【文章內容簡介】 11 ⑴ 計算每一設計管段的長度 ， 結果見附表 4表從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入 表 中 。 ⑵ 將各設計管段的設計流量列入表中第 3 項。設計管段起訖點檢查井處的地面標高列入表中。 ⑶ 計算每一設計管段的地面坡度 ， 計算每一設計管段的地面坡度 ， 作為確定管道坡度時參考。 ⑷ 確定起始管段設計參數(shù) 確定起始管段的管徑以及設計流速 v，設計坡度 I，設計充滿度 h/D。首先擬采用最小管徑 mm，即查水力計算圖。在這張計算圖中，管徑 D和管道粗糙系數(shù) n為已知，其于4個水力因素只要知道 2 個即可求出另外 2 個?，F(xiàn)已知設計流量，另 1 個可根據(jù)水力計算設計數(shù)據(jù)的規(guī)定設定。本城鎮(zhèn)由于管段的地面坡度很小，為了不使整個管道系統(tǒng)的埋深過大，宜采用最小設計坡度為設定數(shù)據(jù)。將所確定 的管徑 D、管道坡度 I、流速 v、充滿度 h/D 分別列入下表中的第 7項。充滿度如下圖所示： ⑸ 確定其他管段設計參數(shù) 確定其它管段的管徑 D、設計流速 v、設計充滿度 h/D 和管道坡度 I。通常隨著設計流量的增加，下一個管段的管徑一般會增大一級或兩級（ 50mm 為一級），或者保持不變，這樣便可根據(jù)流量的變化情況確定管徑。然后可根據(jù)設計流速隨著設計流量的增大而逐段增大或保持不變的規(guī)律設定設計流速。根據(jù) Q 和 v 即可在確定 D 那張水力計算圖中查出相應的 h/D 和 I 值，若 h/D 和 I 值，若 h/D 和 I 值符合設計規(guī)范的要求，說明水力計算合理，將計算結果填入表中相應的項中。在水力計算中，由于 Q、 v、 h/D、 I、 D 各水力因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。 h D 圖 河北工 程大學畢業(yè)設計 12 最大設計充滿度 表 32 管徑（ D）或暗渠高（ H）（ mm） 最大設計充滿度（Dh） 200300 350450 500900 ≥ 1000 070 ⑹ 最小管徑與最小設計坡度 原因： ① 養(yǎng)護方便：一般在污水管道的上游部分，設計流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小，根據(jù)養(yǎng)護經(jīng)驗表明，管徑過小易堵塞，使養(yǎng)護管道的費用增加。而小口徑管道直徑相差一號在同樣埋深下，施工費用相差不多。 ② 減小管道的埋深：此外采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。最小管徑可見下表。 最小設計坡度：相應于管內最小設計流速時的坡度叫做最小設計坡度，即保證管道內污物不淤積的坡度。最小管徑與最小設計坡度可見下表： 最小管徑和最小設計坡度 表 33 ⑺ 計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設深度 ： ① 根據(jù)設計管段長度和管道坡度求降落量。 ② 根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。 ③ 確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。本題離污水廠最遠的干管起點是 13及 1點， 13 點的埋深可用最小覆土厚度的限值確定，因此至南地面坡度約為 ，可取干管坡度與地面坡度近似，因此干管埋深不會增加太多，整個管線上又無個別低洼點，見表 45,故 13點的埋深不能控制 整個主干管的埋設深度。對主干管起決定作用的控制點是 1點。 1 點是主干管的起始點，它的埋深考慮到管道內污水冰凍，地面荷載，覆土厚度等各因素。 ④ 求設計管段上、下端的管內底標高，水面標高及埋設深度。 ⑤ 求設計管段上、下端的管內底標高，水面標高及埋設深度如下圖所示： 污水管道位置 最小管徑（ mm） 最小設計坡度 街坊和廠 區(qū)內街道 200 300 河北工 程大學畢業(yè)設計 13 圖 ⑥ 最小埋深 確定污水管道最小埋設深度時，必須考慮下列因素： （ a） 必須防止管內污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道，土壤的冰凍深度，不僅受當?shù)貧夂虻挠绊懀遗c土壤本身的性質有關。所以，不同的地區(qū)，由于氣候 、 條件不同，土壤性質 不同，土壤的冰凍深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所采用的土壤冰凍深度值，是當?shù)囟嗄暧^測的平均值。 由于生活污水水溫教高，且保持一定的流量不斷地流動，所以污水不易冰凍。由于污水水溫的輻射作用，管道周圍的土壤不會冰凍，所以，在污水管道的設計中，沒有必要將整個管道都埋設在土壤的冰凍線以下。但如果將管道全部埋在冰凍線以上，則會因土壤凍漲而損壞管道基礎。 （ b） 必須保證管道不致因為地面荷載而破壞為保證污水管道不因受外部荷載而破壞，必須有一個覆土厚度的最小限值要求，這個最小限值，被稱為最小覆土厚度。此值取決于 管材的強度、地面荷載類型及其傳遞方式等因素。 現(xiàn)行的《室外排水設計規(guī)范》 規(guī)定 ：在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于 m。在對排水管道采取適當?shù)募庸檀胧┖?，其最小覆土厚度值可以酌減。 ⑻ 污水管道的銜接 ① .檢查井設置原則：污水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方及直線管段每隔一定距離。 ② .水管道在檢查井中銜接時應遵循兩個原則：（ a） . 盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價； (b) .避免上游管段中形成回水而造成淤積。 河北工 程大學畢業(yè)設計 14 ③．管道的銜接方法：主要有水面平接、管頂 平接兩種 : （ a）水面平接：是指在水力計算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設計充滿度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標高相同。 適用于管徑相同時的銜接。 （ b）管頂平接：是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。采用管頂平接時，下游管段的埋深將增加。 這對于平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時是不適宜的。這時為了盡可能減少埋深，可采用水面平接的方法。 適用于管徑不相同時的銜接。兩種銜接情況可如下圖所示： 圖 河北工 程大學畢業(yè)設計 15 圖 管頂平 接示意圖 ④．注意： （ a）下游管段起端的水面和管內底標高都不得高于上游管段終端的水面和管內底標高。 （ b）當管道敷設地區(qū)的地面坡度很大時，為調整管內流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據(jù)地面坡度采用跌水連接。 （ c）在旁側管道與干管交匯處，若旁側管道的管內底標高比干管的管內底標高相差 1m 以上時，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井后再與干管相接。 以上計算均應列表計算，各節(jié)點的高程、各管段長度及水力計算表見附表 5。 ⑼ 倒虹吸的設 計 因為該城市有鐵路穿過，所以采用倒虹吸將污水送至鐵路另一側。根據(jù)平面圖可知在管段 22’設置倒虹吸。 考慮采用兩條管徑相同且平行敷設的倒虹管線，一條留以備用。倒虹吸的流量為，倒虹吸管徑 D=200mm,水力坡度 I= 流速 v=,最小流速 。 倒虹吸管的沿程水力損失： il= 125= 倒虹吸管的全部水力損失： H1=? = 河北工 程大學畢業(yè)設計 16 倒虹吸進、出井水位差值： H= H1+=。 ⑽ 提水泵站設置 ： 由于污水廠污水進口埋深的限制，必須設置提水泵站。其提水高度為 : H== m 。 相關圖形繪制 。 。結果見圖紙。 河北工 程大學畢業(yè)設計 17 5 謝辭 以上內容為本次課程設計的依據(jù)與計算過程，其中不足之處請老師給予糾正。 通過一個學期的學習，我掌握了排水工程的一些專業(yè)知識，而這次設計讓我對給排水系統(tǒng)有了更進一步的了解，在設計過程中也遇到了很多問題，比如用計算機出圖，在老師的指導和同學們 的幫助下，終于順利完成了本次設計。 總之，通過本次課程設計，使我鞏固了已經(jīng)學習的專業(yè)基礎知識，鍛煉了綜合運用所學知識和解決問題的能力，培養(yǎng)了獨立完成對小區(qū)的污水管道的設計能力，同時又加強了計算機繪圖能力，真正實現(xiàn)了由理論向實踐的過渡。 本設計是在劉亮老師的親切關懷和悉心指導下完成的。老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，科學的工作方法深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到最終完成，老師提出了許多的寶貴意見，并始終給予我細心的指導和不懈的支持。 最后再次感謝老師的耐心教導及在設計中給予的指導與 幫助。 謝謝你們 ! 河北工 程大學畢業(yè)設計 18 6 參考文獻 [1] 孫慧修 .排水工程 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1999 [2] HYDROLOGICAL PROCESSES ,Semimonthly,ISSN: 08856087,JOHN WILEY amp。 BAFFINS LANE, CHICHESTER, W SUSSEX, ENGLAND, PO19 1UD [3] 姚雨霖 .城市給排水工程 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1986 [4] 利亞峰 .給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設計指南 [M].北京 :化學工業(yè)出版社 ,2021 [5] AGRICULTURAL WATER MANAGEMENT ,Monthly,ISSN: 03783774 [6]《給水排水設計手冊》【第 12 冊】 [7] 葉曉芹 .《給水排水工程制圖》 [M].北京 : 高等教育出版社 ,1993 [8] 田會杰《給水排水工程施工 (第二版 )》 [M].北京 : 中國建筑工業(yè)出版社 ,2021 [9]《 農(nóng)業(yè)水利工程英語 (第二版 )》 [M].北京 : 中國 水利水電 出版社 ,2021 。 [10]《給水排水管道工程 (第四版 )》 [M].北京 : 中國水利水電出版社 ,2021. 河北工 程大學畢業(yè)設計 19 7 附錄 附表 1 街區(qū)面積計算表 街區(qū)編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 街區(qū)面積 街區(qū)編號 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 街區(qū)面積 街區(qū)編號 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 街區(qū)面積 街區(qū)編號 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 街區(qū)面積 街區(qū)編號 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 街區(qū)面積 街區(qū)編號 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 街區(qū)面積 街區(qū)編號 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 街區(qū)面積 街區(qū)編號 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 街區(qū)面積 街區(qū)編號 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 街區(qū)面積 街區(qū)編號 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 街區(qū)面積 街區(qū)編號 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 街區(qū)面積 街區(qū)編號 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 街區(qū)面積 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 街區(qū)編號 街區(qū)面積 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 街區(qū)編號 河北工 程大學畢業(yè)設計 20 續(xù)附表 1 街區(qū)編號 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 街區(qū)面積 街區(qū)編號 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 街區(qū)面積 街區(qū)編號 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 街區(qū)面積 街區(qū)編 號 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 街區(qū)面積 街區(qū)編號 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 街區(qū)面積 街區(qū)編號 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 街區(qū)面積 街區(qū)編號 191 192 街區(qū)面積 河北工 程大學畢業(yè)設計 21 附表 2 污水干管設計流量 管段 編號 居 住 小 區(qū) 生 活 污 水 量 Q 生活 污水流量 (L/s) 集中流量 設計總流量 (L/s) 本 段