污水管網(wǎng)設計
市政污水管網(wǎng)設計要點(diǎn)的思考
城市污水管網(wǎng)承擔著(zhù)收集城市污水、保護環(huán)境的職能,是城市重要的基礎設施之一,合理的設計污水管網(wǎng),對城市的發(fā)展和功能完善有著(zhù)重要的影響作用。本文簡(jiǎn)述關(guān)于污水管網(wǎng)的設計要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:市政;污水網(wǎng);設計要點(diǎn)
引言隨著(zhù)我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越引起重視,尤其是對于城市污水的處理尤為關(guān)注,而市政污水管網(wǎng)建設是一項與居民生活息息相關(guān)的公用工程,同時(shí)也是城市規劃建設的重要組成部分,市政污水管網(wǎng)設計作為管網(wǎng)建設的前期工作顯得尤為重要。但因為我國市政污水管網(wǎng)設計的經(jīng)驗還有所不足,故而在設計環(huán)節中還有大量需要商榷完善的要點(diǎn)難點(diǎn),值得我們去探究分析。
1 市政污水管網(wǎng)的設計計算分析1.1 污水管網(wǎng)設計計算要點(diǎn)(1)管徑。管徑對污水管道水力計算的約束反映在兩個(gè)方面,其一是規定了最小管徑;其二是管徑的遞增或遞減方式,由于管道規格的限制,在計算過(guò)程中,管徑的遞增或遞減是非連續均勻的。
?。?)流量。市政污水網(wǎng)設計過(guò)程中,在確定管徑時(shí),需要注意各種管徑對應的最小流速時(shí)所通過(guò)的流量為最小流量。當管段設計流量小于某一管徑的最小流量時(shí),只能選小一級的管徑。但不能小于其最小管徑。
?。?)充滿(mǎn)度。污水管道按部分滿(mǎn)流計算。每種管徑都有相應的充滿(mǎn)度上限值。以最大和最小充滿(mǎn)度為約束條件,選用設計充滿(mǎn)度,可以最佳的確定管徑,達到優(yōu)化目的。
?。?)流速。管段的設計流速介于最小流速(0.6m/s)和最大流速(金屬管10m/s,非金屬管5m/s)之間。不同管徑的圓形鋼筋混凝土管,在相應的最大充滿(mǎn)度下的最大流速是不同的。
?。?)坡度。規范中規定了最小管徑的最小設計坡度。為保證管道的運行和維護管理,也應考慮確定各種管徑的最大設計坡度。在平坦地區污水管道的水力坡度應用最小設計坡度約束,而地形坡度大的地區則應用最大設計坡度約束。
?。?)埋深。管道起點(diǎn)的最小埋深,根據管道通過(guò)地區的地質(zhì)條件設定;當管道坡度小于地面坡度時(shí),為保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深,應采用跌水連接。
?。?)管段銜接方式。污水管道在檢查井處的連接方式,一般有水面平接和管頂平接兩種方式。不管哪種方式連接,均不應出現下游管段上端的水面高于上游管段下端的水面、管端標高,且應盡量減少下游管段的埋深。
1.2 優(yōu)化思想(1)選取盡可能小的設計流速。當水力半徑不變,管底坡度與流速的平方成正比,即減小流速能更大幅度地減小管底坡度和埋深。關(guān)于設計流速的約束條件很多,在滿(mǎn)足所有設計流速的約束條件的前提下,選擇一個(gè)盡可能小的設計流速是對設計參數進(jìn)行最優(yōu)化選擇的重要內容,在程序設計中很容易實(shí)現。設計流速過(guò)小,污水流動(dòng)緩慢,其中的懸浮物容易沉淀淤積;反之,設計流速過(guò)高,產(chǎn)生對管壁的沖刷,使得管材損壞嚴重,管道的使用壽命降低。
?。?)選取盡可能大的設計充滿(mǎn)度。優(yōu)化選擇接近最大設計充滿(mǎn)度的方法,不僅可以減少管材耗量,而且還可以在一定程度上減小管底坡度和埋深。
?。?)檢查井內管段銜接時(shí)盡可能減小。污水管道的銜接。在污水管道系統中,為了滿(mǎn)足管道銜接和養護管理的要求,通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方設置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系:盡可能提高下游管道的高程,以減少管道的埋深,降低造價(jià);避免在上游管段中形成回水而造成淤積。
?。?)以全局優(yōu)化的思想指導設計的選擇。為了使整個(gè)工程系統為最優(yōu)這個(gè)全局利益,往往要求工程系統中的某些局部(或子系統)利益做出一定的犧牲。盡可能減小所計算管段的坡度、埋深和管徑等,這不僅能減小該管段的工程造價(jià),而且還對減小其下游各管段的坡度和埋深也做出了貢獻、也是對排水管網(wǎng)設計計算的全局優(yōu)化做出了貢獻。
2 市政污水管網(wǎng)的設計要點(diǎn)2.1 交樁設計交樁指的是建設單位給施工單位交代軸線(xiàn)控制點(diǎn)、水平控制點(diǎn)的過(guò)程。
交樁設計是污水管網(wǎng)設計中必須重視的要點(diǎn)之一。在污水管網(wǎng)工程中,交樁設計是確保各施工點(diǎn)定位準確的基礎,也是是確定管網(wǎng)實(shí)際分布的重要環(huán)節。交樁設計需要注意標高點(diǎn)、中心點(diǎn)與污水管網(wǎng)工程的要求高度一致,至少要對這些點(diǎn)進(jìn)行3 次以上的勘測,這不僅僅是后期施工的精度保證,更是污水管網(wǎng)工程設計初期的命門(mén)所在。
2.2 溝槽設計市政污水網(wǎng)中需要重點(diǎn)注意溝槽設計。因為溝槽直接影響到污水管網(wǎng)系統的水流運輸走勢,而且也影響到整個(gè)工程投入使用后的工作效率,因此,需要做好溝槽設計。一般來(lái)說(shuō),溝槽設計包括兩部分:放線(xiàn)設計和開(kāi)挖設計。
?。?)放線(xiàn)設計,放線(xiàn)有利于確保管網(wǎng)的線(xiàn)路尺寸,再設計的時(shí)候,需要按照建設單位提供的交樁點(diǎn)及相關(guān)的土質(zhì)資料來(lái)編制放線(xiàn)方案。其中尤其需要注意中心線(xiàn)、底寬灰線(xiàn)及放坡寬度三點(diǎn)。中心線(xiàn)是指交樁點(diǎn)設計中心線(xiàn),它的偏離是嚴格有限定的;底寬灰線(xiàn)即為了設計不同管道型號寬度所做的設計要求,一般要求適當放大底部寬度以防管道鋪設時(shí)溝槽寬度不足;放坡寬度不同于前兩者,其對于具體的土質(zhì)有著(zhù)明確的規定,主要是為了防止溝槽塌方等事故的發(fā)生,此外放坡寬度設計還應滿(mǎn)足溝槽回填的需要。
?。?)開(kāi)挖設計,如果開(kāi)挖設計不恰當,容易導致拖延工程進(jìn)度,嚴重者還會(huì )影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。開(kāi)挖設計主要包括三點(diǎn):一是土層厚度的設計,設計土層厚度參數時(shí)要適當放寬尺寸,最多可以保留允許200mm 以防止土層的受損;二是支護體系的設計,這是保證污水管網(wǎng)抗壓抗塌的性能保障;三是槽壁形式的設計,槽壁的形式與溝槽的穩定性息息相關(guān),且對于管道鋪設的穩定性有一定的影響,應當根據管道型號和當地實(shí)際地質(zhì)情況來(lái)設計具體形式。
2.3 墊層設計設在基層以下的結構層也就是墊層,墊層的作用主要有排水、隔水、防凍以改善基層和土基的工作條件?,F階段,我國市政污水管網(wǎng)設計中一般采用的墊層形式是砂墊層。墊層設計的時(shí)候要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn):至少要使用中砂或粗砂的粒徑;為了保證墊層的厚度坡度與施工圖紙的一致,推薦在墊層設計時(shí)標注先掛線(xiàn)后鋪砂的操作流程。
2.4 管道設計管道設計需要重點(diǎn)考慮管道的組合及材料的選擇。由于污水管網(wǎng)并不是獨立,而是城市排水管網(wǎng)的組成部分,因此,在管道設計的過(guò)程中需要綜合考慮污水管網(wǎng)在整個(gè)排水系統中的運輸能力。此外,選擇管網(wǎng)材料的時(shí)候還需要考慮材料的耐用性,以延長(cháng)管道材料的使用壽命。在設計管道的組合模式時(shí),需要考慮城市的實(shí)際情形,例如,在人口密度大的區域則要采取復合型管道模式來(lái)保障污水的高效率運輸。對于污水排量大的管網(wǎng),可以采取新型管材,并擴大管道數量以保障管道的輸水能力。
結語(yǔ)綜上所述,污水管網(wǎng)的優(yōu)化設計是在當今市政工程建設的重中之重。
在污水管網(wǎng)設計中需要以相應的污水處理機制為基礎,合理選擇新型管材,優(yōu)化開(kāi)展各項管網(wǎng)設計,以充分發(fā)揮市政排水管網(wǎng)的實(shí)際效用。
參考文獻:[1]林程保,杜俊,廖筱潔.復雜城市環(huán)境下綜合管網(wǎng)設計難點(diǎn)及解決辦法[J].山西建筑.2013(25).[2]薛敬偉.小區給排水及綜合管網(wǎng)設計思路[J].科技創(chuàng )新導報.2014(05).[3]邱鴻榮,羅建中,鄭國輝.城鎮污水管網(wǎng)現狀調查及整改對策研究[J].地下空間與工程學(xué)報.2011(06).[4]柴建利.管道施工技術(shù)在市政工程道路排水中的應用分析[J].山西建筑.2014(32).[5]陳和苗,馬林海.概率法計算含自閉式?jīng)_洗閥給水管道的設計流量[J].給水排水.2012(10).
關(guān)鍵詞:市政;污水網(wǎng);設計要點(diǎn)
引言隨著(zhù)我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越引起重視,尤其是對于城市污水的處理尤為關(guān)注,而市政污水管網(wǎng)建設是一項與居民生活息息相關(guān)的公用工程,同時(shí)也是城市規劃建設的重要組成部分,市政污水管網(wǎng)設計作為管網(wǎng)建設的前期工作顯得尤為重要。但因為我國市政污水管網(wǎng)設計的經(jīng)驗還有所不足,故而在設計環(huán)節中還有大量需要商榷完善的要點(diǎn)難點(diǎn),值得我們去探究分析。
1 市政污水管網(wǎng)的設計計算分析1.1 污水管網(wǎng)設計計算要點(diǎn)(1)管徑。管徑對污水管道水力計算的約束反映在兩個(gè)方面,其一是規定了最小管徑;其二是管徑的遞增或遞減方式,由于管道規格的限制,在計算過(guò)程中,管徑的遞增或遞減是非連續均勻的。
?。?)流量。市政污水網(wǎng)設計過(guò)程中,在確定管徑時(shí),需要注意各種管徑對應的最小流速時(shí)所通過(guò)的流量為最小流量。當管段設計流量小于某一管徑的最小流量時(shí),只能選小一級的管徑。但不能小于其最小管徑。
?。?)充滿(mǎn)度。污水管道按部分滿(mǎn)流計算。每種管徑都有相應的充滿(mǎn)度上限值。以最大和最小充滿(mǎn)度為約束條件,選用設計充滿(mǎn)度,可以最佳的確定管徑,達到優(yōu)化目的。
?。?)流速。管段的設計流速介于最小流速(0.6m/s)和最大流速(金屬管10m/s,非金屬管5m/s)之間。不同管徑的圓形鋼筋混凝土管,在相應的最大充滿(mǎn)度下的最大流速是不同的。
?。?)坡度。規范中規定了最小管徑的最小設計坡度。為保證管道的運行和維護管理,也應考慮確定各種管徑的最大設計坡度。在平坦地區污水管道的水力坡度應用最小設計坡度約束,而地形坡度大的地區則應用最大設計坡度約束。
?。?)埋深。管道起點(diǎn)的最小埋深,根據管道通過(guò)地區的地質(zhì)條件設定;當管道坡度小于地面坡度時(shí),為保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深,應采用跌水連接。
?。?)管段銜接方式。污水管道在檢查井處的連接方式,一般有水面平接和管頂平接兩種方式。不管哪種方式連接,均不應出現下游管段上端的水面高于上游管段下端的水面、管端標高,且應盡量減少下游管段的埋深。
1.2 優(yōu)化思想(1)選取盡可能小的設計流速。當水力半徑不變,管底坡度與流速的平方成正比,即減小流速能更大幅度地減小管底坡度和埋深。關(guān)于設計流速的約束條件很多,在滿(mǎn)足所有設計流速的約束條件的前提下,選擇一個(gè)盡可能小的設計流速是對設計參數進(jìn)行最優(yōu)化選擇的重要內容,在程序設計中很容易實(shí)現。設計流速過(guò)小,污水流動(dòng)緩慢,其中的懸浮物容易沉淀淤積;反之,設計流速過(guò)高,產(chǎn)生對管壁的沖刷,使得管材損壞嚴重,管道的使用壽命降低。
?。?)選取盡可能大的設計充滿(mǎn)度。優(yōu)化選擇接近最大設計充滿(mǎn)度的方法,不僅可以減少管材耗量,而且還可以在一定程度上減小管底坡度和埋深。
?。?)檢查井內管段銜接時(shí)盡可能減小。污水管道的銜接。在污水管道系統中,為了滿(mǎn)足管道銜接和養護管理的要求,通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方設置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系:盡可能提高下游管道的高程,以減少管道的埋深,降低造價(jià);避免在上游管段中形成回水而造成淤積。
?。?)以全局優(yōu)化的思想指導設計的選擇。為了使整個(gè)工程系統為最優(yōu)這個(gè)全局利益,往往要求工程系統中的某些局部(或子系統)利益做出一定的犧牲。盡可能減小所計算管段的坡度、埋深和管徑等,這不僅能減小該管段的工程造價(jià),而且還對減小其下游各管段的坡度和埋深也做出了貢獻、也是對排水管網(wǎng)設計計算的全局優(yōu)化做出了貢獻。
2 市政污水管網(wǎng)的設計要點(diǎn)2.1 交樁設計交樁指的是建設單位給施工單位交代軸線(xiàn)控制點(diǎn)、水平控制點(diǎn)的過(guò)程。
交樁設計是污水管網(wǎng)設計中必須重視的要點(diǎn)之一。在污水管網(wǎng)工程中,交樁設計是確保各施工點(diǎn)定位準確的基礎,也是是確定管網(wǎng)實(shí)際分布的重要環(huán)節。交樁設計需要注意標高點(diǎn)、中心點(diǎn)與污水管網(wǎng)工程的要求高度一致,至少要對這些點(diǎn)進(jìn)行3 次以上的勘測,這不僅僅是后期施工的精度保證,更是污水管網(wǎng)工程設計初期的命門(mén)所在。
2.2 溝槽設計市政污水網(wǎng)中需要重點(diǎn)注意溝槽設計。因為溝槽直接影響到污水管網(wǎng)系統的水流運輸走勢,而且也影響到整個(gè)工程投入使用后的工作效率,因此,需要做好溝槽設計。一般來(lái)說(shuō),溝槽設計包括兩部分:放線(xiàn)設計和開(kāi)挖設計。
?。?)放線(xiàn)設計,放線(xiàn)有利于確保管網(wǎng)的線(xiàn)路尺寸,再設計的時(shí)候,需要按照建設單位提供的交樁點(diǎn)及相關(guān)的土質(zhì)資料來(lái)編制放線(xiàn)方案。其中尤其需要注意中心線(xiàn)、底寬灰線(xiàn)及放坡寬度三點(diǎn)。中心線(xiàn)是指交樁點(diǎn)設計中心線(xiàn),它的偏離是嚴格有限定的;底寬灰線(xiàn)即為了設計不同管道型號寬度所做的設計要求,一般要求適當放大底部寬度以防管道鋪設時(shí)溝槽寬度不足;放坡寬度不同于前兩者,其對于具體的土質(zhì)有著(zhù)明確的規定,主要是為了防止溝槽塌方等事故的發(fā)生,此外放坡寬度設計還應滿(mǎn)足溝槽回填的需要。
?。?)開(kāi)挖設計,如果開(kāi)挖設計不恰當,容易導致拖延工程進(jìn)度,嚴重者還會(huì )影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。開(kāi)挖設計主要包括三點(diǎn):一是土層厚度的設計,設計土層厚度參數時(shí)要適當放寬尺寸,最多可以保留允許200mm 以防止土層的受損;二是支護體系的設計,這是保證污水管網(wǎng)抗壓抗塌的性能保障;三是槽壁形式的設計,槽壁的形式與溝槽的穩定性息息相關(guān),且對于管道鋪設的穩定性有一定的影響,應當根據管道型號和當地實(shí)際地質(zhì)情況來(lái)設計具體形式。
2.3 墊層設計設在基層以下的結構層也就是墊層,墊層的作用主要有排水、隔水、防凍以改善基層和土基的工作條件?,F階段,我國市政污水管網(wǎng)設計中一般采用的墊層形式是砂墊層。墊層設計的時(shí)候要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn):至少要使用中砂或粗砂的粒徑;為了保證墊層的厚度坡度與施工圖紙的一致,推薦在墊層設計時(shí)標注先掛線(xiàn)后鋪砂的操作流程。
2.4 管道設計管道設計需要重點(diǎn)考慮管道的組合及材料的選擇。由于污水管網(wǎng)并不是獨立,而是城市排水管網(wǎng)的組成部分,因此,在管道設計的過(guò)程中需要綜合考慮污水管網(wǎng)在整個(gè)排水系統中的運輸能力。此外,選擇管網(wǎng)材料的時(shí)候還需要考慮材料的耐用性,以延長(cháng)管道材料的使用壽命。在設計管道的組合模式時(shí),需要考慮城市的實(shí)際情形,例如,在人口密度大的區域則要采取復合型管道模式來(lái)保障污水的高效率運輸。對于污水排量大的管網(wǎng),可以采取新型管材,并擴大管道數量以保障管道的輸水能力。
結語(yǔ)綜上所述,污水管網(wǎng)的優(yōu)化設計是在當今市政工程建設的重中之重。
在污水管網(wǎng)設計中需要以相應的污水處理機制為基礎,合理選擇新型管材,優(yōu)化開(kāi)展各項管網(wǎng)設計,以充分發(fā)揮市政排水管網(wǎng)的實(shí)際效用。
參考文獻:[1]林程保,杜俊,廖筱潔.復雜城市環(huán)境下綜合管網(wǎng)設計難點(diǎn)及解決辦法[J].山西建筑.2013(25).[2]薛敬偉.小區給排水及綜合管網(wǎng)設計思路[J].科技創(chuàng )新導報.2014(05).[3]邱鴻榮,羅建中,鄭國輝.城鎮污水管網(wǎng)現狀調查及整改對策研究[J].地下空間與工程學(xué)報.2011(06).[4]柴建利.管道施工技術(shù)在市政工程道路排水中的應用分析[J].山西建筑.2014(32).[5]陳和苗,馬林海.概率法計算含自閉式?jīng)_洗閥給水管道的設計流量[J].給水排水.2012(10).
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