排水管网




排水管网设计原则[1]

  1. 依据城市基础设施建设统一规划、分期建设的指导方针, 本着近期需要和长远利益相结合的原则,根据无棣县总体规划精 神,结合当地的实际情况,合理地确定工程的设计规模,充分考虑分期实施的需要。
  2. 贯彻经济性和可靠性并重的设计原则,在保证工程效果的 前提下,最大限度地降低工程造价和运行管理费用,同时合理兼 顾管理维护条件。
  3. 合理利用现有管线和设施,尽量减少征地拆迁。尽量不破 坏现有设施,如遇到公路、沟渠等公共设施应尽量避让,根据地 形地势,污水收集系统管道的走向按照等高线及地形情况沿污水 可自流方向和路线设计。
  4. 污水管网呈树枝状布置,充分利用地形,将污水主干管布 置在地势较低的地方,尽可能在管线较短和埋深较浅的情况下, 让最大区域的污水自流排入污水干管,减少污水提升泵站。当管 道埋深超过 5 米时应设置污水提升泵站。
  5. 根据分流制排水管道布置原则和无棣县城水文地质条件, 污水管线根据无棣县城总体规划,沿主要道路敷设,管道布置应 简洁顺直。既做到污水的完全收集,又尽量减轻工程建设对城区 的破坏和最大限度的减少管线长度及工程占地、降低工程投资。 当道路宽度超过 40 米时,及考虑到原有管线的利用情况,宜在道 路两侧设置污水双管。
  6. 污水处理厂和管道布置考虑城市的近、远期规划及分期建设的安排,管线的布置与敷设满足近期建设的要求,同时考虑远 期有扩建的可能,尽可能提高服务区范围的污水收集率。  

排水管网对管材的一般要求[2]

在污水工程中,管道工程投资在工程总投资中占有很大 的比例。管材费用约占管道工程费用的50%左右。 污水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施,要求具有很高的安全可靠性。对任何管道,要保证正常的排水功能,必须满足以下要求:

(1)排水管必须具有足够的强度,以承受外部的荷载和 内部的水压。

(2)排水管必须能抵抗污水中杂质冲刷和磨琢,也应有 抗腐蚀的功能,特别对有某些腐蚀性的工业废水。

(3)排水管必须不透水,以防止污水渗出或地下水渗入 而污染地下水或腐蚀其他管线和建筑物基础。

(4)排水管的内壁应平整光滑,使水流阻力尽量减小。

(5)排水管应尽量就地取材,并考虑到预制管件及快速 施工的可能,减少运输和施工费用;其材质应满足设计确定的使用年限。

排水管网材质对比[1]

排水管渠必须具有足够的强度,以承受外部的荷载和内部的 水压,外部荷载包括土壤的重量一静荷载,以及由于车辆运行所 造成的动荷载,压力管及倒虹管一般要考虑内部水压。自流管道 发生淤塞或雨水管渠系统的检查井内充水时,也可能引起内部水 压。此外,为了保证排水管道在运输和施工中不致破裂,管道必 须具有足够的强度。 排水管渠应具有能抵抗水中杂质的冲刷和磨损的作用,也应 该具有抗腐蚀的性能;排水管渠必须不透水,以防止污水渗出或 地下水渗入;排水管渠的内壁应光滑,使水流阻力尽量减小;排 水管渠应就地取材,并考虑到预制管件及快速施工的可能,以便 尽量降低管渠的造价及运输和施工费用。 现阶段在我国,用于污水管道的常用管材有混凝土管和钢筋 混凝土管、金属管和玻璃钢管、UPVC 排水管、HDPE 管等管材。

  以下对这几种管材进行比较:

(1)混凝土管、钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管 混凝土管的管径一般小于 450mm,适用于管径较小的无压管, 当管径较大、管道埋深较大或铺设在土质条件不良地段,为抗外 压,通常都采用钢筋混凝土管。混凝土管、钢筋混凝土管因制作 工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而得到普遍应用,但 在管材和制造过程中存在弊端,喷浆质量不稳定,易脱落和起鼓, 且体积和重量较大,运输和安装不便,管道连不严,易泄漏,同 时易受管道内污水产生的 H2S 气体的腐蚀等。 预应力钢筋混凝土管按生产工艺分成两种,一种因加工工艺 分为三步,通常称为三阶段预应力混凝土管;另一方法是一次成 型,通常称为一阶段管。预应力混凝土管口径一般在 2000mm 以 下,压力在 0.4-0.8Mpa。

(2)玻璃纤维增强热固树脂加砂管(玻璃钢管) 玻璃钢管的特点是强度较高,重量轻,耐腐蚀,不结垢,内壁光滑阻力小,节省能耗。玻璃钢管的连接也采用承插式,并设 置胶圈,安装很方便,玻璃钢管水头计算的内壁粗糙系数设计时 一般取 n=0.009,寿命一般为 50 年。 但是,玻璃钢管也有它的缺点。首先,玻璃钢管抗压强度高 主要是指它的抗内压能力,而它的抗外压能力却较低,通常要预 先压制成扁椭圆状再埋地,以承受外荷载和土压力;同时,它的 接口易渗漏;;而且玻璃钢管的单位价格较高。

(3)钢管 钢管应用历史较长,范围较广,排水工程一般选用螺旋焊缝 与直缝焊接钢管。螺旋焊接钢管采用卷板,利用螺旋管焊接生产 线一次成型,国内已可生产 DN2540mm 螺旋焊接钢管。螺旋焊管受加工工艺影响,管材存在较大残余应力,这部分残余应力与管 道运行期间工作应力组合后,降低了管道承受内压的能力。另外, 螺旋焊接管的焊缝较直缝焊管的焊缝长,这就意味着薄弱环节多, 可靠性差。但由于排水工程管道内压一般不算太高,因此不影响 螺旋焊接管的应用。

(4)UPVC 排水管 UPVC 排水管管材具有重量轻、运输施工方便,内壁光滑, 输水量大,抗腐蚀、抗老化、耐磨性强等优点。但该种管材承压 能力较弱,受温度影响大,膨胀系数大,施工工艺复杂,而且目 前市场 UPVC 排水管质量参差不齐,结合当地实际情况,本工程 不宜选用。

(5)HDPE(高密度聚乙烯)管 高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管是一种用料省、刚性高、弯曲性优良,具有波纹状外壁、光滑内壁的管材。双壁管较同规 格同强度的普通管可省料 40%,具有高抗冲、高抗压、连接简单、 安全可靠等优点,在排水管、排污管等城市管道建设领域应用具 有显著优势,而且在非开挖施工中应用广泛。在欧美等国中,HDPE 双壁波纹管在相当范围内取代了钢管、铸铁管、水泥管、石棉管 和普通塑料管。 HDPE 管壁粗糙系数为 0.009≈0.01 ,混凝土管为 0.013 ,混 凝土管的管壁粗糙系数比塑料管大 30% ,管道水力计算时管壁粗 糙系数与流量成反比,同口径的塑料管比混凝土管流量大 30% , HDPE 双壁波纹管相对于混凝土管的水流有效断面面积的 1/1.3 倍 就可满足其流量要求。使用与混凝土管同口径的塑料管可设计降 低水力坡降,以降低土方施工量和减少或取消排水泵站。耐腐蚀,使用寿命长:聚乙烯具有优良的化学稳定性与良好的物理机械性能,耐腐蚀,强度高,其使用寿命为钢铁管的 4 倍到 5 倍。在一定使用条件下,可使用 50 年以上。 重量轻,运输,安装方便:用于埋地聚乙烯管材的原料密度为 960kg/m3 以下,是钢和铁管的 1/8,便于运输,安装。采用聚 乙烯管材施工的工程最小,施工造价低,施工速度快,综合费用 大大底于传统的钢铁管材。 施工简便、速度快,施工成本低:使用时无需混凝土管基, 可以边开挖,边下管,边回填,开槽宽度较其他管材可减少 20%, 且无需打斜壁,大量减少施工土方量,节省劳动力,降低了施工 强度和难度。尤其在施工条件差难度大的地段和雨季施工其优越 性更加明显。 管道连接方式方便可靠:钢铁管材采用机械连接密封方式, 操作笨重而繁琐,可靠性差。聚乙烯管材采用热熔法,电熔法连 接,使管材和管件一体化,无泄漏,安全可靠。

 

表 1 管材综合技术经济比较 [2]

参考资料

[1] 无棣县老城区污水管网可研报 http://wenku.baidu.com/view/1105cc7cd1f34693dbef3ec4

[2] 排水管网设计中管材的选择 http://wenku.baidu.com/view/d6e344d133d4b14e8524686b.html?from=search

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