mm管徑的不滿流算圖中查得，（規(guī)范規(guī)定的最小數(shù)值）時，（