【導讀】內形成環(huán)狀管網，供應小區(qū)生活及消防用水。小區(qū)建筑按二類高層設計，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。對給水、污水、雨水管網進行相關的水力計算，確定管徑等水力參數(shù)。局，創(chuàng)造一個環(huán)境優(yōu)美、設施齊全的新型住宅小區(qū)。

　　

【正文】 統(tǒng)的平面布置 ； (3) 污水管道設計流量計算和水力計算 ； (4) 污 水管道在街道橫斷面上位置的確定 ； (5) 繪制污水管道系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖 。 污水管線設計依據(jù) 污水設計流量的確定 污水管道及其附屬構筑物能保證通過的污水最大流量稱為污水設計流量。進行污水管道系統(tǒng)設計時常采用最大日最大時流量為設計流量，其單位為 L/s。合理確定設計流量是污水管道系統(tǒng)設計的主要內容之一，也是作好設計的關鍵。通常，城市污水總的設計流量是居住區(qū)生活用污水，工業(yè)企業(yè)生活污水和工業(yè)廢水設計流量三部分之和，在地下水位較高地區(qū)還應加入地下滲入量，當設計污水管道系統(tǒng)時應分別列表計算各居住區(qū)生活污水，工業(yè)廢水和工廠生活污水設計流量，然后得到污水設計流量綜合表。 污水管道水力計算 (1) 水力計算的基本公式 污水 管道水力計算的目的，在于合理的經濟的選擇管道斷面尺寸，坡度和埋深，為了簡化計算工作，目前在排水管道的水力計算中仍采用均勻流公式，常用的均勻流基本公式有： 流量公式 Q = A v 流速公式 v = C（ R I） 1/2 式中 Q 流量（ m3/s）； A 過水斷面面積（ m2）； v 流速（ m/s）； R 水力半徑（過水斷面面積與濕周的比值）（ m）； I 水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）； C 流速系數(shù)； 其中 C 值一般可按如下式計算 C= 式中 n 為管壁粗糙系數(shù)，一般采用鋼筋混凝土管， n=（非滿流） (2) 污水管道水力計算的設計數(shù)據(jù) 從水力計算公式可知，設計流量和設計流速及過水斷面積有關，而流速則是管壁 1 n R1/6 常州大學 本科 生 畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 共 34 頁 粗糙系數(shù)，水力半徑和水力坡度的函數(shù)。根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（ GB500142021）中對這些因素做了如下規(guī)定 [8]： a. 設計充滿度 在設計流量下，污水在管道中的水深 h 和管道直徑 D 之間的比值稱為設計充滿度（或水深比），當 h/D=1 時為滿流， h/D1 時為非滿流，我國污水管道設計按不滿流進行計算，當管徑小于 300mm 時，應按滿流進行校 核。我國對不同管徑都規(guī)定了最大設計充滿度，以欲留空間，防止產生有害或易燃易暴氣體。具體如 表 所示。 表 最大設計充滿度 管徑或渠高 最大設計充滿度 200~300 350~450 500~900 ≥1000 b. 設計流速 和設計流量，設計充滿度相應的水流平均速度叫設計流速，設計流速不宜過大或過小，過小容易產生淤積，過大易使管道受到沖刷，甚至損壞管道。根據(jù)我國污水管道實測經驗，污水管道的最小設計流速為 ， 而金屬管道的最大設計流速為 10 m/s，非金屬管道的最大設計流速是 5 m/s。 c. 最小管徑 管徑過小容易造成堵塞，影響正常排水，使管道的養(yǎng)護費用大增，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)或廠區(qū)內的最小管徑為 200mm，在街道下的最小管徑為 300mm，在進行管道水力計算的時候，上游管段由于服務的排水面積較小，因而設計流量小，按此設計流量計算得到的管徑小于最小管徑，此時就采用最小管徑值，因此，一般可根據(jù)最小管徑在最小設計流速或最大設計充滿度情況下能通過的最大流量值，從而進一步估算出設計管段服務的排 水面積，若設計管段的服務排水面積小于此值，即直接使用最小管徑和相應的最小坡度而不再進行水力計算。若大于此值則重新選用管段進行估算。 d. 最小坡度 相應于管內流速為最小設計流速時的管道坡度為最小設計坡度，《室外排水設計規(guī)范》中的具體規(guī)定是：管徑為 200mm 時最小設計坡度為 ，管徑為 300mm時的最小設計坡度為 ，在確定最小管徑的最小設計坡度時采用的設計充滿度為 。 (3) 污水管道的埋設深度 合理的確定管道埋深對于降低工程造價十分重要，在埋設污水管道時應滿足兩個條件，第一是污水管道的埋深不宜太 深，否則會大大增加工程造價，另外還應保持一個最小覆土厚度，否則不能滿足技術上的要求。最小覆土厚度應滿足 3 個基本要求 [9]： 常州大學 本科 生 畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 共 34 頁 a. 防止管道內的污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道 《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定，無保溫措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設在冰凍線以上 處，有保溫措施的或水溫較高的管道，管底在冰凍線以上的距離可以適當加大，其數(shù)值應根據(jù)該地區(qū)或情況相似地區(qū)的經驗確定。 b. 必須防止管壁因地面載荷而受到損壞 根據(jù)各地埋管經驗，車行道下污水管最小覆土厚度不宜小于 ，非車行道 下的污水管道若能滿足管道銜接的要求以及無動載荷的影響，其最小覆土厚度值也可適當減小。 c. 必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求 從安裝技術方面考慮，要使建筑物首層衛(wèi)生設備的污水能順利排出污水出戶管的最小埋深，一般采用 ~，所以街坊污水管道起點最小埋深也應有~。一般在干燥的土壤中，污水管道的最大埋深不超過 7~8m，在多水，流沙，石灰?guī)r地層中一般不超過 5m。 (4) 污水管道水力計算的方法 在進行污水管道水力計算時，通常污水設計流量為已知值，需要確定管道的斷面尺寸和敷設坡度。在具體計算中，已知 設計流量 Q 及管道粗糙系數(shù) n，需要求管徑 D，水力半徑 R，充滿度 h/D，管道坡度 I 和流速 v，一般常采用水力計算圖。 污水管道的設計 確定排水區(qū)界，劃分排水流域 在地勢平坦無明顯分水線的地區(qū)，可依面積的大小劃分，使得各相鄰流域的管道系統(tǒng)能合理分擔排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域內絕大部分污水能以自流方式接入（每個排水流域往往有 1 個以上的干管），根據(jù)流域地勢標明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。 管道定線和平面布置的組合 管道定線一般按主干管，干管，支管順序依次進行布置。定線遵 循的主要原則是應盡可能的在管線較短埋深較淺的情況下讓最大區(qū)域的污水能自流排出。在定線時必須很好地研究各種條件，使擬定的路線能因地制宜的利用各種有利因素而避免不利因素。定線時通常考慮的幾個因素是：地形和用地布局，排水體制和路線數(shù)目，污水廠和出水口位置，水文地質條件，道路寬度，地下管線及構筑物的位置，工業(yè)企業(yè)和產生大量污水的建筑物的分布情況。在地形平坦地區(qū)，應避免小流量的橫支管長距離平行于等高線敷設，讓其盡早接入干管。當街道寬度超過 上限 時，為了減少連接支管的數(shù)目和減少與其他地下管線的交叉，可考慮設置兩條平行的污 水管道。 控制點的確定和泵站的設置地點 在污水排水區(qū)域內，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這條管道的控制點，這些控制點離出水口最遠的一點即是整個系統(tǒng)的控制常州大學 本科 生 畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁 共 34 頁 點?？刂泣c的埋深影響污水管道系統(tǒng)的埋深。泵站設置的具體位置應考慮衛(wèi)生環(huán)境，地質，水源和施工條件等因素，并應征詢規(guī)劃，環(huán)保，城建等部門的意見。 設計管段和設計流量的確定 (1) 設計管段及其劃分 兩個檢查井之間的管段采用的設計流量不變，且采用相同的管徑和坡度，稱它為設計管段，根據(jù)管道平面布置圖，凡有 集中流量進入，有旁側管道接入的檢查井均可作為設計管段的起始點。 (2) 設計管段的設計流量 為了計算的方便，通常假定本段流量集中在起始點進入設計管段，本段流量可采用如下公式計算： q1 =F q0 k2 式中 q1 設計管段的本段 流量（ L/s） F 設計管段服務的街區(qū)面積（ ha） k2 生活污水量總變化系數(shù) q0 單位面積的本段流量，即比流量（ L/s ha） 在初步設計時，只計算干管和主干管的流量，技術設計時，應 計算全部管道的流量。 . 污水管道在街道上的位置 污水管道與建筑物之間應有一定的距離，當其與生活給水管道相交時，應敷設在生活給水管道的下面，當路面寬度大于 40m時，可在街道兩側各設一條污水管道，便于排放。 小區(qū)污水管網設計 排水體制 居住小區(qū)的排水管網有合流制 和 分流制兩種。目前，在我國居住小區(qū)建設中一般不設置中水系統(tǒng)，因此居住小區(qū)一般采用雨污分流制，以減輕城市污水處理廠的處理負荷。 排水管網布置 (1) 由于排水管網為無壓重力流，因此一般情況下采用順坡排水，取短捷徑 路線，枝狀網布置。 (2) 面積的劃分除依據(jù)明確的地形外，在平緩區(qū)應與毗鄰系統(tǒng)合理分擔。 (3) 排水管盡量避免或減少穿越不易通過的地帶和構筑物。 (4) 經濟合理地選擇控制點高程，根據(jù)居住區(qū)豎向規(guī)劃，使各點的水都能排出，同時可避免因照顧個別控制點而增加全線管的埋深。 (5) 排水 管線一般沿建筑物敷設，其布置方式一般采用分散式和截流式兩種布管 方 式。 常州大學 本科 生 畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁 共 34 頁 根據(jù)小區(qū)地勢，劃分主要的排水流域。污水干管沿小區(qū)道路敷設，直接接入市政污水管網 ，干管由北向南排放。如圖 所示 。 圖 小區(qū)污水管線 平面 布置 圖 小區(qū)污水管道設計 劃分設計管段和計算設計流量 根據(jù)設計管段的定義和劃分方法，將 各干管和主干管中有本段流量進入的點， 集中流量及旁側支管進入的點作為設計管段的起點的檢查井并編上號碼 。 其中污水總量根據(jù)居民綜合用水量標準計算，因為本小區(qū)的設施齊全，排水狀況較好，所以污水 量標準 按綜合用水量乘以 計算。 n=200 =198(人 *d) 平均日流量為： 198 3200=633600L/d=我國現(xiàn)行的 《 室外排水設計規(guī)范 》 根據(jù)推薦生活污水水量總變化系數(shù)，可按表 采用： 表 生活污水量總變化系數(shù) Kz 平均日污水流量 /L*s1 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000 總變化系數(shù) Kz 根據(jù)上表，使用內插法：得出 Kz =2. 3 按小區(qū)總共有 24 幢住宅樓，故每幢住宅樓前設一個污水集水井，平均每幢住宅樓的污水量為： q=各管段的設計流量應列 入 表 。 常州大學 本科 生 畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 共 34 頁 表 污水干管設計流量表 管段 編號 本段流量 L/s 轉輸流量L/s 合計平均流量L/s 總變化系數(shù) 生活污水設計流量L/s 1～ 2 — 2～ 3 3～ 4 4～ 5 5～ 6 — 8～ 9 — 7～ 8 6～ 7 10～ 6 — 13～ 14 — 12～ 13 11～ 12 10～ 11 15～ 10 — 16～ 17 — 17～ 18 — 19～ 20 — 20～ 21 21～ 22 22～ 23 23～ 27 — 24～ 25 — 25～ 26 26～ 27 27～ 28 — 32～ 31 — 31～ 30 29～ 30 28～ 29 28～ 33 — 水力計算 (1) 量得各設計管段的長度，列入污水干管水力計算表； (2) 將各設計管段的 設計流量，管道的起始點的標高分別列入表中； (3) 計算每一段設計管段的地面坡度，作為確定管道坡度的參考； (4) 確定起始管段的管徑以及設計流速 v，設計坡度 I，實際充滿度 h/D。根據(jù)設計流 量查水力計算圖，求得設計流速 v，設計坡度 I 和設計充滿度，各項設計數(shù)據(jù)均應符合國家規(guī)定，將各項求得的數(shù)據(jù)列入表中。另外，隨著設計流量的增加，下一管段的管徑一般會增加一級或兩級（ 50mm 為一級），或者保持不變，這樣可根據(jù)流常州大學 本科 生 畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 共 34 頁 量的變化情況確定管徑，然后根據(jù)設計流速隨著設計流量的增加而逐段增大或保持不變的規(guī)律設定設計流速，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，因此 在查水力計算圖的時候有一個試算的過程。本次設計應用計算軟件計算，其計算界面 如圖 。 圖 水力計算軟件 界面圖 (5) 計算各管段的上下端的水面，管底標高及其埋設深度。根據(jù)設計管段長度和管道坡度求得降落量，再根據(jù)充滿度和管徑求得水深。確定每個干管的起始點埋深，由于常州地區(qū)氣候不是特別嚴寒，管線對防止冰凍的要求沒有北方那么嚴格，在本設計中各管段起始點的埋深為管徑加上 米的距