【正文】 只設(shè)一條輸水管。輸水系統(tǒng)的一般特點(diǎn)是距離長(zhǎng)，和河流、高地、交通路線等交叉較多。原水輸水管（渠）設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最高日平均時(shí)供水量與水廠自用水量之和確定。當(dāng)遠(yuǎn)距離輸水時(shí)，輸水管渠的設(shè)計(jì)流量還應(yīng)計(jì)入管渠漏失水量。清水輸水管的設(shè)計(jì)流量，當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)用水量確定；當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)用水條件下，由水廠所負(fù)擔(dān)供應(yīng)的水量確定（輸水管道的設(shè)計(jì)水量應(yīng)為最高日最高時(shí)供水量減去由調(diào)節(jié)構(gòu)筑物每小時(shí)供應(yīng)的水量）。輸水管渠有多種形式，常用的有：1． 壓力輸水管渠此種形式通常用得最多，當(dāng)輸水量大時(shí)可采用輸水渠。常用于高地水源或水泵供水。2．無壓輸水管渠（非滿流水管或暗渠）無壓輸水管渠的單位長(zhǎng)度造價(jià)較壓力管渠低，但在定線時(shí)，為利用與水力坡度相接近的地形，不得不延長(zhǎng)路線，因此，建造費(fèi)用相應(yīng)增加。重力無壓輸水管渠可節(jié)約水泵輸水所耗電費(fèi)。 3．加壓與重力相結(jié)合的輸水系統(tǒng)在地形復(fù)雜的地區(qū)常用加壓與重力結(jié)合的輸水方式。4．明渠明渠是人工開挖的河槽，一般用于遠(yuǎn)距離輸送大量水。以下重點(diǎn)討論壓力輸水管。輸水管平行工作的管線數(shù)，應(yīng)從可靠性要求和建造費(fèi)用兩方面來比較。若增加平行管線數(shù)，雖然可提高供水的可靠性，但輸水系統(tǒng)的建造費(fèi)用隨之增大。實(shí)際上，常采用簡(jiǎn)單而造價(jià)又增加不多的方法，以提高供水的可靠性，即在平行管線之間設(shè)置連接管，將輸水管線分成多段，分段數(shù)越多，供水可靠性越高。合理的分段數(shù)應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)事故流量的要求確定。輸水管計(jì)算的任務(wù)是確定管徑和水頭損失，以及達(dá)到一定事故流量所需的輸水管條數(shù)和需設(shè)置的連接管條數(shù)。確定大型輸水管的管徑時(shí)，應(yīng)考慮具體的埋管條件、管材和形式、附屬構(gòu)筑物數(shù)量和特點(diǎn)、輸水管條數(shù)等，通過方案比較確定。具體計(jì)算時(shí)，先確定輸水管條數(shù)，依據(jù)經(jīng)濟(jì)供水的原則，即按設(shè)計(jì)流量和經(jīng)濟(jì)流速（或可資用水頭）確定管徑，進(jìn)而計(jì)算水頭損失。本節(jié)主要介紹輸水管分段數(shù)計(jì)算方法。一、重力供水時(shí)的壓力輸水管水源在高地時(shí)（如取用蓄水庫(kù)水時(shí)），若水源水位和水廠內(nèi)第一個(gè)水處理構(gòu)筑物之間有足夠的水位高差克服兩者管道的水頭損失時(shí)，可利用水源水位向水廠重力輸水。如圖628所示，若水源水位標(biāo)高為 ，輸水管終端要求的水壓為 ，則可資用水頭為 ，用來克服輸水管阻力損失。假設(shè)輸水系統(tǒng)的總流量為 ，平行管線（管徑、管長(zhǎng)和管材均相同）數(shù)為 ，則每條輸水管的流量為 ，如圖528。若在輸水管上等距離地設(shè)置m條連接管，輸水管被分成N=m+1段，則正常工作情況下的水頭損失為：（526）如圖528，任一管段損壞時(shí)，流量降低為 ，若忽略連接管的水頭損失（因其長(zhǎng)度和輸水管相比很短），則此時(shí)輸水管系統(tǒng)的水頭損失為：（527）在重力流壓力輸水系統(tǒng)中，因起、終點(diǎn)的水頭差固定，不受管線損壞的影響，因此h=ha，但S0≠Sa，可得出事故時(shí)和正常工作時(shí)的流量比例，即事故時(shí)允許流量降落比R為：（528） 不同m、n值時(shí)的R值見表511。由表可知：輸水管線可靠性隨著平行管線數(shù)和連接管數(shù)的增加而增大。由于城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)的允許流量降落比 值為 ，因此為保證輸水管損壞時(shí)的事故流量，當(dāng)采用重力下的壓力供水時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩根平行的輸水管時(shí)，并設(shè)置兩條連接管將平行管線按長(zhǎng)度分成3段。二、水泵供水的壓力輸水管 水泵供水時(shí)，流量 受到水泵揚(yáng)程的影響。反之，輸水量變化也會(huì)影響輸水管起點(diǎn)的水壓。因此水泵供水時(shí)的實(shí)際流量，應(yīng)由水泵特性曲線和輸水管特性曲線的聯(lián)合曲線求出。水泵特性曲線和輸水管特性曲線的聯(lián)合工作情況可如圖529表示，Ⅰ、Ⅱ分別表示輸水管正常工作和事故時(shí)的Q—∑h特性曲線。當(dāng)輸水管任一管段損壞時(shí)，系統(tǒng)的阻力增大，曲線的交點(diǎn)從正常工作時(shí)的b點(diǎn)移到a點(diǎn)，與a點(diǎn)相應(yīng)的橫坐標(biāo)表示事故時(shí)流量Q。設(shè)置連接管后，由于事故時(shí)輸水系統(tǒng)的摩阻增加較少，即Sa較接近So，因此曲線Ⅱ和曲線Ⅰ也比較接近，事故時(shí)流量Qa可大于無連接管時(shí)。確定輸水管的分段數(shù)應(yīng)保證任一管段損壞檢修時(shí)，供水流量不低于允許值。水泵供水時(shí)輸水管的分段數(shù)計(jì)算方法如下：1．設(shè)有網(wǎng)前水塔時(shí)輸水管分段數(shù)計(jì)算（529）2． 設(shè)對(duì)置水塔時(shí)輸水管分段數(shù)計(jì)算：近似計(jì)算：（530）第八節(jié) 給水管道的敷設(shè)一、 埋設(shè)深度二、 管道基礎(chǔ)：天然基礎(chǔ)、砂基礎(chǔ)和混凝土基礎(chǔ)三、 水壓試驗(yàn)：強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)第九節(jié) 給水管道工程圖一、帶狀平面圖二、縱斷面圖：橫軸與平面圖一致，縱軸為橫軸5~20倍，常用1：50~1：100三、大樣圖作業(yè)：習(xí)題229第六章 給水管道材料與附件（一）教學(xué)要求 了解常用的給水管道材料和附件（二）教學(xué)內(nèi)容給水管道材料給水管道附件及附屬構(gòu)筑物（三）重點(diǎn)：給水管道材料第一節(jié) 給水管道材料與配件一、給水管道材料對(duì)給水管道的要求：水力條件好、安裝簡(jiǎn)便、快速可靠、維護(hù)工作量少。同時(shí)管道的化學(xué)穩(wěn)定性高，耐腐、質(zhì)輕、韌性好、壽命長(zhǎng)、折舊費(fèi)用低。給水管材?？梢苑譃榻饘俟懿牧?、非金屬管材料和復(fù)合材料三大類。 1．金屬管 目前常用的金屬管主要有：鋼管、鍍鋅管、鑄鐵管、銅管。銅管價(jià)格較高，主要用于熱水管道。（二）鋼管分為焊接鋼管和無縫鋼管兩大類，焊接鋼管有直縫鋼管和螺旋卷焊鋼管，鋼管的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐振動(dòng)、重量輕、長(zhǎng)度大、接頭少和加工接口方便等。鍍鋅管道仍作為建筑給水管的主要管材，它比鋼管價(jià)格低，但防腐性差，（一）鑄鐵管一般包括普通灰口鑄鐵管，鑄鈦球墨鑄鐵管和球墨鑄鐵管。（三）球墨鑄鐵管（四）石棉水泥管（五）預(yù)應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋混凝土管（六）預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（七）塑料管用于給水管道工程的塑料管材有 UPVC管， PE管、 PP管。重量輕、便于運(yùn)輸及安裝、管道內(nèi)壁光滑阻力系數(shù)小、防腐性能良好、對(duì)水質(zhì)不構(gòu)成二次污染卻都是共同的。（八）玻璃纖維復(fù)合管 （九）孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管各種管材適用特性：（1） 長(zhǎng)距離大水量輸水系統(tǒng)，若壓力較低，可選用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管；若壓力較高，可采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和玻璃鋼管（2） 城市輸配水管道系統(tǒng)，可采用球墨鑄鐵管或玻璃鋼管（3） 建筑小區(qū)及街坊內(nèi)部應(yīng)優(yōu)先考慮UPVC管（4） 穿越障礙物等特殊地段時(shí)，可考慮采用鋼管。二、給水配件表61第二節(jié) 給水管道附件一、閥門閥門是用以連接、關(guān)閉、和調(diào)節(jié)液體、氣體或蒸汽流量的設(shè)備。是市政管道系統(tǒng)的重要組成部分。包括閘閥和蝶閥。二、止回閥止回閥又稱單向閥，它用來限制水流朝一個(gè)方向流動(dòng)。 一般安裝在水泵出水管，用戶接管和水塔進(jìn)水管處，以防止水的倒流。該閥靠水流的壓力達(dá)到自行關(guān)閉或開啟的目的。當(dāng)水倒流時(shí)，閥瓣自動(dòng)關(guān)閉，截?cái)嗨牧鲃?dòng)，避免事故的發(fā)生。止回閥安裝和使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）升降式止回閥應(yīng)安裝在水平方向的管道上，旋啟式止回閥既可安裝在水平管道上，又可安裝在垂直管道上。 （2）安裝止回閥要使閥體上標(biāo)注的箭頭與水流方向一致，不可倒裝。（3）大口徑水管上應(yīng)采用多瓣止回閥或緩閉止回閥，使各瓣的關(guān)閉時(shí)間錯(cuò)開或緩慢關(guān)閉，以減輕水錘的破壞作用。三、水錘消除設(shè)備水錘是供水裝置中常見的一種物理現(xiàn)象，它在供水裝置管路中的破壞力是驚人的，對(duì)管網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行是十分有害的，容易造成爆管事故。水錘消除的措施通常可以采用以下一些設(shè)備。1．采用恒壓控制設(shè)備2．采用泄壓保護(hù)設(shè)備（1） 水錘消除器（2）泄壓保護(hù)閥：該設(shè)備安裝在管道的任何位置，和水錘消除器工作原理一樣，只是設(shè)定的動(dòng)作壓力是高壓，當(dāng)管路中壓力高于設(shè)定保護(hù)值時(shí)，排水口會(huì)自動(dòng)打開泄壓。 3．采用控制流速設(shè)備（1）采用水力控制閥，一種采用液壓裝置控制開關(guān)的閥門，一般安裝于水泵出口，該閥利用機(jī)泵出口與管網(wǎng)的壓力差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟閉，閥門上一般裝有活塞缸或膜片室控制閥板啟閉速度，通過緩閉來減小停泵水錘沖擊，從而有效消除水錘。 （2）采用快閉式止回閥，該閥結(jié)構(gòu)是在快閉閥板前采用導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，停泵時(shí)，閥板同時(shí)關(guān)閉，依靠快閉閥板支撐住回流水柱，使其沒有沖擊位移，從而避免產(chǎn)生停泵水錘。 4．在管路中各峰點(diǎn)安裝可靠的排氣閥也是必不可少的措施。 　　四、消火栓消火栓有地上消火栓和地下消火栓。地上消火栓適用于氣溫較高的地方，地下消火栓適用于較寒冷的地區(qū)。五、排氣閥和泄水閥由于地形變化、特別是長(zhǎng)距離輸水管的最高處或管件上，需要裝置排氣閥，以排除在管中的氣體。排氣閥分單口和雙口兩種。單口排氣閥用在直徑小于300mm的水管上，口徑為水管直徑的1/2～1/5。 雙口排氣閥口徑可按水管直徑的1/8～1/10選用，裝在直徑400mm以上的水管上。見圖76所示。為了排除管道內(nèi)沉積物或檢修放空及滿足管道消毒沖洗排水要求，在管道下凹處及閥門間管段最低處，施工時(shí)應(yīng)預(yù)留泄水口，用以安裝泄水閥。確定泄水點(diǎn)時(shí)，要考慮好泄水的排放方向，一般將其排入附近的干渠、河道內(nèi)，不宜將泄水通向污水渠，以免污水倒灌污染水源。 第三節(jié) 給水管道附屬構(gòu)筑物一、閥門井二、管道支墩1．支墩的類型根據(jù)異形管在管網(wǎng)中布置的方式，支墩有以下幾種常用類型：（1）水平支墩又分為：彎頭處支墩；堵頭處支墩；三通處支墩。（2）上彎支墩：管中線由水平方向轉(zhuǎn)入垂直向上方向的彎頭支墩。（3）下支墩：管中線由水平方向轉(zhuǎn)入垂直向下向的彎頭支墩。（4）空間兩相扭曲支墩：管中線既有水平轉(zhuǎn)向又會(huì)有垂直轉(zhuǎn)向的異形管支墩。2．支墩的計(jì)算作用于支墩的推力如果使用石棉灰口，因其粘接力的關(guān)系有一部分推力由灰口負(fù)擔(dān)。105kg/m2。在設(shè)計(jì)支墩時(shí)應(yīng)減去此部分力量，但膠圈柔口三、給水管道穿越障礙物當(dāng)給水管線通過鐵路、公路和河谷時(shí)，必須采用一定的措施。管線穿過鐵路時(shí)，其穿越地點(diǎn)、方式和施工方法，應(yīng)嚴(yán)格按照鐵路部門穿越鐵路的技術(shù)規(guī)范。根據(jù)鐵路的重要性，采取以下措施：穿越臨時(shí)鐵路或一般公路，或非主要路線且水管埋設(shè)較深時(shí)，可以不設(shè)套管，但應(yīng)盡量將鑄鐵管接口放在兩股道之間，并用青鉛接頭，鋼管則應(yīng)有相應(yīng)的防腐措施；穿越較重要的鐵路或交通頻繁的公路時(shí)，水管須放在鋼筋混凝土套管內(nèi)，套管直徑根據(jù)施工方法而定，大開挖施工時(shí)應(yīng)比給水管直徑大300mm，頂管法施工時(shí)應(yīng)較給水管的直徑大600mm。穿越鐵路或公路時(shí)。管道穿越鐵路時(shí)，兩端應(yīng)設(shè)檢查井，井內(nèi)設(shè)閥門或排水管等。第七章 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）教學(xué)要求 熟練掌握污水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算過程（二）教學(xué)內(nèi)容污水設(shè)計(jì)流量污水管道的設(shè)計(jì)參數(shù)污水管道的水力計(jì)算（三）重點(diǎn)污水管道的水力計(jì)算第一節(jié) 污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量是污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的最大流量。通常以最大日最大時(shí)流量作為污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，其單位為L(zhǎng)/s。它包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量?jī)纱蟛糠帧＞蜕钗鬯杂挚煞譃榫用裆钗鬯?、公共設(shè)施排水和工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水和淋浴污水三部分。一、生活污水設(shè)計(jì)流量 居民生活污水主要來自居住區(qū)，它通常按下式計(jì)算： (71) 式中： Q1—— 居民生活污水設(shè)計(jì)流量，L／s； n ——居民生活污水量定額，L／(cap?d)； N ——設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap； KZ——生活污水量總變化系數(shù)。 （1）居民生活污水量定額 居民生活污水量定額，是指在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的每人每天所排出的平均污水量。在確定居民生活污水量定額時(shí)，應(yīng)調(diào)查收集當(dāng)?shù)鼐幼^(qū)實(shí)際排水量的資料，然后根據(jù)該地區(qū)給水設(shè)計(jì)所采用的用水量定額，確定居民生活污水量定額。在沒有實(shí)測(cè)的居住區(qū)排水量資料時(shí)，可按相似地區(qū)的排水量資料確定。若這些資料都不易取得，則根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJl487)的規(guī)定，按居民生活用水定額確定污水定額。對(duì)給水排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì)，一般地區(qū)可按用水定額的80%計(jì)。 （2）設(shè)計(jì)人口數(shù) 設(shè)計(jì)人口數(shù)是指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)，是計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量的基本數(shù)據(jù)。它是根據(jù)城市總體規(guī)劃確定的，在數(shù)值上等于人口密度與居住區(qū)面積的乘積。即： (72)式中：N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap；ρ——人口密度，cap/hm2；F——居住區(qū)面積，hm2；cap——“人”的計(jì)量單位。人口密度表示人口的分布情況，是指單位面積上居住的人口數(shù)，以cap/h m2表示。它有總?cè)丝诿芏群徒址蝗丝诿芏葍煞N形式。總?cè)丝诿芏人玫拿娣e包括街道、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、水體等處的面積，而街坊人口密度所用的面積只是街坊內(nèi)的建筑用地面積。在規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，采用總?cè)丝诿芏?，而在技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，則采用街坊人口密度。設(shè)計(jì)人口數(shù)也可根據(jù)城市人口增長(zhǎng)率按復(fù)利法推算，但實(shí)際工程中使用不多。（3）生活污水量總變化系數(shù) 流入污水管道的污水量時(shí)刻都在變化。污水量的變化程度通常用變化系數(shù)表示。變化系數(shù)分為日變化系數(shù)、時(shí)變化系數(shù)和總變化系數(shù)三種。一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化系數(shù)(Kd)； 最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值稱為時(shí)變化系數(shù)(Kh)； 最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值稱為總變化系數(shù)(Kz)。 顯然，按上述定義有(73)生活污水量總變化系數(shù) 污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000總變化系數(shù)Kz注：①當(dāng)污水平均日流量為中間數(shù)值時(shí)，總變化系數(shù)用內(nèi)插法求得；②當(dāng)居住區(qū)有實(shí)際生活污水量變化資料時(shí)，可按實(shí)際數(shù)據(jù)采用。我國(guó)在多年觀測(cè)資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過綜合分析歸納，總結(jié)出了總變化系數(shù)與平均流量之間的關(guān)系式，即： (74)式中： Q —污水平均日流量，L/s。當(dāng)Q＜5L/s時(shí)，Kz=；當(dāng)Q＞1000L/s時(shí)，Kz=。設(shè)計(jì)時(shí)也可采用式（74）直接計(jì)算總變化系數(shù)，但比較麻煩。公共設(shè)施排水量Q2應(yīng)根據(jù)公共設(shè)施的不同性質(zhì)，按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500