[给排水管网设计]给排水管网设计说明书

　 给排水管网设计 目

　录 第一章 设计任务书 1 1.1课程设计目的 1 1.2课程设计基本要求 1 1.3设计任务 1 1.4设计基础资料 1 1.5设计内容 2 第二章 编制范围及编制目的 3 2.1 编制范围 3 2.2编制目的 3 2.3编制原则 3 2.4 采用的主要规范和标准 4 第三章 污水管网工程设计 5 3.1排水体制的选择 5 3.2 污水管网定线 6 3.2.1污水管道定线的基本原则 6 3.2.2污水管道定线考虑的因素 6 3.2.3 排水流域的划分 7 3.2.4污水主干管定线 7 第四章 污水设计流量 7 4.1划分设计管段 7 4.2街坊排水面积的划分 8 4.3比流量的计算 8 4.4设计流量计算表 8 第五章 污水管网水力计算 8 5.1水力计算说明 8 5.2 设计充满度 9 5.3设计流速 9 5.4覆土厚度 10 5.5水力计算表 10 5.6平面图的绘制及标注 10 第六章 雨水管水力计算 10 6.1雨水管渠系统布置特点 10 6.1.1雨水管渠系统的特点 10 6.2管渠的布置 10 6.3雨水管网定线 11 6.4雨水管道规定 12 6.4.1设计充满度 12 6.4.2最大设计流速 12 6.5各管段设计流量和水力计算表 13 6.6绘制雨水管道平面图 13 6.7绘制管道剖面图 13 6.8雨水管渠的水力计算 13 参考文献 14

　 第一章 设计任务书

　1.1课程设计目的 本课程设计是学生在学完《给水排水管网系统》后所进行的实践性教学环节，其目的是让学生运用已学的排水管网的专业知识以及对相关文献的查询根据设计资料，进行开发区污水以及雨水管网的初步设计，并进行水力计算。培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力。 1.2课程设计基本要求 1、设计方案合理，安全可靠，运行管理方便。 2、计算说明书完整，计算正确，条理清楚，编排合理，语言规范、简练，书写工整，装订整齐。 3、图纸应能准确表达设计意图，图面布置合理，图面整洁、规范，线条清晰，符合制图标准，并用工程字注文。 4、独立思考，遵守纪律，按时作息，独立完成。 1.3设计任务 **省境内某开发区排水管网工程初步设计 1.4设计基础资料

　（一）自然条件

　 1、地理位置及地形特点：该开发区位于浙江省境内。规划用地面积10.8km2。全镇地势北高南低，海拔在44.5-40.5米之间。

　 2、规划中该开发区主要为居民生活区和商业区。居民人口密度为300人/hm2，用水定额为160L/人·天，建筑多为2-3层，最高为6层；规划工业区主要为建材、化肥制造等行业，在计算用水量时，每天按3600m3计算。

　 3、气温：开发区位于北亚热带，属季风型气候。冬夏稍长，春秋略短。温暖湿润，气温变幅小。年平均气温16.1℃，一月平均气温最低，历年平均4.0℃，7月平均气温最高，历年平均28.2℃，极端最低气温-9.3℃，极端最高气温39.1℃。冻土深度0.6m。 4 、降雨：年平均降水量（含雨、雪、冰雹）1759.6mm，年降水量少于1000mm的少水年占25%，大于1500mm的丰水年占47.6%。平均10年中有大旱、秋冬旱交替，降水最高峰在9月，平均172.4mm，占全年的14%，最高曾达468.3mm。梅雨期间多连阴雨。

　 5、风：冬季盛行西北到北风，夏季盛行南风，春季转夏季稍早，秋季转冬季较迟。年平均风速3m/s，各月差异不大，平均每年有较明显影响台风1-2次。 6、湿度：本开发区年相对湿度是78~83%，属比较湿润。夏季因受副高压影响，气温较高，虽有充沛水汽，但相对湿度不是很大，一般情况最大相对湿度在6月，达84%，冬季相对湿度较低，冬季介于冬夏之间。 7、河流常水位43.00m；地下水位埋深平均为4.0m；土壤为沙质黏土；主要马路均为沥青铺设；地震烈度7级。 1.5设计内容 1、设计说明书： 内容包括： （1）设计任务； （2）设计要求； （3）设计原始资料； （4）设计方案和管道定线； （5）管材选用； （6）其他。 2、设计计算书：（以计算表格的形式附在说明书之后）。 3、排水管网总平面布置图（A2图纸），图中应注明：

　(1）排水区界及排水流域范围、 （2）管段：管长、管径、坡度； （3）标高：地面标高、管底标高； （4）图例和图纸说明； 4、排水纵断图。

　 第二章 编制范围及编制目的 2.1 编制范围 本可行性研究报告编制范围包括宜都市陆城镇城区污水截流主干管、渠系统和污水处理厂一座。 2.2编制目的 本报告编制目的是对工程规模、污水水质、处理厂厂址、污水污泥处理工艺以及污水截流干管系统等进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的方案比较和论证；并提出推荐方案，使所选方案科学合理、技术先进、处理效果好、运行稳妥可靠、造价省、运行成本低。最终使得该项工程的社会效益、环境效益和经济效益达到最佳统一。 2.3编制原则 （1） 贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。 （2） 从浙江省的实际情况出发，在城市总体规划的指下，以近期建设为主，尽量为远期发展留有余地，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。 （3） 根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。 （4） 妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。 （5） 为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中某些关键设备拟采用国外最先进设备、工艺。 （6） 采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。 （7） 在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。 （8） 厂区竖向设计力求减少厂区填方量和节省污水提升费用。 2.4 采用的主要规范和标准 （1） 《室外排水设计规范》及局部修订条文（GBJ14-87） （2） 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） （3） 《污水综合排放标准》（GB8978-1996） （4） 《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86） （5） 《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93） （6） 《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89） （7） 《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88） （8） 《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92） （9） 《泵站设计规范》（GB/T50265—97） （10） 《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87） （11） 《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95） （12） 《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79） （13） 《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87） （14） 《给水排水工程结构设计规范》（GBJ 69-84） （15） 《混凝土结构设计规范》（GBJ 10-89） （16） 《建筑抗震设计规范》（GBJ 11-89） （17） 《建筑地基基础设计规范》（GBJ 7-89） （18） 《水工砼结构设计规范》（SDJ20-78） （19） 《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87） （20） 《工业企业采暖、通风及空气调节设计规范》（TJ19-750） （21） 《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ 87-85） （22） 《地下工程防水技术规范》（GBJ 108-87） （23） 《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053—94） （24） 《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052—95） （25） 《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95） （26） 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92） （27） 《建筑防雷设计规范》（GB50057-94） （28） 《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93） （29） 《城市污水处理工程项目建设标准》（修订，2001年）

　第三章 污水管网工程设计 3.1排水体制的选择 排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形等条件确定。 （1）从环境保护方面来看 如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的，但这使截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。 分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对水体也会造成污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，故应采用分流制。 （2）从造价方面来看 合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%～40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。 （3）从维护管理方面来看 晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时才接近满管流，因而雨天时合流制管道内流速较低，易于产生沉淀。但据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护费用可降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。 综合考虑各个因素，为了更好的保护环境，适应以后的发展，且便于污水厂的运行管理，该居住区采用分流制排水系统，即采用两个（雨水、污水）管道系统。

　3.2 污水管网定线 3.2.1污水管道定线的基本原则 充分利用城市地形、地质、地貌特点，尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。 布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。在定线时应考虑地形等因素的影响。根据地形，污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考虑设置泵站的合理位置。一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上，让污水尽量以重力流排送，污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交，如遇特殊地形时应考虑特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在图上标明。 3.2.2污水管道定线考虑的因素 污水管道定线考虑的因素有：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。

　① 在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。定线时应充分利用地形，利用排水系统的布置形式，使管道的走向符合地形趋势，尽量做到顺坡排水，尽可能不设泵站或少设泵站。 ② 污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。 ③ 污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。

　④ 采用的排水体制也影响管道定线。

　⑤ 考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响。尽可能回避不良地质条件的地带和障碍。处理好与现状建筑物，构筑物和规划道路的关系，实在不能避开时应采取相应的工程措施。

　⑥ 管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。

　⑦ 管道定线，不论在整个城市或局部地区都可能形成几个不同的布置方案。应进行方案技术经济比较。

　⑧ 结合江河走向和规划中道路的实施，合理布置管线，以利于减小施工难度。

　3.2.3 排水流域的划分 定线前首先根据地形划分排水流域。排水流域划分一般根据地形及城镇（地区）的竖向规划进行。 在丘陵及地形起伏的地区，地形变化较显著，可按等高线划出分水线，通常分水线与流域分界线基本一致。在地形平坦无显著分水线的地区，或向一方倾斜时，可依据面积的大小划分，使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，使干管在最大合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接入。不设泵站或少设泵站。 每一个排水流域往往有1个或1个以上的干管，根据流域地势标明水流方向和污水需要抽升的地区。

　3.2.4污水主干管定线

　本市的地形属于丘陵地带，布设排水管段的区域具有明显的坡度走向和分界，又因为B江从两区间通过，为排水创造了很好的条件和可能，经分析，本市的排水管道采用分流式的排水体制，各区污水经收集后由主干管输送到污水处理厂后集中排放。综合考虑该区的地形，地貌，坡度，污水厂的位置与可能的埋设深度等因素，污水主干管选择临近江边的道路处埋设，走向由高到低。具体布置请参看排水管道设计布置总平面图。 (5) 污水干管定线由于各区具有明显的坡度走向，故各区污水干管的布置宜充分利用这种地形顺坡铺设，使每个小区的污水能够自流排出。各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。

　 第四章 污水设计流量 4.1划分设计管段 根据管道平面布置，划分设计管段（定出检查井的位置并编号），量出主干管的设计管段长度。 4.2街坊排水面积的划分 根据污水管道的布置，划分各设计管段服务的街坊排水面积，编上号码并按其平面形状计算面积（以公顷计）。 4.3比流量的计算 根据各区的污水量定额n(L/cap.d)和人口密度p(cap/ha)，可求出各区的生活污水平均流量。即

　 (L/s.ha) 式中

　――比流量(L/(s.ha))； p――人口密度(cap/ha)，取值参见原始资料； n――居住区生活污水定额(L/(cap.d))。

　 居住区人口密度为300人/hm2，用水定额为160L/人.天，生活污水折减系数为0.85，则每m2街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：

　4.4设计流量计算表 因该管网设计时不考虑集中流量，故各管段的设计流量包括本段流量和转输流量两部分。其各设计管段的设计流量计算如附表1：

　第五章 污水管网水力计算 5.1水力计算说明 因1号节点距离污水厂最远，同时汇水面积也比较大，故选为控制点。 其中处于道路上的干管均最小采用300mm，而处于街区的支管因服务面积较小，流量较小，故起始段的管道根据流量最小选择为300mm。 在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。这一点在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时尤为重要。具体规定见规范。

　计算每一设计管段的地面坡度（），作为确定管道坡度时参考。例如管段2—3的地面坡度。

　确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。首先拟采用最小管径300mm，即查《排水工程（第四版）上册》附图3水力计算图。 5.2 设计充满度

　在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度(或水深比)，如图3.2示。

　图3.2

　充满度示意 当＝1时成为满流，当<1时，成为非满流、其中雨水管道按满流设计，污水管道按非满流设计。我国最大设计充满度的规定如表3.3。 表3.3

　最大设计充满度 管径（D）或暗渠高（H）（mm） 最大设计充满度（h/D或h/H） 200～300 0.55 350～450 0.65 500～900 0.70 ≧1000 0.75 5.3设计流速 根据国内污水管道实际运行情况的监测数据并参考国外经验，污水管道的最小设计流速定为0.6m/s；金属管道的最大设计流速为10 m/s，非金属管道的最大设计流速为5 m/s。 5.4覆土厚度 ①荷载要求：最小覆土在车行道下不小于0.7m ②冰冻要求： ⅰ无保温措施时，管内底科埋设在冰冻线以上0.15m ⅱ有保温措施或水温较高的管道，可根据经验埋得较浅一些 ③最大覆土：不宜大于7~8m ④理想覆土：1～2m 5.5水力计算表 从控制点开始计算该管网的水力计算表如附表2： 5.6平面图的绘制及标注 具体参见污水管网图附图1。

　 第六章 雨水管水力计算 6.1雨水管渠系统布置特点 6.1.1雨水管渠系统的特点 1. 充分利用地形，就近排入水体。地面坡度变化大时，雨水干管宜布置在地形较低处或溪谷线，当地形平坦时，雨水干管布置在排水区域的中间，由与该城市地势比较平坦故采用后者。 2. 根据城市规划布置雨水管道。雨水管道应平行道路布置。尽量避免雨水泵站。 3. 合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。 当管径太大时设置管渠本设计中采用矩形暗管 6.2管渠的布置 1.不同直径的管道在检查井内的连接，宜采用管顶平接或水面平接。 2.管渠在转弯和交接处，其水流转角不应小于90°。 注：当管径小于等于300mm，跌水水头大于0.3 m时，可不受此限制。 3.管渠基础应根据管渠材质、接口形式和地质条件确定，可分别选用混凝土基础、砂石垫层基础及土弧基础，对地基松软或不均匀沉降地段，管渠基础应采取加固措施。 4.管渠接口应根据管渠材质和地质条件确定，可采用刚性接口或柔性接口，污水及合流管渠宜选用柔性接口。当管渠穿过粉砂、细砂层并在最高地下水位以下，或在地震设防烈度为8度设防区时，应采用柔性接口。 5.设计排水管渠时，应防止在压力流情况下使接户管发生倒灌。 6.污水管渠和合流管渠应根据需要设通风设施。 7.管顶最小覆土深度，应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻深度和土壤性质等条件，结合当地埋管经验确定。管顶最小覆土深度宜为：人行道下0.6m，车行道下0.7m。 8.一般情况下，排水管渠宜埋设在冰冻线以下。当该地区或条件相似地区有浅埋经验或采取相应措施时，也可埋设在冰冻线以上，其浅埋数值应根据该地区经验确定。 9.道路红线宽度超过50m的城市干道，宜在道路两侧布置排水管渠。 10.设计压力管渠时，应考虑水锤的影响。在管渠的高点以及每隔一定距离处，应设排气装置；在管渠的低点以及每隔一定距离处，应设排空装置。 11.承插式压力管道应根据管径、流速、转弯角度、试压标准和接口的摩擦力等因素，通过计算确定是否在垂直或水平方向转弯处设置支墩。 12.压力管接入自流管渠时，应有消能设施。 13.管渠的施工方法，应根据管渠所处土层性质、管径、地下水位、附近地下与地上建筑物等因素，经技术经济比较，确定采用开槽施工、顶管施工或盾构施工。 14.根据需要，排水管渠在某些地段可采用隧洞形式输水。 6.3雨水管网定线 (1) 雨水管道定线的基本原则 ①充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体。 ②根据城市规划布置雨水管道。 ③合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。 ④雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。 ⑤设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。 (2) 划分排水流域和雨水管道定线考虑因素 根据地形划分排水流域， 划分干渠的集水面积，注意面积划分时汇水面积的增加应大致均匀。标出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置时应充分利用地形，使雨水能以最短距离就近排入水体。一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管宜垂直于等高线布置在地形低处或溪谷上，地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。雨水管渠系统宜采用正交式布置形式，分散布置雨水出水口。 由城区规划图可以看出，该城区有一自然河流，而采用就近排走的原则，雨水排水可直接排入河流。城区雨水由雨水干管收集后直接排入长江，而该片区服务面积较大，故需要划分多个排水流域。故可以参照污水管网的分区形式，将该城区三个排水流域。可沿着主干道划分排水流域，使雨水能够就近排入水体或者雨水干管。 6.4雨水管道规定 6.4.1设计充满度 ①雨水管道设计充满度按满流考虑，即h/D＝1。 ②明渠则应有等于或大于0.20m的超高。 ③街道边沟应有等于或大于0.03m的超高。 按满流设计的原因：雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质。暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长。 (2) 最小设计流速 ①满流时最小流速不得小于0.75m/s。 ②起始管段地形平坦，不小于0.6m/s。 ③明渠内最小设计流速为0.40m/s。 雨水中往往泥沙含量大于污水，特别是初降雨水，为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道。 6.4.2最大设计流速 雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为10m/s；非金属管最大流速为5m/s；明渠中水流深度为0.4—1.0m时，最大设计流速宜按规范采用。 管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。 6.4.3最小管径和最小设计坡度 最小管径和最小设计坡度见相关规范。 6.4.4覆土厚度 覆土厚度要求同污水管。 6.5各管段设计流量和水力计算表 由于雨水量较大，故管径都采用较大管径。，管道之间的衔接方式均采用管顶平接。设计地面坡度参考地面坡降进行选择，计算各管段的设计流量，然后进行水力计算如附表3： 6.6绘制雨水管道平面图 具体参见标注好的雨水管道平面图见附图2 6.7绘制管道剖面图 根据课程的要求，只选择其中一段干管画剖面图。剖面图的比例要求为水平方向1：1000，竖直方向1：100。选择1→2→3→4→5→6→7→8→9管段，画出其纵剖面图如图中所示。 6.8雨水管渠的水力计算 雨水管渠水力计算的设计规定 1、设计充满度 雨水管道的设计充满度按满流考虑，既h/D=1。明渠应有大于或等于0.20m的安全超高，街道边沟应有大于或等于0.03m的超高。 2、设计流速 雨水管道在满流时最小设计流速为0.75m/s。明娶最小设计流速为0.4m/s。 3、最小设计坡度与最小管径 雨水管道最小管径为300mm ，相应最小坡度为0.003 ，雨水口连接管道的最小管径为200mm ，对应最小坡度为0.004 。明渠与盖板渠的底宽最小0.3m 。 4、最小埋深与覆土厚度

　具体同污水管道

　参考文献 【1】徐新阳，于锋主编。《污水处理工程设计》 北京：化学工业出版社，2003.4 【2】晋日亚，胡双启主编。《水污染控制技术与工程》 北京：兵器工业出版社，2005.7 【3】王祥三主编。《水污染控制工程》 武汉：武汉大学出版社，2007.6 【4】罗固源主编。《水污染控制工程》 北京：高等教育出版社，2006.11 【5】曾科，卜秋平，陆少鸣主编。《污水处理厂设计与运行》 北京：化学工业出版社，2001.7 【6】李亚峰，尹士君主编。《水处理构筑物设计与计算》化学工业出版社2007年5月第1次出版 【7】排水工程 上册

　孙慧修 主编

　 中国建筑工业出版社

　【8】给水排水设计手册．第1册 常用资料 中国市政工程西南设计研究院主编 北京：中国建筑工业出版社，2000 【9】给水排水工程快速设计手册．2：排水工程 严煦世主编 北京：中国建筑工业出版社，1995-1996 【10】给水排水管道设计计算与安装

　 蒋白懿, 李亚峰等编著

　 北京：化学工业出版社，

　2005 【11】给水排水管道工程

　 王继明主编

　北京：清华大学出版社， 1989.6