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科普一:污水管道設計參數要求
1)設計充滿(mǎn)度
設計流量下,污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值稱(chēng)為設計充滿(mǎn)度(或水深比)。當h/D=1時(shí)稱(chēng)為滿(mǎn)流;h/D<1稱(chēng)為非滿(mǎn)流。
我國《室外排水設計規范》規定,污水管道應按非滿(mǎn)流進(jìn)行設計,對壓力容器管道的最大設計充滿(mǎn)度有相應的限制。污水管道設計充滿(mǎn)度的含義如圖1-15所示。指的是h/D。對于明渠,設計規范還規定了設計超高(即渠中水面到渠頂或渠道翼墻頂的高度)不小于0.2m。各種管道的允許最大設計充滿(mǎn)度在《室外排水設計規范》(GB50014-2006)中有明確的規定。
在計算配置污水管道的管徑時(shí),管道的設計流量中不包括淋浴或短時(shí)間內突然增加的污水量,但當管徑小于或等于300mm時(shí),應復核當其滿(mǎn)流時(shí)是否能滿(mǎn)足設計流量的通過(guò)要求。
2)設計流速
對應于設計流量、設汁充滿(mǎn)度的管道內的水流平均速度叫做設計流速。為了防止管道中產(chǎn)生淤積或沖刷,設計流速不宜過(guò)小或過(guò)大,最好在最大和最小設計流速范圍之內。最小設計流速是保證管道內不致發(fā)生淤積的控制流速。(室外排水設計規范)(GB50014-2006)規定了污水管道在設計充滿(mǎn)度下的最小設計流速定為0.6m/s。含有金屬、礦物固體或重油雜質(zhì)的生產(chǎn)污水管網(wǎng)設計管道,其最小設計流速宜適當加大,其值要根據試驗或調查研究決定。明渠的最小設計流速為10.4m/s,最大設計流速與管材相關(guān),是保證管道不因長(cháng)期劇烈沖刷而縮短運行壽命的控制流速。通常,金屬管道的址大設計流速為10m/s,非金屬管道的最大設計流速為5m/s,明渠最大設計流速按表1-1采用。更為具體的規定參見(jiàn)《室外排水設計規范》(GB50014-2006)。
3)最小管徑
在污水管道系統的上游部分,由于設計污水流量很小,若根據供水設備的流量計算,則管徑會(huì )很小,而管徑過(guò)小極易堵塞;此外,采用較大的管徑,可選用較小的坡度,使管道埋深減小,因此,為了養護工作的方便,常規定一個(gè)允許的最小管徑。在街區和廠(chǎng)區內污水管道最小管徑為DN200mm,街道上為DN300mm。
在污水管道系統上游的管段,由于管段服務(wù)的排水面積較小,因而設計流量較小,按此設計流量計算得出的管徑會(huì )小于最小管徑,這時(shí)應采用最小管徑值。一般可根據最小管徑在最小設計流速和最大充滿(mǎn)度情況下能通過(guò)的最大流量值,計算出設計管段服務(wù)的排水面積。若計算管段的服務(wù)排水面積小于此值,即可直接采用最小管徑而不再進(jìn)行管道的水力計算。這種管段稱(chēng)為不計算管段。對于這些不計算管段,當有適當的沖洗水源時(shí),可考慮設置沖洗井(類(lèi)似于污水檢查井)。
4)最小設計坡度
在污水管道設計時(shí),應盡可能減小管道敷設坡度以降低管道埋深。但管道坡度造成的流速應等于或大于最小設計流速,以防止管道內產(chǎn)生淤積和沉淀。因此,將相應于管道內流速為最小設計流速時(shí)的管道坡度叫做最小設計坡度。
不同管徑的污水管遴有不同的最小坡度。管徑相同的管道,因充滿(mǎn)度不同,其最小坡度也不同。在給定設計充滿(mǎn)度條件下,管徑越大,相應的最小設計坡度值越小。通常對同一直徑的管道只規定一個(gè)從小坡度,以滿(mǎn)流或半滿(mǎn)流時(shí)的最小坡度作為最小設計坡度?!妒彝馀潘O計規范》(GB50014-2006)只規定了最小管徑對應的址小設計坡度,街坊內污水管道的最小管徑為DN200mm,相應的最小設計坡度為0.004(4‰);街道下為DN300mm,相應的最小設計坡度為0.003(3‰)。若管徑增大,相應于該管徑的最小坡度由最小設計流速保證。
5)污水管道埋設深度
污水管道的埋設深度通常指竹道的內壁底到地面的距離。管道外壁頂部到地面的距離稱(chēng)為覆土厚度,管道埋深是影響管道造價(jià)的重要因素,是污水管道的重要控制參數。在實(shí)際工程中,同一直徑的管道,采用的管材、接口和基礎形式均相同,因其埋設深度不同,管道單位長(cháng)度的工程費用相差較大。因此,合理地確定管道埋深對于降低工程造價(jià)是十分重要的。在土質(zhì)較差、地下水位較高的地區,若能設法減小廿道埋深,降低工程造價(jià)的效果尤為明顯。
為了降低造價(jià),縮短施工期,竹道埋設深度愈小愈好。但覆土厚度應有一個(gè)最小的限值,否則就不能滿(mǎn)足應對管道卜方可能出現荷載的要求。這個(gè)最小覆土厚度限位稱(chēng)為最小覆土厚度。
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