【文章內(nèi)容簡介】 水量 40L/s，小區(qū)排水體制采用雨污分流制，小區(qū)雨、污水最終接入小區(qū)外的市政雨、污水干管。污水管起點埋深設(shè)為 ，雨水管起點埋深設(shè)為 。小區(qū)暴雨強度公式中設(shè)計暴雨重現(xiàn)期為 2 年，地面集水時間 5 分鐘，小區(qū)綜合徑流系數(shù)取 。小區(qū)地勢較為平坦，地質(zhì)條件良好，冬季室外最大 凍土深度為 8cm。 管線 綜合設(shè)計 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及人民生活水平的提高 .城市、社區(qū)道路下的市政管線也日益復(fù)雜。在室外給排水管道的布置過程中，應(yīng)與城市直埋電力、電信、熱力、燃?xì)獾裙芫€等進行管線綜合 [2]。對于管道綜合，一般應(yīng)按下列規(guī)定進行布置。住宅小區(qū)室外給排水管網(wǎng)設(shè)計，與市政給排水管網(wǎng)、廠區(qū)管網(wǎng)等設(shè)計相比較，差別較大，應(yīng)針對其特點進行設(shè)計，不能完全照搬 [3]。在進行管線綜合設(shè)計時應(yīng)注意 以下 原則： (1) 各種管道的平面排列不得重疊，并盡量減少和避免相互交叉。 (2) 各種管道應(yīng)盡量和道路中心線 或主要建筑線平行敷設(shè)。 (3) 管道與鐵路、道路和管溝交叉時，應(yīng)盡量垂直于鐵路、道路和管溝中心線。 (4) 給水管和污水管交叉時，給水管應(yīng)敷設(shè)在污水管和合流污水管的上面。 (5) 管道排列時，應(yīng)注意其用途、相互聯(lián)系及彼此間可能產(chǎn)生的影響。如污水管應(yīng)遠(yuǎn)離生活飲用水管，直流電力電纜不應(yīng)與其他金屬管靠近，以免增加后者的腐蝕等。 (6) 干管應(yīng)靠近主要使用單位以及連接支管最多的一側(cè)。 (7) 給水管道、循環(huán)水管道允許與熱力管管溝同溝敷設(shè)。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 共 34 頁 (8) 架空管道不得影響運輸、人行交通及建筑物的自然采光。 (9) 給水管道的埋設(shè)深度應(yīng)滿足管道內(nèi)水流不被冰凍或增高溫度。 平面布置 小區(qū)內(nèi)管網(wǎng)的平面布置較為復(fù)雜，主要是： (1) 由于受經(jīng)濟利益的影響，房地產(chǎn)開發(fā)商往往要求最大限度地利用現(xiàn)有土地面積，在小區(qū)做總體規(guī)劃時，往往更多考慮的是在滿足規(guī)范的最低要求下，如何得到最大的建筑面積，使得可供管線通過的空間較為狹窄； (2) 小區(qū)內(nèi)部管線種類較多，通常有雨水、污水、給水、電力、電信、熱力、熱水、燃?xì)?、有線電視、寬帶網(wǎng)等近十種管線，同時還有化糞池、檢查井、進水井、變壓器、熱交換站、燈桿等附屬設(shè)施，這就使得 管網(wǎng)平面布置更加困難。 針對以上特點，小區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)平面布置首先遵循以下幾個原則： (1) 所有管線盡量與道路及建筑物平行布置，減少相互交叉； (2) 管線與管線、管線與道路交叉時，應(yīng)盡量垂直交叉； (3) 檢查井較多的管線應(yīng)盡量布置在人行道或綠地下面，減少路面檢查井?dāng)?shù)量； (4) 能夠同溝敷設(shè)的管線應(yīng)同溝敷設(shè)，如弱電系統(tǒng)、熱水、熱力系統(tǒng)等，盡量少占管位； (5) 相互間易產(chǎn)生污染或危險的管線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，如給水管和污水管、電力與燃?xì)夤艿龋? (6) 化糞池、變壓器、熱交換站等附屬設(shè)施應(yīng)盡量布置在小區(qū) 周邊隱蔽處。 豎向布置 在小區(qū)管網(wǎng)中 ： (1) 輸送液體的重力流管，如雨水、污水等，此類管線一般管徑較大； (2) 輸送氣體或液體的壓力流管，如燃?xì)?、熱力、給水、熱水等，此類管線一般管徑中等； (3) 傳送電子信號等的導(dǎo)線類，如電力、電信、有線電視、寬帶網(wǎng)等，此類管線一般截面較小。 小區(qū)管線豎向布置的原則是： (1) 在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，盡量減少管線埋深 。 (2) 保證建筑排出管順利接 入 ； (3) 當(dāng)不同管線相交時，有壓管讓無壓管，小管讓大管。 因此，豎向設(shè)計首先應(yīng)布置好雨水、污水管 的高程。小區(qū)雨水、污水管的埋深往往受兩個控點的制約，一個是市政管網(wǎng)的高程，應(yīng)保證小區(qū)內(nèi)排水管高程能夠順利接 入 市政管網(wǎng)，另一個是管線距市政管網(wǎng)接入點最遠(yuǎn)處的埋深，該埋深不能過小，應(yīng)滿足最小覆土和建筑排出管接入的兩點要求。一般小區(qū)內(nèi)雨水管埋深較小，污水管埋深較大，這與市政管網(wǎng)的豎向布置特點相吻合。但由于小區(qū)污染水管范圍較大，其管線長度往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過雨水管，為減少工程造價，在市政管網(wǎng)高程允許的前提下，在確定高程時也可將雨水管高程確定得高于污水管線高程 [4]。 管線之間遇到矛盾時的處理原則 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 34 頁 (1) 臨時 管線避讓永久管線 ； (2) 小管線避讓大管線 ； (3) 壓力管線避讓重力自流管線 ； (4) 可彎曲管線避讓不可彎曲管線 ； (5) 造價低管線避讓造價高管線 ； (6) 規(guī)劃管線避讓現(xiàn)狀管線 。 在以上管線規(guī)劃設(shè)計原則上，結(jié)合實際情況進行合理的各種專項設(shè)計，就能大大避免工程變更所造成的系列問題，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 2 給水管網(wǎng)設(shè)計 給水管網(wǎng)設(shè)計依據(jù) 給水方式 本小區(qū)建筑按 二 類高層建筑設(shè)計，采用城市自來水為供水水源，接入處的最低水壓為 ，為了既滿足建筑小區(qū)的供水 又節(jié)省管網(wǎng)設(shè)備投資和節(jié)省能耗，在小區(qū)內(nèi)應(yīng)采用直接給水和加壓給水相結(jié)合的供水方式，供應(yīng)小區(qū)的生活用水和消防用水。 給水管網(wǎng)布置 與 敷設(shè)措施 作為居住區(qū)開發(fā)建設(shè)主要配套基礎(chǔ)工程之一的 給 水管道工程，在設(shè)計中應(yīng)以區(qū)規(guī)劃設(shè)計的三級結(jié)構(gòu)理論為依據(jù)，并與之相協(xié)調(diào)，根據(jù)該理論來考慮其管網(wǎng)的布置。居民小區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)是沿區(qū)內(nèi)城市道路和小區(qū)主干道路敷設(shè)的，該小區(qū)管網(wǎng)其實是市政管網(wǎng)的一部分，為保證其供水的安全性，布置成環(huán)狀網(wǎng)，并適當(dāng)?shù)牟贾弥罹W(wǎng)，以利于降低工程造價。為滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中對室外給水管網(wǎng)的要求，小區(qū) 管路上設(shè)置消火栓距不大于 120 米，對于住宅小區(qū)而言該距離可適當(dāng)放大。 小區(qū)給水管道的布置、敷設(shè)按有關(guān)規(guī)定 具體措施有以下幾點： (1) 小區(qū)干管一般設(shè)計為環(huán)網(wǎng)或與城市給水管網(wǎng)連成環(huán)狀，小區(qū)支管和進戶管可布置成樹狀 。 (2) 小區(qū)干管適宜沿用水量較大的地段布置，以最短距離向大用戶供水 。 (3) 給水管道宜與道路中心線或主要建筑物呈平行敷設(shè)，并盡量減少與其他支管的交叉 。 (4) 生活飲用水給水管網(wǎng)，不得與非生活飲用水給水管網(wǎng)直接連接 。 在特殊情況下，以生活飲用水作為其他用水的備用水源，必須征得當(dāng)?shù)匦l(wèi)生和有關(guān) 部門同意后，才能讓兩者連接，但連接處應(yīng)采取有關(guān)措施，防止污染生活用水。 (5) 市政生活飲用水的給水管網(wǎng)不得與小區(qū)自設(shè)水源的給水管網(wǎng)連接，應(yīng)采取有效措施，并征得當(dāng)?shù)匦l(wèi)生和有關(guān)部門的同意。 (6) 生活飲用水管道，應(yīng)避免穿越垃圾堆，毒物污染區(qū)，如必須穿過 時應(yīng)采取防護措施。 (7) 給水管道的埋設(shè)深度，應(yīng)根據(jù)土壤的冰凍深度、外部荷載、管材強度和其他管道交叉，以及當(dāng)?shù)毓艿缆裆畹慕?jīng)驗等因素確定，一般按冰凍線以下 200mm 敷設(shè)，但管頂常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 共 34 頁 覆土深度不小于 。 (8) 金屬給水管一般不做基礎(chǔ)，但對通過回填垃圾、建 筑廢料、流沙層、沼澤地以及不平整的巖石層等地段，應(yīng)做墊層或基礎(chǔ)，非金屬給水管一般做墊層或基礎(chǔ)。 (9) 給水管道應(yīng)根據(jù)地形情況，在最高處設(shè)置排氣閥，但在最低處設(shè)置泄水閥或排水閥。 (10) 給水管道應(yīng)在垂直或水平方向拐彎處的支墩位置，根據(jù)管徑、轉(zhuǎn)彎角度、試壓標(biāo)準(zhǔn)及接口摩擦力等因素通過計算來確定。 (11) 鑄鐵管的外壁應(yīng)涂刷瀝青 保護層，鋼管外壁纏包纖維布并涂刷瀝青層；金屬管道內(nèi)水流腐蝕性較強時，應(yīng)使用符合飲用水衛(wèi)生的橡膠、塑料、水泥砂漿及防腐涂料等襯里。 (12) 給水管道應(yīng)根據(jù)供水壓力采取防止、消除或減輕 水錘破壞作用的措施。 (13) 敷設(shè)管道時，其中心轉(zhuǎn)折角大于 2176。時，應(yīng)設(shè)置彎頭或乙字管等管 件 。 設(shè)計用水定額 (1) 居民用水量定額 城市居民生活用水量由城市人口、每人每日平均生活用水量和城市給水普及率等因素確定。這些因素隨著城市規(guī)模的大小而變化。通常，住房條件較好、給水設(shè)備較完善、居民生活水平相對較高的大城市，生活用水量定額也較高。 我國幅員遼闊，各城市的水資源和氣候條件不同，生活習(xí)慣各異，所以人均用水量也有較大的差別。即使用水人口相同的城市，因城市地理位置和水源等條件不同，用水量也可 以相差很大。一般來說，我國東南地區(qū)、沿海經(jīng)濟開發(fā)特區(qū)和旅游城市，因水資源豐富，氣候較好，經(jīng)濟比較發(fā)達(dá)，用水量普遍高于水源短缺、氣候寒冷的西北地區(qū)。 影響設(shè)計用水量的因素很多，設(shè)計時，如缺乏實際用水量資料， 則居民生活用水定額和綜合用水定額可參照《室外給水設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。本設(shè)計的綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)是220L/人天。 (2) 消防用水量 消防用水只在火災(zāi)時使用，歷時短暫，但從數(shù)量上來說，它在城市用水量中占有一定的比例，尤其是中小城市，所占比例甚大。消防用水量、水壓和火災(zāi)延續(xù)時間等，應(yīng)該按照現(xiàn)行的《 建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》等執(zhí)行。 城市或居住區(qū)的室外消防用水量，應(yīng)按同時發(fā)生的火災(zāi)數(shù)和一次滅火的用水量確定。 工廠、倉庫和民用建筑的室外消防用水量，可按同時發(fā)生的火災(zāi)數(shù)和一次滅火的用水量確定。 用水量變化 無論是生活或生產(chǎn)用水，用水量經(jīng)常在 變化。生活用水量隨著生活習(xí)慣和氣候而變化，如假期比平日高，夏季比冬季用水多；從我國大中城市的用水情況可以看出，在一天內(nèi)又以早晨起床前后和晚飯前后用水量多。 用水量定額只是一個平均值，在設(shè)計時還須考慮每日、每時 的用水量變化。在設(shè)計規(guī)定的年限內(nèi)，用水最多一日的用水量，叫做最高日用水量，一般以確定給水系統(tǒng)中各常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 34 頁 類設(shè)施的規(guī)模。在一年中，最高日用水量與平均日用水量的比值，叫做日變化系數(shù) Kd，根據(jù)給水區(qū)的地理位置、氣候、生活習(xí)慣和室內(nèi)給排水設(shè)施程度，其值為 ～ 。在最高日內(nèi)，每小時的用水量也是變化的，變化幅度和居民數(shù)、房屋設(shè)備類型、職工上班時間和班次等有關(guān)。最高一小時用水量與平均時用水量的比值，叫做時變化系數(shù) Kh，該值在 ～ 之間。大城市的用水比較均勻， Kh 值較小，可取下限，小城市可取上限或適當(dāng)加大。 管網(wǎng)水力計算的 流量 (1) 比流量 假定用水量均勻分布在全部干管上，由此算出干管管線單位長度的流量，叫做比流量。 qs= lqQΣΣ 式中 qs— 比流量， L/（ s m）； Q— 管網(wǎng)總用水量， L/s； ∑ q— 大戶集中用水量總和， L/ s； ∑ l— 干管總長度， m，不包括穿越廣場、公園等無建筑物地區(qū)的管線；只有一側(cè)配水的管線，長度按一半計算。 (2) 沿線流量 根據(jù)比流量可求出各管段沿線流量的公式如下： 1q sql? 公式中： q1— 沿線流量， L/s； l— 該管段的長度， m。 整個管網(wǎng)的沿線流量總合∑ q1，等于 qs∑ l。 其 值等于管網(wǎng)供給的總用水量減 去 大戶集中用水總量，即等于 Q∑ q。 (3) 節(jié)點流量 管網(wǎng)中任一段的流量，有兩部分組成：一部分是沿該管段長度 L 配水的沿線流量q1，另一部分是通過該管段輸水到以后管段的轉(zhuǎn)輸流量 qt。轉(zhuǎn)輸流量沿整個管段不變，而沿線流量由于管段沿線配水，所以管段中的流量順?biāo)鞣?向 逐漸減小，到管段末端只剩下轉(zhuǎn)輸流量。 按照用水量在全部干管上均勻分配的 假定求出沿線流量，只有一種僅近似的方法。因此每一 管 段的沿線流量是沿管線分配的。對于流量變化的管段，難以確定管徑和水頭損失，所以有必要將沿線流量轉(zhuǎn)化成從節(jié)點流出的流量。這樣，沿線不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管線變化，就可以根據(jù)該流量確定管徑。 為了便于管網(wǎng)計算，通常采用統(tǒng)一 α=，即將沿線流量折半作為管段兩端的節(jié)點流量，在解決工程問題時已經(jīng)足夠。因此，管網(wǎng)任一節(jié)點的節(jié)點流量為： qi＝ α∑ q1＝ ∑ q1 即任一點 i 的節(jié)點流量∑ q1等于與該節(jié)點相連各管段 的沿線流量 qi總和的一半。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 共 34 頁 管徑計算 確定管網(wǎng)中每一管段的直徑是輸水和配水系統(tǒng)設(shè)計計算的主要課題之一。管段的直徑應(yīng)按分配后的流量確定。因為： q Av? = vD42π 式中 A— 水管斷面積， m2 。 所以，各管段的管徑按下式計算： D =vqπ4 式中 D— 管段直徑， m； q— 管段流量， m3/s； v— 流速， m/s。 從上式可知，管徑不但和管段流量有關(guān)，而且和流速的大小有關(guān)，如管段的流量已知但是流速未定，管徑還是無法確定，因此要確定管徑必須先選定流速。 為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設(shè)計流速不應(yīng)超過 ～ 3m/s；在輸送渾濁原水時，為了避免水中懸浮物質(zhì)在水管內(nèi)沉積，最低流速通常不得小于 ?？梢娂夹g(shù)上允許的流速幅度是較大的。因此，需在上述 流速范圍內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟條件，考慮管網(wǎng)的造價和經(jīng)營管理費用，來選定合適的流速。 由于水管有標(biāo)準(zhǔn)管徑，如 200mm， 250mm……等，分檔不多，按經(jīng)濟管徑方法算出的不一定就是標(biāo)準(zhǔn)管徑，這時可選用相近的標(biāo)準(zhǔn)管徑。 由于實際管網(wǎng)的復(fù)雜性，加之情況在不斷變化，例如流量在不斷增長，管網(wǎng)逐步擴展，許多經(jīng)濟指標(biāo)如水管價格、電費等也隨時變化，要從理論上計算管網(wǎng)造價和管理費用相當(dāng)復(fù)雜且有一定的難度。在條件不具備時，設(shè)計中也可采用平均